一、自由基的作用

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　　自由基（freeradical）的化學性質(zhì)極為活潑，易于失去電子（氧化）或獲得電子（還原），特別是其氧化作用強，故具有強烈的引發(fā)脂質(zhì)過氧化的作用。生理情況下，細胞內(nèi)存在的抗氧化物質(zhì)可以及時清除自由基，使自由基的生成與降解處于動態(tài)平衡；對機體并無有害影響。病理情況下，由于活性氧生成過多或機體抗氧化能力不足，則可引發(fā)鏈式脂質(zhì)過氧化反應損傷細胞膜，進而使細胞死亡。其種類很多，主要包括：

　　1.氧自由基

　　2.脂性自由基

　　3.其它

　　（二）氧自由基生成增多的機制

　　1.黃嘌呤氧化酶的形成增多黃嘌呤氧化酶（xanthineoxidase，XO）及其前身黃嘌呤脫氫酶（xanthinedehydrogenase，XD）主要存在于毛細血管內(nèi)皮細胞內(nèi)。正常情況下，90％以XD的形式存在，XO僅占10％。1）當組織缺血缺氧時，由于ATP含量降低，離子轉運功能障礙，Ca2+進入細胞激活Ca2+依賴性蛋白酶，促使XD大量轉變?yōu)閄O.

　　2）由于ATP分解，ADP、AMP含量升高，并依次分解生成次黃嘌呤，醫(yī)學教|育網(wǎng)|收集整理故缺血組織中次黃嘌呤大量堆積。再灌注時，大量分子氧隨血液進入缺血組織，XO在催化次黃嘌呤轉變?yōu)辄S嘌呤并進而催化黃嘌呤轉變?yōu)槟蛩岬膬刹椒磻?，釋放出大量電子，為分子氧接受后產(chǎn)生O-2和H2O2.H2O2在金屬離子參與下形成更為活躍的OH.，使組織O-2、OH.、H2O2等活性氧大量增加。

　　2.中性粒細胞中性粒細胞在吞噬活動時耗氧量增加，其攝人O2的70％-90％在NADPH氧化酶和NADH氧化酶的催化下，接受電子形成氧自由基，用于殺滅病原微生物。組織缺血可激活補體系統(tǒng)，或經(jīng)細胞膜分解產(chǎn)生多種具有趨化活性的物質(zhì)，如C3片段、白三烯等，吸引、激活中性粒細胞。再灌注期組織重新獲得O2供應，激活的中性粒細胞耗氧量顯著增加，產(chǎn)生大量氧自由基，稱為呼吸爆發(fā)（respiratoryburst）或氧爆發(fā)（oxygenburst），造成細胞損傷。

　　（三）自由基的損傷作用

　　自由基發(fā)生劑可使正常及缺血組織細胞受到嚴重損傷，自由基清除劑則可有效減輕缺血-再灌注損傷。自由基具有極為活潑的反應性，自由基一旦生成，即可經(jīng)其中間代謝產(chǎn)物不斷擴展生成新的自由基，形成連鎖反應。自由基可與各種細胞成分，如膜磷脂、蛋白質(zhì)、核酸等發(fā)生反應，造成細胞結構損傷和功能代謝障礙。

　　1.膜脂質(zhì)過氧化（1ipidperoxidation）增強：自由基對磷脂膜的損傷作用主要表現(xiàn)在其可與膜內(nèi)多價不飽和脂肪酸作用使之發(fā)生過氧化，造成多種損害：①破壞膜的正常結構。脂質(zhì)過氧化使膜不飽和脂肪酸減少，不飽和脂肪酸/蛋白質(zhì)的比例失調(diào)，膜的液態(tài)性、流動性降低，通透性增加，細胞外內(nèi)流增加；②間接抑制膜蛋白功能。③促進自由基及其它生物活性物質(zhì)生成。形成多種生物活性物質(zhì)，如前列腺素、血栓素、白三烯等，促進再灌注損傷；④減少ATP生成。線粒體膜脂質(zhì)過氧化，導致線粒體功能抑制，ATP生成減少，細胞能量代謝障礙加重。

　　2.蛋白質(zhì)功能抑制自由基可使酶的巰基氧化，形成二硫鍵；也可使氨基酸殘基氧化，胞漿及膜蛋白和某些酶交聯(lián)形成二聚體或更大的聚合物，直接損傷蛋白質(zhì)的功能

　　3.破壞核酸及染色體自由基可使堿基羥化或DNA斷裂，從而引起染色體畸變或細胞死亡。