自由基与人体衰老

自由基与人体衰老

在人体代谢过程中会产生自由基,它是维持生命所必需的过程。在正常情况下,体内自由基的产生与消除应处于平衡状态。随着年龄的增长,抗氧化酶类活性下降,使体内清除自由基的能力下降,体内过量的自由基就会引起脂质过氧化,损伤生物膜,影响细胞功能,进而导致疾病和衰老。因此,消除体内多余的自由基,可延缓衰老过程。

自由基学说-英国著名的哈曼博士.png

1956年,哈曼从射线生物学的研究出发,首次提出老化的自由基学说。他认为肌体在受到电离辐射等作用时可产生自由基,在体内的氧化还原反应中也有2—5%的氧会产生超氧自由基,衰老的过程也可能就是细胞和组织中不断进行着的自由基所致损伤的总和。用加有自由基清除剂饲养的小鼠,可延长寿命。日本平井俊策等于1966年报告,在氧化过程中伴随着过氧化脂质的增加,包括脑部及各内脏器官均有相似情况,从而表明过氧化脂质与老化有密切的关系。1969Mc Cord等首次发现老化与氧自由基和SOD等有关的研究,从而为生理性老化、病理性老化等老年病的研究,扩大了范围。这些研究都说明了生物的老化与氧化胁迫有关,并与ve等抗氧化物密切有关。

身体中所存在的自由基,可用电子自旋共振法测出而加以证明。如随着年龄的增加,大鼠脑中氧自由基的生长速度相应增加,同时脑内过氧化脂质的产物也增加。人过60岁之后,髓磷脂的过氧化障碍显著增加,TBA急剧增多,髓磷脂膜的流动性也相应增加,并诱发脑功能障碍。脑部受过氧化伤害的部位,以大脑皮质、大脑黑质和大脑海马神经部位最为显著。据对大鼠的研究,神经末梢处的信息传递物质游离的乙酰胆碱含量会由于氧化胁迫而下降,并与其老化的症状是一致的。

各种哺乳动物的寿命,与其脑均浆体的自动氧化速度有关,氧化速度愈快,寿命愈短。这从比较生物学的角度也可说明氧化伤害的一个方面。

自由基与衰老具体表现:

1、生命大分子的交联聚合和指褐素的累积:

自由基作用于脂质过氧化反应,氧化终产物丙二醛等会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合,该现象是衰老的一个基本因素。脂褐素(Lipofuscin)不溶于水故不易被排除,这样就在细胞内大量堆积,在皮肤细胞的堆积,即形成老年斑,这是老年衰老的一种外表象征:而皮肤细胞的堆积,则会出现记忆减退或智力障碍甚至出现老年痴呆症。胶原蛋白的交联聚合,会使胶原蛋白溶解性下降、弹性降低及水合能力减退,导致老年皮肤失去张力而皱纹增多以及老年骨质再生能力减弱等。脂质的过氧化导致眼球晶状体出现视网膜模糊等病变,诱发出现老年性视力障碍(如眼花、白内障等)

由于自由基的破坏而引起皮肤衰老,出现皱纹,脂褐素的堆积使皮肤细胞免疫力的下降导致皮肤肿瘤易感性增强,这些都是自由基的破坏。

2、器官组织细胞的破坏与减少:

器官组织细胞的破坏与减少,是机体衰老的症状之一。例如神经元细胞数量的明显减少,是引起老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的又一重要原因。器官组织细胞破坏或减少主要是由于基因突变改变了遗传信息的传递,导致蛋白质与酶的合成错误以及酶活性的降低。这些的积累,造成了器官组织细胞的老化与死亡。生物膜上的不饱和脂肪酸极易受自由基的侵袭发生过氧化反应,氧化作用对衰老有重要的影响,自由基通过对脂质的侵袭加速了细胞的衰老进程。

3、免疫功能的降低:

自由基作用于免疫系统,或作用于淋巴细胞使其受损,引起老年人细胞免疫与体液免疫功能减弱,并使免疫识别力下降出现自身免疫性疾病。

所谓自身免疫性疾病,就是免疫系统不仅攻击病原体和异常细胞,同时也侵犯了自身正常的健康组织,将自身组织当作外来异物来攻击。如弥散性硬皮病、系统性硬结、溃疡性结肠炎、成胶质病变和Crohnn氏病(局部性回肠炎)之类的自身免疫性疾病,往往伴有较多的染色体断裂。研究表明,自身免疫病的病变过程与自由基有很大的关系。

衰老的氧化抑制

在正常情况下,体内代谢所产生的少量自由基,可被体内各种氧化酶类等迅速清除,不至于堆积过多,已引起组织和细胞的损伤,但在体内自由基清除系统的功能下降等异常情况下,过多的自由基就会造成各种伤害。体内自由基清除系统的功能则有赖于合理的膳食营养,以保持正常的抗氧化功能,如各种抗氧化营养物质长期摄食不足,就会降低抗氧化功能,减弱机体清除自由基的能力而致过早衰老。

一、衰老与抗氧化酶SOD

SOD是人体清除超强氧化物自由基的酶,是一种金属酶类,与所结合金属的不同,有Cu/Zn-SODMn-SODFe-SOD三种,在低等生物中尚存在Ni-SOD,这些SOD都能催化自由基O2-﹒和HOO﹒发生岐化作用而成H2O2O2,从而起到体内内部保护的第一道防线,是生物体内最重要的抗氧化酶。但体内的SOD含量会随着年龄的增长而下降,到老年期后体内的SOD以及GSH-Px会明显下降,因此常作为判断人体衰老程度的指标之一。

据研究,人红细胞中学红蛋白的自氧化会产生O2-﹒,需SOD清除,但不同年龄段人体血红细胞中SOD的活性也随着年龄的增长而下降。