羟基自由基

人体内重要的自由基包括

1．超氧阴离子自由基(·O2)

2．羟自由基(·OH)

3．羧自由基(ROO·)

4．脂氧自由基

5．一氧化氮自由基(NO·)

6．硝基自由基(·ONOO-)

由于特殊的电子排列结构，氧分子(O2)极容易形成自由基。

这些由氧分子(O2)形成的自由基统称为氧自由基。上述的

氧自由基，H2O2，单线态氧(1O2)和臭氧，统称为活性氧

（ROS）。

常见活性氧自由基简介

(1)超氧化物阴离子自由基

O2若只得到一个电子，则成为带一个负电荷的离子，但仍

有一个电子未配对，用O2-·表示，称之为超氧化物阴离子

自由基(SuperoxideAnionRadical)，或简称为超氧化物自

由基(Superoxideradical)，它在生物体内不仅具有重要的

生物功能，还与多种疾病有密切关系，同时它还是生物体生

成的第一个氧自由基，是所有氧自由基的前身，经过一系列

反应可生成其它氧自由基，因此它具有特别重要的意义。

人的体液生理pH为6.5~7.5，在生理条件下，体内生成的

主要是超氧化物阴离子自由基。它在水溶液中及油溶性介质

中的存活时间分别约为1秒和1小时。与其它活性氧相比，

它不很活泼，因此曾经有人认为其毒性可能较小；后来研究

表明，正是由于其寿命较长，可从其生成位置扩散较长的距

离，到达较远处的作用靶标而具有更大的危险性。(参考文

献1，P7)O2-·的毒性是机体发生氧中毒的主要原因，由它

引起的损伤主要表现在使核酸链断裂、多糖解聚和不饱和脂

肪酸过氧化，进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改

变及其他一系列的变化。

超氧化物阴离子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide

Dismuta,SOD)作用生成过氧化氢(H2O2)，H2O2可被

过氧化氢酶(Catala，又称触媒)或谷胱甘肽过氧化物酶

(GlutahionePeroxida)作用而除去。所以，正常情况下

体内虽有自由基生成，但因有这些酶的保护作用，细胞成分

不致遭到破坏，然而当机体因故不能及时将超氧化物阴离子

自由基清除掉时，H2O2能与另一分子的超氧化物阴离子自

由基在铁离子或铁的复合物催化下，生成氧化性更强的羟基

自由基。

超氧化物阴离子自由基还可作用于其周围的生物大分子，发

生连锁反应，使自由基反应蔓延下去，它本身虽然消失了，

但却产生许多其它自由基，如脂类自由基、脂类过氧自由

基、嘧啶自由基、嘌呤自由基等，引起生物大分子的损伤，

从而造成机体的伤害。(参考文献6，P41)

(2)羟基自由基

羟基自由基(又称氢氧自由基，可表示为·OH、HO·、·HO

或OH)是已知氧化性最强和毒性最大的氧自由基，其氧化性

比高锰酸钾和重铬酸钾还强，它几乎可以和所有细胞成分发

生反应，对机体危害极大；但它的作用半径小，仅能和它的

邻近分子反应。

(3)过氧化氢(H2O2)

过氧化氢(H2O2)，即人们熟知的双氧水，原本是水

(H2O)，但却多了一个氧原子(O)，这个氧原子极不稳定，

总想从别的物质分子中再夺取一个氧原子，形成O2，平时

我们用H2O2杀菌消毒就是因为细菌遭到H2O2的破坏而

死亡，消毒时起泡是产生氧气的结果。H2O2可穿透大部分

细胞膜，因此比超氧阴离子自由基(不能穿透细胞膜)具有更

强的细胞毒性，穿透细胞膜后可与细胞内的铁发生反应生成

羟基自由基。

(4)单线态氧(1O2)

单线态氧((1O2)是氧气的激发态，虽不是自由基，但由于没

有自旋限制，因而具有极强的反应性。

(5)脂质过氧化物(LipidPeroxide,LPO)

LPO指脂类中的不饱和脂肪酸与自由基发生的过氧化过程

中生成烷氧自由基(RO·)、过氧自由基(ROO·)、有机氢过氧

化物(ROOH)和激发态羰基(RO*)等产物的总称。Bors等认

为LPO中的RO·和ROO·对机体的损伤作用更应值得重视。

(参考文献6，P233)

(5)臭氧(O3)

大家熟知的臭氧(O3)是光化学污染的重要成分，虽然在动、

植物体内无法制造，严格来讲并不属于活性氧，但它亦与生

命物质反应产生自由基，因为附着在O2上的那个O极不

安定，有与H2O2类似的反应特性，因此也是进攻生物分

子的强氧化剂，可氧化蛋白质的胱氨酸和组氨酸，氧化不饱

和脂肪酸导致脂质过氧化，这正是O3有杀菌作用的原因。

(6)NO自由基

NO自由基也是近年来倍受关注的自由基之一，1992年美

国著名的科学杂志将其选为明星分子，关于它的某些作用机

理虽未搞清楚，但是人们已发现NO自由基具有多方面的重

要作用。NO是内皮细胞松弛因子，能够松弛血管平滑肌，

防止血小板凝聚，是神经传导的逆信使，在学习和记忆过程

中发挥着重要作用；研究表明白细胞，特别是巨噬细胞在吞

噬异物或受到外界刺激时，不但产生活性氧自由基，同时还

释放大量NO自由基来杀伤入侵的微生物和肿瘤细胞；NO

也可损伤正常细胞，在心肌和脑组织缺血再灌注损伤过程中

起着重要作用。

除此以外，还有烷氧基(RO·)、烷过氧基(ROO·)等。

存在于体内的非氧自由基主要有氢自由基(Ho)、有机自由基

(Ro)等。