2024年3月17日发(作者：苹果6s哪一年上市)

什么是自由基？

自由基(free radical)是指能独立存在，含有未成对电子的原子，原子团、分子

或离子。如含有不成对电子的氧则称为氧自由基(oxygen free radical，OFR), 占

机体内自由基的95%以上，它是人体内氧化过程中释放的一种活泼的有害物质。

它在体内肆意掠夺其它分子的电子，破坏了细胞、DNA、RNA和蛋白质的结构，

使体内细胞组织、器脏的功能降低、并不能被再修复，使体内的免疫系统功能下

降，从而导致各种疾病的发生、甚至死亡。

在正常情况下，人体内的自由基主要有：过氧基 Peroxyl Radical (ROO.) 、

氢氧基 Hydroxyl. Radical (OH)、高氧基 Superoxide Radical (O2)、氮氧基

Nitric Oxide (NO.)等几种。自由基对人体，亦敌亦友，是处于不断产生与清除的

动态平衡之中。一方面自由基是机体防御系统的组成部分，如不能维持一定水平

的自由基则会对机体的生命活动带来不利影响，但另一方面如果自由基产生过多

或清除过慢，它通过攻击生命大分子物质及各种细胞，会造成机体在分子水平、

细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。

1956年，英国著名的哈曼博士提出了在医学界和抗衰老领域里享有盛誉的《自

由基衰老理论》，理论中称自由基是“百病之源”，人类衰、老、亡的“元凶”。

在化学结构上，自由基是指未配对电子的基因、分子或原子，以小圆点（·）

来表示未配对的电子。人体内的自由基，主要有各种化合物分子中的共价键在外

界（如光、热、染发剂等）作用下分裂成含有不成对价电子的原子或原子团，成

为不稳定的自由基。它有很大的能量从稳定的原子或分子上夺得一个电子以求达

到平衡，这样就会使被夺走电子的原子或分子成为不稳定的新的自由基，形成连

锁反应，不断形成新的自由基。

自由基在生物体内普遍存在，按其化学结构自由基可为分为三种类型：①半

醌类自由基，如黄素类半醌自由基；②氧中心自由基，简称氧自由基，包括超氧

阴离子自由基(O2 )、羟自由基(·OH)、烷氧自由基(RO·)、烷过氧自由基(ROO·)、

氢过氧自由基(HOO·)。近年来研究较多的活性氮自由基(NO和NO2－)也可算作

氧自由基。③其他碳、氮、硫中心自由基。上述氧自由基及其衍生物H2O2、脂

质过氧化物(LOOH)及单线态氧(1O2，singlet oxygen)等统称为活性氧(reactive

oxygen species, ROS)，它是指氧的某些产物和一些反应的含氧产物，它的特点

是含有氧，化学性质较氧活泼。ROS对生物机体可产生一系列的有害作用，其毒

害作用称为氧的毒性。种种有害后果与许多疾病的发生密切相关，因此生物体内

ROS的生成与清除的平衡对生命过程的正常进行具有重要作用。

自由基的主要种类

电子配

分类 名称

超氧阴

离子

羟自由

置

表示式

半衰期

/s

-6

电子配表示半衰期

分类 名称

氢自由

H﹒ H﹒

基

有机自

由基

一氧化

氮

二氧化

氮

NO﹒

1--10

R﹒ R﹒

置 式 /s

氧

自

由

基

O

2

﹒ 10

非

氧

自

由

-9

HO﹒ 10

基

HOO

-

-8

-

基

氢过氧

基

烷氧基

10

氮

﹒

自

由

基

RO﹒ 10

-6

内重要的信使分子和效应分子，是当代医学研究的热点和前沿之一。NO的化学

性质活泼，可迅速与O2、O2 、铁、铜、镁等反应，其中与O2 反应可生成过氧

亚硝基阴离子(ONOO－)，后者是一强氧化剂。在生物体内，与NO有关的自由基

和化合物有数十种，NO及其相关产物相互反应，在机体内生成一系列具有重要

生物功用的自由基和硝基化合物，即所谓的生物活性氮。

NO在生物体内主要是由NO合酶(NO synthase, NOS)催化合成与释放的，即

NOS催化L-精氨酸和O2为底物生成NO和L-瓜氨酸。根据NO的表达与调节，NOS

分成两大型：一是组成型NOS(constitutive NOS, cNOS)，其活性依赖于Ca2+

和钙调蛋白，可间歇性不断表达，根据存在部位，又分为神经元型和内皮细胞型。

二是诱导型NOS(inducible NOS,iNOS), 其活性不依赖于Ca2+和钙调蛋白, 但受

细胞因子和特殊的信号分子刺激和诱导，在生理条件下不表达，细胞受刺激时才

NO

2

一氧化氮(nitric oxide, NO)是20世纪80年代发现的一种自由基，它是体

高表达。主要存在于巨噬细胞、中性粒细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞等。

NO可作为信号分子在体内起重要生理作用。它可作用其靶受体---可溶性的鸟

苷酸环化酶，激活该酶使GTP环化为cGMP，后者再刺激cGMP依赖的蛋白激酶，

调节磷酸二酯酶和离子通道，发挥一系列生物效应：松弛平滑肌、舒张血管，抑

制平滑肌细胞增殖，抑制血小板粘附和聚集，保护细胞、增加神经递质释放。NO

还可介导炎症时巨噬细胞和中性粒细胞杀灭微生物的作用。

除此之外，NO还可作为细胞毒分子，参与多种疾病的病理过程。

在人体内，除上表中各种自由基之外，在体内的各种生化反应过程中，还会

形成许多虽然电子是配对的，但极易失去一个电子而转变为自由基的含氧化和

物，如下表：

极易转变为自由基的氧化物

名称

单线态氧

过氧化氢

臭氧

次氯酸

自由基的连锁反应非常多，如下：

由超氧阴离子（O

-

2

﹒）所引起的连锁反应：

O

2

-

﹒+ H

+

═

HOO﹒

2 O

2

-

﹒+ 2H

+

→ H

2

O

2

+ O

2

O

2

-

+ H

2

O

2

→ HO﹒ + OH

-

+ O

2

由羟自由基（HO﹒）所引起的连锁反应：

HO﹒+ RH → R﹒ + H

2

O

符号

1

名称

亚硝酸

符号 名称 符号

ONOO

-

ONOOH

NO

+

2

ROONO

O

2

HNO

2

过氧化亚硝酸基

过氧化亚硝酸

硝翁离子

H

2

O

2

O

3

HOCL

四氧化二氮 N

2

O

4

三氧化二氮 N

2

O

3

氢过氧化物 ROOH 烷基过氧化亚硝酸

R﹒ + O

2

→ ROO

-

ROO

-

+ RH → ROOH +R﹒

这种连锁反应有两种情况可被终止，一种是被反应物的浓度越来越少，另一

种是遇到自由基清除剂（抗氧化物）。

超氧阴离子O

2

-

﹒由氧分子的一个点子还原而成：

O

2

→O

2

-

﹒

由细胞膜阴离子系统向细胞外漏出，在1μmol/L浓度、Ph值为7时的寿命

为5s，扩散距离100μm.

羟自由基为高反应性自由基，其反应距离短，速度快，攻击力强，对细胞等

组织的毒性强，毒害大。