越来越多的医学研究表明,自由基与多种疾病的发生和恶化有关。如何清除人体内的自由基,达到防病、治病、延缓衰老的目的,是主要探讨的问题。食物中有许多物质都具有极重要的抗氧化作用和调节免疫功能,适当调整饮食,对于强身健体是有一定帮助作用的。对自由基的来源、食物的抗氧化剂的抗氧化能力、自由基的清除及人体的保健等几方面进行了详细的讨论。关键词:抗氧化剂;抗氧化能力;自由基;疾病;清除;保健越来越多的医学研究表明,自由基与多种疾病的发生和恶化有关。这些疾病包括心血管、胃肠道消化系统、癌症、糖尿病、白内障、老化等,几乎所有的慢性疾病都与人体内累积过多的自由基有密切的联系。而自由基的医学理论也指出:人体内细胞如长期遭受到有害的自由基攻击时,细胞的正常运作会受到影响,细胞损坏积少成多到无法修复的程度,便会出现明显老化及疾病产生而导致死亡。然而,人体对于自由基的攻击并非无能为力,几乎所有的生命体包括植物、动物里,都有对抗自由基的机制。对抗自由基的能力,也称为抗氧化能力[1]。在人体中,过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶和硒谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、维生素E、类胡萝卜素、维生素C、谷胱甘肽等抗氧化剂,它们在身体中都形成非常强的抵抗自由基的防御系统。

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生物体内的自由基与来源

生物体内的自由基生物体内产生的自由基一般都含有氧,而且具有较氧活泼的化学活性,故称为氧自由基。主要是:O·-2(超氧化物自由基)、·OH(羟自由基)及其活性衍生物,如H2O2(过氧化氢)、/O2(单线态氧)、R·(烷自由基)、RO·(烷氧基)、ROO·(烷过氧基)以及ROOH(有机氢过氧化物)等。

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生物体内自由基的来源

外源性氧自由基辐射、农药、食物添加剂、酒精、吸烟等外来因素引发的自由基称为“外源性氧自由基”。内源性氧自由基在新陈代谢过程中,我们从大气中吸进氧气,在肺中与食物消化后进入血液里的葡萄糖进行化学反应,产生维持我们生命活动的能量。在正常生化过程中,常有1%左右的氧误入歧途,变成化学性质极其强烈的氧自由基,即人体内生化反应产生的“内源性氧自由基”。氧自由基具有一个不配对的电子。它总是竭力从遇到的其他任何分子那里抢来一个电子,给自己配成对,因而会干扰人体内的正常生化过程,毁坏正常细胞,引起各种疾病,促使人体老化。

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抗氧化剂与抗氧化能力

抗氧化剂的抗氧化能力,实质是指其捕捉自由基或抑制自由基产生的能力抗氧化剂的摄取可从天然蔬菜或水果中获取,也可由化学合成。但不管是天然抑或是合成,其抗氧化作用的原理主要有如下几个方面:

1、自由基的捕捉在正常的人体中,通常有两种巨大的力量在共同作用。一是具有破坏性的氧化剂,尽管有些氧化剂产生于人体的正常代谢过程,对人体有一定的积极作用,但大部分的氧化剂来自外界环境,使人体发生一些有害的变化,这些变化在无·53·第24卷Vol.24第4期No.4微量元素与健康研究StudiesofTraceElementsandHealth年7月Jul.声无息中缓慢进行,而这些微小的变化长年累月积累起来时,就产生了各种慢性疾病,尤其是以氧化剂形式出现的自由基,其危害性更大。

自由基一旦有效地侵入人体细胞,无论是蛋白质、脂肪、碳水化合物或核酸,所产生的反应及伤害,是属于连锁性的增殖反应而祸患无穷。因此人体内一旦有超于正常范围的自由基就要想方设法消灭或捕捉它,而捕捉自由基最好的是自由基终止剂,如植物中的天然多酚类化合物、生育酚;谷类及豆类中所含的黄酮类、酚酸类及单宁;大豆中的异黄酮和绿茶中的儿茶素等都是很好的自由基终止剂。

