前言
自由基学说是英国学者Harman[1-4]于1956年最早提出的，该学说认为自由基攻击生物大分子造成组织损伤，是引起机体衰老的主要原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要原因。自由基（free radical）具有高度的化学反应活性，是人体生命活动中多种生化反应的中间代谢产物。在正常情况下，人体内自由基处于不断产生和消除的动态平衡中。适量自由基的存在对机体正常代谢的维持是必不可少的，其主要作用如下：[5] 1.增强白细胞的吞噬作用，提高杀菌效果;
2.参与肝脏的解毒作用;
3.参与多种物质的合成，如前列腺素，凝血酶原等;
4.参与核糖核苷的还原。
但在自由基产生过多或消除过慢时就造成自由基在体内的积累，它通过攻击大分子物质及各种细胞器，从而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，加速机体衰老进程并诱发各种疾病。
§1.1.1自由基的产生
细胞在正常的代谢过程（如细胞内酶的催化活动、电子的传递过程、细胞成分的自动氧化以及杀死微生物的吞噬作用）中，或者受到高能辐射，以及由于高压氧、药物（抗癌药、抗菌素、杀虫剂和麻醉剂等）、香烟烟雾和光化学空气污染物等作用，都会刺激机体产生活
性氧自由基，表1概括了机体内活性氧自由基的产生途径[5]。
表1 自由基产生途径
物理因素 A. X-ray→水解裂→H·+OH→+O2→O2· -
沈晗耀江苏省栟茶高级中学B. 光电离→R·→+O2→O2· - +H+→+O2→O2· -
+R
C光激发→+O2→O2·
化学因素 A. 无机的：M+ +O2→M2++O2· -
B. 有机的：RH +O2→R·+O2· - +H+→+O2· -
+R
生化因素 A. 酶催化
(正铁血红蛋白Fe2+) +O2→(正铁血红蛋
白Fe3+) +O2· -
B. 酶催化
（1）膜酶：线粒体，微粒体和脂膜
（2）可溶酶：胞外酶（如血浆铜蓝蛋白酶）
胞内酶（如黄嘌呤氧化酶、过氧化物酶
等）
机体内自由基的产生以酶催化反应最为重要。人体细胞内所含的黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶和NADPH等在进行酶促反应时，会产
生大量自由基中间产物。
人体中内源性NO在生物合成时由一氧化氮合成酶催化L-精氨酸和分子氧产生。同时NO自由基又能与活性氧自由基反应，NO的自由基反应进程如下所示[6]：
A r g N O S O
2
N O
O N O O O N O O H
N O2
N O2
N O2
O H
O H L O O N O
Fig .1 NO 自由基反应进程
§1.1.2 自由基的毒性
自由基具有高度的活性与极强的反应能力，能够通过氧化作用攻击所遇到的任何分子，使其发生氧化变性、交联、断裂等变化，从而引起细胞结构与功能的破坏，导致遭到损害的器官发生退行性变化。自由基对生物大分子的损害主要包括以下几种： §1.1.2.1 对核酸的伤害
很多种自由基均可与核酸物质作用，引起诸如脱氨基、脱羧基、碱基与核糖连接键断裂、核糖氧化、磷酸酯键断裂等一系列化学变化。其中，OH·---最活泼也是毒性最大的自由基----可通过加成反应或夺氢反应，产生新的自由基，并通过进一步的连锁反应使核酸及其组分出现共价键断裂，而且此反应速度极快，对核酸危害很大。
§1.1.2.2 对蛋白质的损害
自由基对蛋白质的损害有两条途径，一是直接作用，另一种通过
操尚银脂类过氧化物间接作用，作用结果是：
1. 使蛋白质分子发生交联生成变性聚合物。如醛类自由基作用与脂质产生过氧化物的裂解产物，与蛋白质的-SH和-NH2发生交联;
2. 多肽键断裂;
3. 个别氨基酸发生化学变化；
4. 改变酶的结构，使之丧失生物活性。
§1.1.2.3 对脂类的损害
脂质中，多不饱和脂肪酸由于含有多个双键而化学性质活泼，最易受到自由基的破坏发生过氧化反应.
由上图可见少数几个自由基引发剂就可以导致数以千计的分子发生自由基反应，而且生成的不饱和氢过氧化物可与R·发生自由基反应以夺取氢，接着产生双键重排，吸取氧，形成五元氧环，导致键断裂反应，最终生成丙二醛，该反应可与氨基或者巯基蛋白磷脂酰乙醇胺和核酸等形成希夫碱(shiff base)导致生物大分子交联从而丧失生物活性，一些依赖-NH2和-SH维持活性的酶蛋白会抑制失活。丙二醛与核酸物质交联会引起突变，导致肿瘤发生。
§1.1.3 自由基与疾病的关系[8,9]
§1.1.3.1 自由基与衰老：
Harman [1-4]于1956年率先提出自由基与机体衰老和疾病有关。自由基衰老理论的中心内容认为：衰老是机体正常代谢过程中产生的自由基随机破坏作用的结果，包括生物大分子的交联聚合和脂褐素（Lipofuscin）的积累；器官组织细胞的破坏与减少；免疫功能的降低等。
§1.1.3.2 自由基与癌症：
研究表明，不少致癌物必须在体内经过代谢活化形成自由基并攻击DNA才能致癌，而许多抗癌剂也是通过自由基形式去杀死癌细胞。因此，人们谨慎的认为自由基介入了致癌(Carcinogenesis)，促癌(Promotion)和抗癌(Antitumor)诸过程中。但尚不能肯定自由基在癌症的发生过程中是否起着本质的关键作用。
§1.1.3.3 自由基与缺血后再灌注损伤：
抗坏血酸氧化酶
缺血是引起致死性疾病的主要原因。但缺血还不足以导致组织损伤，而是在缺血一段时间后突然恢复供血，才导致损伤出现。缺血组织再灌注时造成的微血管和实质器官的损伤主要是由活性氧自由基引起的。在缺血后再灌注状态下，细胞内的氧自由基主要来自黄嘌呤氧化酶和多型核白细胞所产生的活性氧。半索动物门
§1.1.4 自由基清除剂
自由基清除剂与抗氧化剂在某种程度上是同义词。依据其作用部位和作用性质分为两大类:Ⅰ. 预防性抗氧化剂，如主要有超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶(CAT)，和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽还原酶（GSH-R），金属络合物等。Ⅱ. 连锁反应阻断剂，依其理化性质可分为（1）还原性清除剂，如酚类化合物，巯基化合物；（2）氧化性清除剂，如喹啉类物质；（3）天然捕捉剂，如没食子酸、噻嗪和有些中草药如：红参、当归、五味子、灵芝等。
崩解剂也可分为酶类清除剂（抗氧化酶）和非酶类清除剂两类。
§1.1.4.1 酶类清除剂：
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