許蘭仙++馬文平

自由基損傷與防御

自由基理論。任何包含一個(gè)未成對(duì)電子的原子或原子團(tuán)均稱為自由基。自由基傷害是衰老的因素之一己被普遍接受。衰老的自由基理論是Denham Hamran（1955）系統(tǒng)地提出了，并與1956年發(fā)表了文章“衰老，根據(jù)自由基和放射化學(xué)提出的理論”。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為老化的一個(gè)可能因素是自由基（細(xì)胞正常代謝產(chǎn)生）對(duì)細(xì)胞成分的有害攻擊。

氧化應(yīng)激與疾病。自由基包括活性氧自由基（ROS）、活性氮自由基（RNS）等。其中以氧自由基（OFR） 對(duì)機(jī)體危害最大。氧分子要經(jīng)過(guò)若干步驟才能還原成水，在還原為水的過(guò)程中產(chǎn)生了3種氧自由基，其中包括超氧陰離子自由基和羥自由基。氧化應(yīng)激是指機(jī)體在遭受各種有害刺激時(shí)，體內(nèi)高活性分子如活性氧自由基產(chǎn)生過(guò)多，超過(guò)內(nèi)源性抗氧化防御系統(tǒng)對(duì)其消除能力時(shí)，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，從而導(dǎo)致組織損傷。除厭氧生物外，氧氣幾乎是一切生命活動(dòng)的基本物質(zhì)之一，人體內(nèi)處處存在著活性氧代謝的動(dòng)態(tài)平衡，從這一角度上來(lái)看，在一定程度上，人類(lèi)所有疾病的發(fā)生或惡化直接或間接地與氧化應(yīng)激損傷相關(guān)，研究表明心血管系統(tǒng)、呼吸系消化系統(tǒng)、腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫性疾病、泌尿系統(tǒng)等系統(tǒng)疾病的產(chǎn)生都與氧化應(yīng)激有關(guān)系。

機(jī)體內(nèi)防御的氧化應(yīng)激損傷體系。正常機(jī)體內(nèi)自由基的代謝維持動(dòng)態(tài)平衡，既有生成也有有效的清除機(jī)制。機(jī)體內(nèi)防御氧化的體系主要有：

（1）酶系防御體系

酶系防御體系幾個(gè)具有清除自由基或活性氧的酶組成，這些酶被稱為抗氧化酶，主要有過(guò)氧化氫酶（CAT），谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px，或?yàn)镋-CysSe）超氧化物歧化酶（SOD）等]，幾種抗氧化酶發(fā)揮機(jī)制如下：

（2）非生物酶系統(tǒng)

人體內(nèi)一些非酶類(lèi)物質(zhì)也具有清除自由基的能力，稱為抗氧化劑。此類(lèi)抗氧化劑主要從食物中獲得，主要有維生素 E、維生素 C、維生素 K、維生素 A 等維生素類(lèi)和類(lèi)胡蘿素；以及多酚類(lèi)、黃酮類(lèi)、多糖類(lèi)等；還有一些金屬，作為一些抗氧化酶的成分能起間接作用，如鋅、錳是超氧化物酶（SOD）的組成成分等。目前，已發(fā)現(xiàn)多種植物含有抗氧化成份。這些抗氧化劑成分抗氧化機(jī)理主要有：可抑制或直接清除活性氧；還可以通過(guò)刺激機(jī)體內(nèi)抗氧化反應(yīng)元件（ARE），使得內(nèi)源性抗氧化物質(zhì)的表達(dá)水平提高或抑制氧化酶的表達(dá)。此外，某些成分，如植酸等，具有相對(duì)強(qiáng)的螯合金屬能力，起到阻礙或防止金屬離子對(duì)氧化反應(yīng)的催化作用。

多糖的抗氧化機(jī)理

多糖又稱多聚糖，是由10個(gè)以上的單糖通過(guò)糖苷鍵聚合而成的極性很強(qiáng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜天然高分子化合物。主要用于連接的糖苷鍵有有α-1，4糖苷鍵、β-1，4糖苷鍵以及α-1，6糖苷鍵，多糖的分子量范圍很廣，多糖具有抗氧化抗衰老活性、免疫調(diào)節(jié)活性、降血脂降血糖活性、抗腫瘤活性等；人類(lèi)的多種疾病和氧化應(yīng)激、免疫力息息相關(guān)；如，多糖的抗腫瘤功能是通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體免疫功能間接發(fā)揮抗腫瘤作用；而幾乎人體系統(tǒng)的疾病與氧化應(yīng)激密切相關(guān)，多糖則可以發(fā)揮抗氧化作用降低氧化應(yīng)激水平。

