氧化损伤与人体衰老

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。

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25%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。


人的衰老.jpg


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。

不同年龄段人红细胞中的SOD含量

年龄段

20--29

30-39

40-49

50-59

60岁以上

红细胞中SOD含量/(ug/gHb)

467.8 ± 43.3

463.3±51.6

454.6±36.3

454.6±36.3

419.6± 26.7

                         不同年龄段人红细胞中的SOD的活性

年龄段

人数

细胞中SOD活性/(ug/gHb)

年龄段

人数

细胞中SOD活性/(ug/gHb)

0--14

615

1914±462

45--64

1397

1487±392

15--44

3865

1667±451

65--94

541

1259±452


二、衰老与抗氧化物GSH

谷胱甘肽(GSH)在和蛋白质合成、酶的活化、体内氨基酸输送及身体的代谢等方面均有密切关系,也是防御细胞受自由基伤害的重要抗氧化物质。在老化的大鼠脑、肝、肺等中的含量均偏低。60岁以上老人,在血中的浓度也较低,且这种变化与老化的进程有关。当人衰老时,GSH浓度下降,免疫能力下降,生癌危险性也增加,已知GSH对肺癌细胞的增殖有抑制作用。

曾对小鼠脾细胞中GSH含量进行分析,随着年龄的增长脾脏内GSH的浓度下降,而在饲料中补充0.5%GSH者,却有明显影响,见下表:

                       补充GSH对小鼠脾脏中GSH含量的影响

大鼠月龄

对照组

0.5%GSH

大鼠月龄

对照组

0.5%GSH

4

2.65±0.14

2.65±0.14

24 

2.45±0.13 

2.68±0.20 

17

2.30±0.10

2.67±0.12


三、衰老与β-胡萝卜素

β-胡萝卜素是一种较好的抗氧化物质,血清中β-胡萝卜素的含量与老化有关。美国对62-80岁的老年妇女,每天给予90mgβ-胡萝卜素,血清中过氧化生成物酰胺Lactam明显低于对照组。瑞士对3000名男性志愿者测定其血中β-胡萝卜素含量,凡含量较低者(25ug/100ml)其12-14年后的死亡率,比含量较高者(75ug/100ml)高出1.53倍。实验用β-胡萝卜素喂养小鼠,结果β-胡萝卜素能提高血红细胞内SODGSH-Px的活性,同时能降低小鼠心肌细胞内褐质含量。

                   用胡萝卜饲养小鼠7个月对其血红细胞中抗氧化酶的影响

组别

SOD活性/(mgHb)

GSH-Px/U/(mgHb)

组别

SOD活性/(mgHb)

GSH-Px/U/(mgHb)

对照

19.25±2.3

33.1±6.5

红胡萝卜

31.2±3 2.8

115.7±12.2

黄胡萝卜

30.22±2.7

112.8±11.7


四、衰老与维生素E

老龄大鼠和VE缺乏的大鼠,其脑、肝、心、睾丸等组织均储积有较多的脂褐质,体内的TBARS和过氧化脂质也均有增加。在这种情况下,如饲以VE,这些物质的生成就会减缓,各组织和身体所受过氧化上伤害就会减弱,大鼠衰老所表现的动脉血管内皮细胞的损伤也会减少。对波兰的60100岁老人每天给予VE200mgVC400mg的混合物,一年后血中过氧化物减少13%--25%(平均20%);曾对芬兰平均年龄76岁的15名略有精神障碍的老人,每天给予硒盐8mg、有机硒50ugVE400mg,经一年后,情绪不稳定的和有不安感的情况消失,神情敏捷,食欲、讲话等11项测试均有明显改善。

曾对轮虫、条虫等小动物进行VE和可的松喂养试验,证明VE等可延长其成长期和成熟期,因而延长了总的寿命,但却并不能延长其衰老期,但随着成长期的延长,其繁殖期也得以相应延长。另据报道,家蝇体内的抗氧化酶类活性和抗氧化物质浓度高时,家蝇的老化就会受到抑制。而相反的,SOD的阻碍药二乙基二硫氨基甲酸(DDTC)可抑制其寿命的延长。

另据报道,将VE授予轻度痴呆症患者,可抑制其痴呆症状的发展,这说明在身体老化的不可逆进程中,始终伴随着氧化反应,因此自由基的伤害应是衰老的原因之一。

各种哺乳动物血清中的生育酚浓度不同,与它们的平均寿命也有一定关系。这也从一个侧面,说明抗氧化物质与寿命的关系。老化现象中特别令人关注的是老年性痴呆,自由基对大脑海马体神经细胞的损害可能是导致脑功能衰退的原因之一。美国科学家发现一个称为P21的基因,与许多老化疾病有关,如老年型痴呆、退化性关节炎等,因此,保持机体有足够的VE等抗氧化物质,以及时清除自由基,是抗衰老的重要手段之一。