劉振年
一、什么是自由基：在化學上當原子形成分子時，有一個特別的法則，只要有兩個以上的原子組合在一起時，它周圍的電子就一定要配對，也就是說，化學鍵中，電子必須配對出現。如果不配對，它們就要去尋找和奪取其它物質的電子，使自己成為穩定的元素。科學家們把那種不配電子的原子、原子團、分子或離子稱為自由基（free radical,FR)或游離基（liberateradical)
二、自由基是怎樣產生的：過去認為自由基只在人體內產生，現經研究證明，外界環境中，許多物質在發生化學反應時，也會產生自由基。所以自由基存在的空間非常廣泛，種類也很多，對人體造成內外夾攻的威脅。
1、在身體內部產生的：（1）人體需要經常飲水和攝入營養食物，在體內消化吸收，分解轉化，最后在細胞核內的線粒體進行氧化磷酸化，生成能量。在此過程中，可有一少部分氧轉化為自由基；（2）在體內一些細胞成分和部分氧化酶類的氧化過程中及吞噬細胞、中性白細胞、單核細胞等，吞噬細菌或異物時皆可產生自由基；（3）人體內組織器官嚴重損壞及休克時，缺血性疾病（如心肌梗塞、腦梗塞）組織缺血，經治療血液再灌流時，會產生大量自由基。
2、由外界環境產生的：（1）過度日光照射及放射線輻射等能使體內水的化學鍵發生均裂，產生自由基；（2）吸煙能直接產生多種自由基，它對人體的危害，超過焦油和尼古丁；（3）汽車的尾氣，工業生產中的廢氣，煙囪冒出的煙及核爆炸等大氣污染；（4）日常生活中廚房中的炸炒、燒烤產生的油煙中也有自由基；（5）酗酒者大量的乙醇會使人體產生自由基；（6）化學制劑的大量使用，如農藥、化肥、食品加工過程中添加的色素，還有某些化妝品也能使人產生自由基。
三、自由基的種類：由于自由基產生的途徑不一，所以種類也很多，在人體內主要的是氧自由基（oxygen free radical,OFR), 即不配對的電子在氧原子上的自由基。此類約占95%，如，超氧陰離子自由基（O2·）、羥自由基（·OH）、過氧化氫自由基（HO2·)、一氧化氮自由基（NO·）、二氧化氮自由基（NO2·）、單線態氧（'O2)等。此外還有脂質的
氧自由基，如脂質過氧化自由基（ LO2·），脂質烴氧自由基（ LO·）、脂質過氧化氫（L00H ）等。脂質過氧化氫，即所謂的過氧化脂質，是體內天然的多價不飽和脂肪酸，經自動氧化反應或觸酶反應而產生的，其化學性質較穩定，但如果過多時，也能攻擊細胞膜和蛋白質。
四、自由基對人體的生理作用及人體對自由基的生理調控：在正常情況下，人體內產生的少量自由基，不僅不會造成對機體的傷害，而且是生理上必須的：
1、許多物質的生理合成要經過自由基反應，如三磷酸腺苷的合成與水解，均有自由基反應階段，參與能量的轉換；
2、幫助免疫系統消滅入侵的細菌；
3、保證神經興奮傳導時離子鈉、鉀的主動運轉等。此外，在正常情況下，人體內也不會有很多的自由基存在，因為大多數的自由基是反應快，壽命短，產生后消失快。同時，人體內也存在著控制自由基的系統，如超氧化物岐化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化酶等起細胞內防御作用的酶類，可以使活性氧自由基變為活性較低的物質，削弱它們的攻擊力；維生素E、維生素C、胡蘿卜素、還原性谷胱甘肽、多酚類、黃酮類、輔酶Q10和硒等一些抗氧化物，是作用細胞膜或在細胞外起防御作用。只要體內的這些控制系統正常，就控制自由基的產生量和不使其游離，對產生過多的也能及時清除掉或減弱其活性，以保持既能利用 自由基對生理的作用，又不使其對人體造成損害。
五 自由基對人體的危害作用：由于某種原因致體內產生自由基過多，或因控制系統失調不能清除自由基，則自由基可攻擊細胞膜、脂質蛋白、ＤＮＡ等，造成組織損害、細胞膜破壞、淋巴細胞損傷、脂質的過氧化增強和促進血小板凝集等有害機體反應，有人稱此為自身氧化損傷（auto oxidative damage）。其所造成的主要病理損害有：
1、損傷細胞的脂質膜：細胞是由兩層脂質膜構成，自由基能攻擊脂質使之過氧化，致使細胞的結構和功能障礙，細胞內外的離子濃度差不能維持；同時細胞內的小器官線粒體、溶媒體、微粒體等的脂質膜也受攻擊損害，致使能量的產生，蛋百合成等能力降低，以致整個細胞功能喪失.。
2、使蛋白質變性：超氧陰離子自由基（O2·）能使蛋白質的S——S結合鍵斷裂，致使蛋白質變劣化。自由基過多時，可使有清除自由基作用的超氧化物岐化酶、促酶、谷光甘肽過氧化酶等也失去活性。