所謂構(gòu)效關(guān)系是指物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其生理活性之間的關(guān)系；多糖的結(jié)構(gòu)決定多糖的性質(zhì)。研究表明，多糖一級(jí)結(jié)構(gòu)中的糖單元的組成以及相鄰單糖糖基的連接方式（糖苷鍵的類(lèi)型）決定多糖的活性；而高級(jí)結(jié)構(gòu)中支鏈的類(lèi)型、聚合度及其在主鏈上的分布情況度等決定了多糖活性的強(qiáng)弱。而對(duì)于多糖的抗氧化活性，能是因?yàn)槎嗵墙Y(jié)構(gòu)具有半縮醛羥基，即還原性末端，使得自由基還原，從而清除自由基，但其明確的抗氧化機(jī)制仍待研究。目前人們認(rèn)為的多糖的抗氧化機(jī)制包括以下四方面：其一：是多糖結(jié)構(gòu)上的的氫原子能夠與自由基反應(yīng)生成水，且反應(yīng)生成單電子可以進(jìn)一步被還原；其二：多糖可以捕獲脂質(zhì)反應(yīng)中生成的自由基，或者與金屬離子螯合，而這些金屬離子正是形成自由基必不可少的因子；其三，多糖可以增強(qiáng)機(jī)體內(nèi)某些抗氧化酶如超氧化物歧化酶等的活性，從而更好發(fā)揮抗氧化能力；其四，多糖可以通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫，由此間接達(dá)到抗氧化效果?，F(xiàn)在的研究認(rèn)為植物多糖等具有抗氧化作用，從多糖的類(lèi)型來(lái)看，具有抗氧化作用的多糖包括中性多糖、酸性多糖、糖蛋白、硫酸多糖。

多糖的抗氧化活性測(cè)定方法

目前，評(píng)價(jià)物質(zhì)抗氧化活性的方法可分為體外抗氧化模型、細(xì)胞損傷模型和體內(nèi)抗氧化模型三種模型。體外抗氧化能力測(cè)定方法使用儀器簡(jiǎn)單、操作快速、實(shí)驗(yàn)時(shí)間成本和試劑成本相對(duì)較低；體內(nèi)抗氧化評(píng)價(jià)方法更可靠說(shuō)明抗氧化劑在生物體內(nèi)表現(xiàn)的抗氧化活性情況，但過(guò)程繁瑣，不可控因素相對(duì)多，實(shí)驗(yàn)成本高。細(xì)胞損傷模型近年來(lái)常被用來(lái)研究物質(zhì)的抗氧化能力，相比于體外抗氧化能力它更加接近機(jī)體生理環(huán)境，是更具有說(shuō)服力的體外驗(yàn)證物質(zhì)抗氧化活性的好方法；相比于體內(nèi)模型，雖然它不能完全比擬與體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，但其實(shí)驗(yàn)周期短、成本相對(duì)體內(nèi)模型低。而在抗氧化測(cè)方法的使用中，使用最頻繁的是體外抗氧化方法，這類(lèi)方法的機(jī)制主要有 HAT（以供氫的方式）、SET（轉(zhuǎn)移電子方式）、活性氧的清除、對(duì)金屬的螯合力等。彭欽分別用體外抗氧化模型和細(xì)胞損傷模型對(duì)多種天然多糖的抗氧化活性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明這兩種評(píng)價(jià)方法并沒(méi)有得出一致的結(jié)論；但是，盡管如此，彭欽使用體外抗氧化模型進(jìn)行測(cè)定天然多糖的抗氧化活性的時(shí)候，只選擇了清除自由基測(cè)定這個(gè)抗氧化角度的方法，沒(méi)有多選幾個(gè)角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，而細(xì)胞作為是生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，它對(duì)活性物質(zhì)的反應(yīng)，是一個(gè)綜合的體現(xiàn)效果；因此，這使得其體外抗氧化實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞損傷模型實(shí)驗(yàn)的結(jié)論不一致。由于不同的抗氧化方法的反應(yīng)機(jī)理不同，測(cè)定獲得的結(jié)果并不全部相同，所以人們?yōu)榱烁涌陀^、詳細(xì)地對(duì)某一種試樣進(jìn)行評(píng)價(jià)其抗氧化活性，采取多種抗氧化方法來(lái)評(píng)價(jià)該試樣地抗氧化能力，也就是從不同角度來(lái)評(píng)價(jià)其抗氧化能力。

展望

多年來(lái)，人們對(duì)多糖進(jìn)行大量的研究，對(duì)其抗氧化研究更是其中熱點(diǎn)。活性氧導(dǎo)致的氧化脅迫和氧化損傷成人體多種器官疾病和機(jī)體衰老的一個(gè)重要原因，隨著地球環(huán)境的惡化，新的的疾病不斷產(chǎn)生，人們紛紛希望以抗氧化作為切入點(diǎn)，有效地預(yù)防和治療疾病。目前對(duì)多糖的作用機(jī)制研究不夠充分，多糖的給藥方式以及進(jìn)入人體之后被人體的利用途徑有待于進(jìn)一步研究確認(rèn)。

基金項(xiàng)目：北方民族大學(xué)2016年研究生創(chuàng)新項(xiàng)目（YCX1649）endprint