2、多酚类化合物多酚类化合物之所以具有抗氧化作用,是因为它可提供氢离子而抑制自由基的生成。植物多酚类化合物抗氧化剂中抗氧化能力最强的是黄酮类化合物,它能捕捉自由基,同时可鳌合过氧化反应时所需的金属离子如铁离子或铜离子,避免产生自由基。银杏树的叶子、种仁外皮等萃取物含有相当多的黄酮类化合物,具有相当强的抗氧化能力,可改善血液循环,增强记忆力等功效。

3、单宁单宁是水溶性的多酚类化合物,普遍存在于植物性食品中。一般的谷豆类及蔬菜皆含有单宁,如高梁、大麦、绿豆、洋葱、葡萄、茶等。富含单宁的食物略带涩味,它们具备抗氧化及捕捉自由基的能力,同时亦能抑制真菌、细菌、酵母菌及滤过性病毒生长。

很多传统药用植物如牡丹、龙牙草、天竺葵、山楂等具有医疗效果,其中所含的多酚类化合物为水解单宁;低聚合原花青素配基是一种常见于红葡萄种子、松树皮、红酒成分中的单宁,它是一种极强的抗氧化物质,清除自由基能力佳,可使胃壁不受自由基伤害,。

同时,它还与蛋白质结合而具有保护胃壁功能;低聚合原花青素配基对皮肤亦有保护作用,可防止紫外线照射所引起的自由基伤害。低聚合原花青素配基不但水溶性好,而且也有一定的脂溶性,因此,它可以活跃在细胞每一个角落而提供细胞有效的自由基防护。自由基攻击细胞有引发期而造成连锁反应的传导期,低聚合原花青素配基无论在自由基引发期或诱导期都有抑制作用。

4、生育酚生育酚又称为维生素E。日常生活中所摄取植物性食物都含有生育酚,如椰子、玉米、花生、黄豆、小麦胚芽、荚豆等。饮食含有多量生育酚的食物可增加血液中生育酚浓度而增加抗氧化捕捉脂质自由基。生育酚在血液中由脂蛋白输送,因此可防止脂蛋白或细胞脂质及细胞膜脂质被氧化;低密度脂蛋白被自由基攻击而氧化,是动脉硬化的第一步,生育酚可增加低密度脂蛋白的抗氧化能力。

5、儿茶素儿茶素是茶叶中含量最高的多酚类化合物,许多研究已经证明它能阻止自由基在不同生物系统中造成伤害,其对羟自由基和过氧化自由基都有极强的清除能力,抗氧化能力远较生育酚强数倍。儿茶素的另一特色是其可与游离的金属离子如铁离子鳌合,减少借由金属离子活化产生自由基。

6、还原剂所谓还原剂就是借助本身的氧化还原反应来抑制氧化反应的物质。

7、谷胱甘肽(GSH)谷胱甘肽(GSH)是一种自然存在于生物体内的天然抗氧化剂,分子中的巯基(-SH)是其作为第一道防御体系的天然抗氧化能力的特征基团。当GSH遇到自由基时,在硒谷胱甘肽过氧化物酶的催化下,其巯基易释放氢离子,使自由基还原生成醇和水而达到清除自由基的作用,而GSH本身的二分子巯基易氧化形成二硫键结构的氧化态GSH(GSSG)。一般健康的身体中GSH含量超过90%,当身体有疾病时,GSH含量会明显下降。GSH在体内的抗氧化、解毒过程中易被消耗,因此要经常由食物中补充,以维持体内适当的抗氧化能力。

8、硫化物一般人都知道吃大蒜或洋葱对身体有益,这是因为这类蔬菜含有丰富的各种脂溶性硫化物,含硫越多,清除自由基的能力越强。大蒜跺碎后分布在大蒜表面的硫化物是蒜臭味的根源。蒜臭味越重,抗氧化能力越强;洋葱的抗氧化能力是因为其含有相当丰富的含硫氨基酸及抗氧化能力极强的亚硫酸盐。亚硫酸盐的特征是有独特辛辣味,而且具有强烈的杀菌能力;萝卜当中有丰富抗氧化能力的甲硫醇,它是萝卜香气的来源,香气越浓,萝卜的抗氧化能力就越强。