3、使細胞中的花生四烯酸游離，產生一系列前列腺素物質，其中的血栓素A2（TXA2)能使血小板凝集，促使血栓形成；并能產生白三烯，有很強的使平滑肌收縮、血管通透性增強、白細胞游走、鈣的移動、溶酶體游離等作用。
4、更為嚴重的是對基因的攻擊，使基因的分子結構破壞，導致基因突變，細胞變異發生癌癥，甚至引起整個生命發生系統性的混亂。5、能破壞結締組織，形成間質水腫。
六、自由基所致的臨床疾病：據醫學研究發現，臨床上有70多種疾病的發生和發展都與自由基有密切關系，例如動脈硬化及其所致的心腦血管病、腫瘤（包括癌癥）、糖尿病、消化性潰瘍及胃與十二指腸粘膜病變、眼白內障、多數呼吸道疾病、肝損害病、尿毒癥、潰瘍性結腸炎、克隆氏病、免疫功能低下及自身免疫性疾病、某些血液病、心腦血管梗塞缺血病的再灌流損傷、某些皮膚病等。還能促使感染性休克、彌慢性血管內凝血、呼吸窘迫綜合癥等加重。
七、自由基與人體衰老：
1、體內不飽和脂肪酸在自由基作用下，容易形成過氧化脂質，與蛋白結合形成臘樣的脂褐質，是細胞無法排出的廢物，隨年齡增長越積越多，所以老年人在皮膚上出現棕色老年斑，在眼角膜上出現老年環。如在腦細胞中大量沉積，則致記憶和智力減退；在心肌、肝臟等細胞中沉積則影響該臟器功能。
2、自由基與細胞膜上脂質易發生過氧化反應，產生有毒性的反應物丙二醛和丙二雙醛，此二者能與游離氨基酸的蛋白質及核酸結合，形成希夫氏堿（ShiffS base),使生物分子之間發生交聯，則變為細胞內的巨大分子，不能分解排除，形成所謂凍結代謝庫（Frogen metabolic pool),殘留在細胞內，影響細胞的代謝功能，致使細胞凋亡。如果位于細胞之間的膠原蛋白出現交聯，則阻礙細胞的營養供給及排除代謝物的通路，并能使膠原變短、堅勁、失去彈性，因而老年人皮膚出現干燥、皺紋。
3、自由基能使細胞內的溶酶體膜變脆弱， 易破壞，致溶酶體溢出，導致細胞破壞。
4、自由基作用于脫氧核糖核酸，可致基因 異常或突變，發生癌癥和其他多種疾病。
八、如何防止自由基的危害：
1、加強抗氧化，控制與清除內源性的自由基：科學家們發現，體內的自由基 幾乎都與活性較強的含氧物質有關，他們把與這些物質相結合的自由基，叫作活性氧自由基。活性氧自由基對人體的損害，實際上是一種氧化過程，因此要控制自由基的傷害，就要從抗氧化做起。如前所說，人體內存有的一些酶類、維生素類、多芬類和某些微量原素有很好的抗氧化——控制和清除自由基的作用。實際上這些抗氧化的物質，絕大多數 可從食物中攝取，如蔬菜中的：水果西紅柿、青紅椒、胡羅卜、紫茄子、芹菜、小蔥、元蔥、甘藍、黃瓜、卷心菜、生蒜、西蘭花、香椿等；水果有：蘋果、黑葡 萄、黑莓、藍莓、草莓、櫻桃、石榴、柑橘、 橄欖等。此外，一些豆類、茶葉、紅葡萄 酒中也有抗氧化物質。只要我們注意多吃這些食物，就可控制體內自由基的數量，防止其危害。老年人或有需要者，也可選服一些抗氧化劑，如維生素中的E、C、P、胡羅卜素、輔酶Q10、以及微量元素的硒、鋅、銀杏葉的提取物等 。當前還有許多有抗氧化作用的保健品類，如螺旋藻、深海魚油、松花粉、蜂膠 、靈芝孢 子粉、冬蟲草、番茄紅素、葡萄籽提取物等。另據報導，中國科學院生物物理研究所專家們，經8年時間研制出從植物中提取的天然抗氧化劑——自由基清除劑配方，能明顯清除香煙中的自由基，降低吸煙的致癌率。
2、注意防止外界的自由基入侵：（1） 戒煙，因為在吸煙的煙霧中，不僅有數以千計的有毒化合物質，且其中有多種難以控制的自由基，也能直接或間接損傷肺、和氣管的粘膜，引起細胞變化，發生肺氣腫、肺間質纖維化，并能損傷基因 發生肺癌和其他疾病。經研究證明，二手被動吸煙者與直接吸煙者同樣有害，因而認為吸煙者不僅危害自己，而且危害周圍人群，是一種犯罪行為；（2）汽車尾氣，工業生產的廢氣，煙囪冒出的煙等大氣污染中，都有大量的自由基；紫外線、各種輻射線作用人體時會產生自由基，應當盡量避免；（3）日常飲食菜肴加工，盡量避免炒炸、燒烤，并少吃動物油和色拉油，，色拉油是多元不飽和脂肪酸，易在人體內氧化成自由基 ，以食用單元不飽和脂防酸大于50%的油類為好，如大豆油、花生油、特別是橄欖油為好；（4）對蔬菜、水果要多 浸泡、水洗，或買后放入冰箱1~2天再用，以減低其農藥、化肥的殘留，并要經常清洗冰箱；（5）要飲用干凈的水（衛生檢驗合格），以天然且檢驗合格的礦泉水、逆滲透水、凈化的純凈水等為最好，盡量少飲瓶罐裝有添加物的飲料；(6）不要多飲酒；（7）40歲以上的人避免劇烈運動，以免過多產生自由基。
