氧自由基在生物体内中的作用.ppt

关于氧自由基在生物体内中的作用第1页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三目录背景氧自由基的概念自由基的种类氧自由基的产生氧自由基生物学作用氧自由基的检测方法氧自由基的清除第2页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三背景氧是维持人体生命活力最必需的物质，生物氧化是生命活动的基础，但氧代谢的中间产物——各种氧自由基(羟基自由基，超氧负离子自由基和脂类过氧自由基等)对机体却具有损伤作用，可以造成生物膜系统损伤以及细胞内氧化磷酸化障碍。近年来，氧自由基在生物医学中的作用已成为一个非常活跃的研究领域,临床观察资料和实验研究结果表明，不少疾病的发生或其病理发展过程与自由基、脂质过氧化有关；人类的衰老过程也受其影响。氧自由基及其毒性已日益引起人们更多的注视。第3页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三健康长寿的杀手--氧自由基自由基：是指能独立存在,含有1个或1个以上的不配对电子的任何原子或原子团,分为氧自由基和脂自由基。与人类疾病关系密切的自由基,统称为活性氧或氧自由基,占人体内总自由基95%,是机体正常代谢的中间产物,由氧分子直接或间接衍化而成。氧自由基：是具有未配对电子的氧原子、原子团或分子。生理状态下,机体吸人氧的98%通过一次接受4个电子与H十结合还原成水,另外2%的氧通过单价还原而成高能态不稳定的活性氧一一氧自由基。第4页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三种类氧自由基超氧阴离子自由基（O-2）羟自由基（OH.）单线态氧（1O2）氢过氧自由基（HOO.）烷自由基（R.）烷氧自由基（RO.）烷过氧自由基（ROO.）活性氧（ROS）第5页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三氧自由基的产生氧自由基的来源主要有两个方面：一是电离辐射、某些药物、酒精、吸烟或高压氧中毒等，这些称外源性自由基；二是机体在代谢过程中产生自由基，即内源性自由基。内源性自由基的产生途径：（1）红细胞内的氧合血红蛋白可自发转变为高铁血红蛋白，从而铁供出电子给O2,生成.O-2。（2）细胞内有的酶促反应以O2为受氢体，H2O2可以与.O-2在Fe2+或Cu+存在下生成HO.。（3）微粒体功能混合氧化酶翠花药物等非营养物质羟化时，有黄素蛋白及细胞色素P450及O2参加，反应中有.O-2生成。（4）体内的醌类化合物，如辅酶Q的代谢产物可在氧化还原中生成半醌自由基，后者将单电子交给O2生成.O-2。第6页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三（5）吞噬细胞的“呼吸爆发”，在补体、Ga2+、白三烯或内毒素等的刺激下，吞噬细胞的氧摄取量增加，其胞膜下NADPH氧化酶活性增高，将O2还原成.O-2。（6）黄嘌呤氧化酶增多。黄嘌呤氧化酶（XO）的前身是黄嘌呤脱氢酶，存在于毛细血管内皮细胞内，正常人只有10%的XO的形式存在，90%为XD（黄嘌呤脱氢酶）。缺血时由于ATP减少，膜泵功能失灵，Ga2+依赖蛋白水解酶使XD大量转变为XO,缺血时ATP不能用来释放能量，而且还依次降解为ADP、AMP和次黄嘌呤，结果黄嘌呤大量堆集。再灌注时，大量的分子氧随血液进入缺血组织，此时大量增加的黄嘌呤氧化酶在催化次黄嘌呤转变为黄嘌呤，进而黄嘌呤转变为尿酸的两步反应中，都同时以分子氧为电子接受体，从而产生大量的.O-2和H2O2，后者再在金属离子参与下形成HO.。第7页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三氧自由基生物学作用氧自由基是一种不稳定的结构状态，具有活泼的化学性质，极易发生连锁反应，与其他物质结合为稳定的分子或生成新的自由基，正常情况下产生的氧自由基很少，且细胞内的超氧化物气歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶能将其迅速清除，故组织内不会出现氧自由基的堆积，正常状态下处于动态平衡。第8页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三1、对脂类的作用由于生物膜是由脂质组成,并且含有不饱和脂肪酸,极易受到氧自由基的侵袭而转变成为过氧化脂质(LPO)。LPO及其降解产物(醛类及烃类)可加重生物膜的损伤,导致膜的流动性降低,从而使得细胞的变形能力下降,脆性增加。膜上的受体和离子通道的功能也均受到了影响,细胞膜的通透性增加。最终导致了细胞代谢的紊乱和细胞的坏死。2、对核酸的作用氧自由基可以作用于DNA，与碱基发生加成反应，而造成碱基的修饰，破坏碱基，从而引起基因的突变；OH·可从核酸的去氧核糖C4部位夺取氢原子，使DNA链断裂或碱基缺失，改变遗传基因。氧自由基的反应产物可使核酸发生交联，使DNA复制受阻。危害第9页，讲稿共20页，