9、超氧化物歧化酶(SOD)含有超氧化物歧化酶(属于金属蛋白酶:有铜/锌—SOD、锰—SOD、铁—SOD三种)的物质,都具有很强的抗氧化能力。当线粒体正常代谢产生过氧化物自由基时,SOD就会迅速地把它们转化为氧气和过氧化氢。SOD广泛存在于喜氧生物体中,可分解活性氧自由基避免其产生连锁反应。食物中所含的SOD可来自动物或植物,如菠菜、西红柿、豌豆、甘蔗以及燕麦等植物中含有铜/锌—SOD;小麦胚芽、玉米等含有铜/锌—SOD及锰—SOD;牛乳、鳟鱼、鲑鱼等动物性物质含有铜/锌—SOD;鸡肝、牛、猪、羊等则含有铜/锌—SOD及锰—SOD。金针菇和灵芝则含有高量的锰—SOD[1]。

10、过氧化氢酶在人体内如含有过氧化物自由基时,一遇到过氧化氢就会形成非常活跃的羟自由基,羟自由基是所有自由基中破坏性最强的一种,它在身体中造成极大的伤害,所以必须要在它一形成时就要消灭它,而过氧化氢酶就起到了很好的防护作用。这是因为在形成羟自由基之前,过氧化氢酶就会抓住过氧化氢并把它分解成氧气和水,氧气和水再被细胞作为正常代谢的一部分重新使用[4]。

11、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)谷胱甘肽过氧化物酶是存在于哺乳动物肝脏、心脏、肺脏、骨骼肌、血浆等组织中的一种分解酶,能使有害的过氧化氢(H2O2)和有机氢过氧化物(ROOH)还原为无害的醇和水,起到保护细胞等的结构和功能不受损害,同时还可以防止脂质过氧化[2]。

12、维生素C众多的研究表明,维生素C是一种还原剂,具有极强的抗氧化能力,它可以阻断体内致癌物亚硝酸胺或亚硝酰胺的合成,起到抗癌作用。

13、活性氧抑制剂

β-胡萝卜素类胡萝卜素的抗氧化剂可破坏活性氧而抑制自由基的反应。类胡萝卜素有好多种,广为人知的是β-胡萝卜素,它是维生素A的先驱物,不需转换维生素A即具效用,可保护脂质不受破坏而防止或抑制脂质过氧化反应,同时还可防止低密度脂蛋白氧化和抑制动脉粥样硬化。

茄红素红西红柿中除了含有胡萝卜素外,还含有大量的茄红素,茄红素捕捉自由基的能力比胡萝卜素强。从抗氧化剂的观点来看,西红柿是一种极佳的水果,而且越红、越成熟的西红柿所含茄红素越多。·54·第24卷Vol.24第4期No.4微量元素与健康研究StudiesofTraceElementsandHealth年7月Jul.3氧自由基的清除能清除人体自由基的物质很多。

如:脂溶性抗氧化剂:

1、维生素E,维生素E是/O2和O·-2的清除剂,但其重要的是终止脂质过氧化作用。维生素E的抗氧化作用主要是在脂肪层与细胞膜上进行,不受自由基的攻击,避免脂质层的过氧化。2、维生素A可清除/O2。是一种维持黏膜正常的维生素,刺激机体免疫系统,调动机体抗癌的积极性,抵御致病物质侵入机体。3、类胡萝卜素。类胡萝卜素具有清除/O2和LOO·(脂质自由基)的功效,起到抗癌延缓衰老的作用。

水溶性小分子抗氧化剂:

1、抗坏血酸(维生素C),维生素C可以清除O·-2、·OH和/O2。是因为维生素C可以给出一个电子而自身生成半脱氢抗坏血酸自由基,其进一步氧化生成脱氢抗坏血酸。抗坏血酸自由基不活泼,但易发生歧化反应,生成一分子抗坏血酸和一分子脱氢抗坏血酸。脱氢抗坏血酸不稳定,可迅速分解成草酸和L-苏阿糖酸,所以达到清除自由的目的。2、谷胱甘肽可以清除·OH、H2O2和/O2。微量元素:Zn(锌)、Cu(铜)、Se(硒)、Fe(铁)、Ni(镍)、Mn(锰)可抑制·OH。

中草药:中草药的药效与清除自由基的作用备受