一、自由基的作用

　　（一）自由基的概念與類型

　　自由基（freeradical）的化學性質極為活潑，易于失去電子（氧化）或獲得電子（還原），特別是其氧化作用強，故具有強烈的引發脂質過氧化的作用。生理情況下，細胞內存在的抗氧化物質可以及時清除自由基，使自由基的生成與降解處于動態平衡；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，則可引發鏈式脂質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皮細胞內。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大量轉變為XO.

　　2）由于ATP分解，ADP、AMP含量升高，并依次分解生成次黃嘌呤，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為黃嘌呤并進而催化黃嘌呤轉變為尿酸的兩步反應中，釋放出大量電子，為分子氧接受后產生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，或經細胞膜分解產生多種具有趨化活性的物質，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，產生大量氧自由基，稱為呼吸爆發（respiratoryburst）或氧爆發（oxygenburst），造成細胞損傷。

　　（三）自由基的損傷作用

　　自由基發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，即可經其中間代謝產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、核酸等發生反應，造成細胞結構損傷和功能代謝障礙。

　　1.膜脂質過氧化（1ipidperoxidation）增強：自由基對磷脂膜的損傷作用主要表現在其可與膜內多價不飽和脂肪酸作用使之發生過氧化，造成多種損害：①破壞膜的正常結構。脂質過氧化使膜不飽和脂肪酸減少，不飽和脂肪酸/蛋白質的比例失調，膜的液態性、流動性降低，通透性增加，細胞外內流增加；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生成。形成多種生物活性物質，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形成二聚體或更大的聚合物，直接損傷蛋白質的功能

　　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。