氧自由基在生物体内中的作用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、 氧自由基在生物体内中作用第1页目录背景氧自由基概念自由基种类氧自由基产生氧自由基生物学作用氧自由基检测方法氧自由基去除第2页背景 氧是维持人体生命活力最必需物质,生物氧化是生命活动基础,但氧代谢中间产物各种氧自由基(羟基自由基,超氧负离子自由基和脂类过氧自由基等)对机体却含有损伤作用,能够造成生物膜系统损伤以及细胞内氧化磷酸化障碍。近年来,氧自由基在生物医学中作用已成为一个非常活跃研究领域,临床观察资料和试验研究结果表明,不少疾病发生或其病剪发展过程与自由基、脂质过氧化相关;人类衰老过程也受其影响。氧自由基及其毒性已日益引发人们更多注视。第3页健康长寿杀手-氧自由基自由基:是指能独立存在,含
2、有1个或1 个以上不配对电子任何原子或原子团,分为氧自由基和脂自由基。与人类疾病关系亲密自由基,统称为活性氧或氧自由基,占人体内总自由基95%,是机体正常代谢中间产物,由氧分子直接或间接衍化而成。氧自由基:是含有未配对电子氧原子、原子团或分子。生理状态下,机体吸人氧98%经过一次接收4个电子与H十结合还原成水,另外2%氧经过单价还原而成高能态不稳定活性氧一一氧自由基。第4页种类氧自由基超氧阴离子自由基(O-2)羟自由基(OH.)单线态氧(1O2)氢过氧自由基(HOO.)烷自由基(R.)烷氧自由基(RO.)烷过氧自由基(ROO.)活性氧(ROS)第5页氧自由基产生 氧自由基起源主要有两个方面:一
3、是电离辐射、一些药品、酒精、吸烟或高压氧中毒等,这些称外源性自由基;二是机体在代谢过程中产生自由基,即内源性自由基。内源性自由基产生路径:(1)红细胞内氧合血红蛋白可自发转变为高铁血红蛋白,从而铁供出电子给O2,生成.O-2。(2)细胞内有酶促反应以O2为受氢体,H2O2能够与.O-2在Fe2+或Cu+存在下生成HO.。(3)微粒体功效混合氧化酶翠花药品等非营养物质羟化时,有黄素蛋白及细胞色素P450及O2参加,反应中有.O-2生成。(4)体内醌类化合物,如辅酶Q代谢产物可在氧化还原中生成半醌自由基,后者将单电子交给O2生成.O-2。第6页(5)吞噬细胞“呼吸暴发”,在补体、Ga2+、白三烯或
4、内毒素等刺激下,吞噬细胞氧摄取量增加,其胞膜下NADPH氧化酶活性增高,将O2还原成.O-2。(6)黄嘌呤氧化酶增多。黄嘌呤氧化酶(XO)前身是黄嘌呤脱氢酶,存在于毛细血管内皮细胞内,正常人只有10%XO 形式存在,90%为XD(黄嘌呤脱氢酶)。缺血时因为ATP 降低,膜泵功效失灵,Ga2+依赖蛋白水解酶使XD大量转变为XO,缺血时ATP不能用来释放能量,而且还依次降解为ADP、AMP和次黄嘌呤,结果黄嘌呤大量堆集。再灌注时,大量分子氧随血液进入缺血组织,此时大量增加黄嘌呤氧化酶在催化次黄嘌呤转变为黄嘌呤,进而黄嘌呤转变为尿酸两步反应中,都同时以分子氧为电子接收体,从而产生大量.O-2和H2O
5、2,后者再在金属离子参加下形成HO.。第7页氧自由基生物学作用 氧自由基是一个不稳定结构状态,含有活泼化学性质,极易发生连锁反应,与其它物质结合为稳定分子或生成新自由基,正常情况下产生氧自由基极少,且细胞内超氧化物气歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶能将其快速去除,故组织内不会出现氧自由基堆积,正常状态下处于动态平衡。第8页1、对脂类作用 因为生物膜是由脂质组成,而且含有不饱和脂肪酸,极易受到氧自由基侵袭而转变成为过氧化脂质(LPO)。LPO及其降解产物(醛类及烃类)可加重生物膜损伤,造成膜流动性降低,从而使得细胞变形能力下降,脆性增加。膜上受体和离子通道功效也均受到了影响,细
6、胞膜通透性增加。最终造成了细胞代谢紊乱和细胞坏死。2、对核酸作用 氧自由基能够作用于DNA,与碱基发生加成反应,而造成碱基修饰,破坏碱基,从而引发基因突变;OH 可从核酸去氧核糖C4 部位夺取氢原子,使DNA链断裂或碱基缺失,改变遗传基因。氧自由基反应产物可使核酸发生交联,使DNA复制受阻。危害第9页3、对糖、蛋白质作用 糖、蛋白质是细胞组成部分,氧自由基可作用于寡糖链中糖分子上羟基碳,使其氧化成不饱和二聚体,引发细胞多糖链破坏;蛋白质在氧自由基作用下,可发生蛋白质交联、聚合和肚链断裂造成蛋白质功效降低或丧失,最终造成细胞变性坏死。4、经过氧化反应改变关节等润滑液粘性,出现类风湿。第10页益处
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