如何应对氧化应激毒性？-现代营养学

活性氧由于其化学性质活泼可与组成细胞、组织的各种大分子物质发生各种形式的化学反应，使物质原有的性质、结构、功能发生改变，因而对细胞的结构和功能产生广泛、严重的影响，是氧化应激引起细胞受损的化学基础。其中，急性氧化损伤可以引起靶细胞的死亡或代偿性的细胞增殖；亚致死性氧化损伤可以产生不可修复的DNA损伤，引起变异；而持续的慢性损伤可导致正常细胞功能改变，影响细胞内的信号转导、蛋白酶活性、酶结构和功能、基因表达及细胞生长等，从而引起衰老、疾病甚至癌症的发生。活性氧主要通过以下途径对机体造成损害。

11.1.4.1　活性氧对脂质的影响

脂质过氧化（lipid peroxidation，LPO）作用是指由活性氧引发的多不饱和脂肪酸（polyunsaturatedfattyacid，PUFA）的链式氧化反应。脂质过氧化的链式反应通常经历3个过程，即引发、扩增、终止。OH·是作用最强的引发剂。活性氧在经过一系列反应之后形成稳定的非自由产物而使链式反应终止（termination）。脂质过氧化反应的主要产物是脂氢过氧化物。脂氢过氧化物不稳定，可连续地经过断链、氧化、分裂、重排等变化生成多种含有各种氧功能基（如醛基、酮基、羟基、内过氧化基、氢过氧基等）的产物，其中对丙二醛研究得较多。

生物膜（细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜等）是脂质过氧化反应受损的主要部位。生物膜的主要成分是极性脂质（磷脂胆固醇）和膜蛋白（酶、受体、离子通道等）。膜磷脂含有较多的PUFA，PUFAs含有2个或2个以上的双键，2个双键之间的亚甲基化学性质活泼，容易发生LPO。生物膜的PUFA一旦发生LPO，由于LPO过程使PUFA发生断链，膜的完整性受损，细胞膜的通透性异常增大；另一方面也可因PUFA发生LPO后，膜内PUFA减少，膜流动性降低，膜脆性增加，易于破裂。上述改变引起膜内外物质的交换发生异常，跨膜电位消失，细胞水肿、破裂，线粒体肿胀，溶酶体破裂等。

LPO可使存在于膜上或细胞内的各种蛋白质丧失活性。生物膜，特别是细胞膜发生LPO时候，破坏了局部的脂质微环境，使存在于其间的各种具有重要生物活性的蛋白质（受体、酶、离子通道等）活性下降。脂质过氧化过程中产生的氧自由基，还可攻击细胞中的酶或其他成分，使之丧失功能。

脂质过氧化反应可产生多种醛类物质，其中以丙二醛（MDA）作用研究较多。MDA是一个双功能基化合物，可以作为交联剂与核酸和蛋白质等含氨基化合物的生物大分子物质发生交联，使这些生物大分子丧失其生物活性。脂质过氧化在细胞内产生的脂质过氧化物，一旦逸出细胞，可使血清过氧化脂质水平升高，损害末梢组织。

脂质过氧化与衰老、肿瘤、炎症、血栓症、动脉硬化、溶血、玻璃体混浊、肝脏和肺脏疾病等均有密切关系。

11.1.4.2　活性氧对蛋白质的损害作用(www.xing528.com)

氧自由基可使蛋白质多肽链上的氨基酸残基发生氧化，特别是半胱氨酸、蛋氨酸、组氨酸、色氨酸等氨基酸因含有巯基、酚羟基、咪唑基、吲哚基等活性较高的基团而更易受到自由基的攻击发生氧化。除氧自由基的直接攻击外，蛋白质还可与脂质过氧化物或核酸交联而发生变性。蛋白质受到活性氧攻击发生变性后对蛋白水解酶的敏感性增加，使变性蛋白质易于被降解。

活性氧对蛋白质产生变性、降解等效应后，从而使蛋白质丧失原有的结构与功能。蛋白质氧化损伤首先是影响受体、转运蛋白等蛋白质的正常功能，酶活性丧失。其次是使蛋白质的物理、化学性质发生改变，导致血液和组织液间的交换减少，加速组织器官衰老、退化；由于蛋白质变性可产生新的抗原，启动相应的免疫应答过程，从而造成损伤；由于氧化损伤所致DNA修复酶失活及DNA复制过程中DNA聚合酶功能失真，产生遗传突变，严重影响了蛋白质遗传信息的正常转录、翻译，使蛋白质表达量降低甚至消失，或者产生突变蛋白质，引发或加重疾病。

11.1.4.3　活性氧对核酸的影响

氧自由基可与碱基发生加成反应，例如OH·可在胸腺嘧啶的5，6-双键进行加成，形成胸腺嘧啶自由基，氧自由基也可从戌糖上夺取氢原子，从而形成C4含有不配对电子的自由基。通过上述反应，碱基的结构和性质均发生改变，造成原核酸分子所携带的遗传信息错失。此外，活性氧引发的LPO及其产物可对核酸形成多种形式的交联，例如核酸与蛋白质之间的交联、DNA链间的交联和链内的交联。交联反应的结果导致DNA损伤，使复制、转录、翻译等过程受到影响。

11.1.4.4　活性氧对糖类的影响

已有很多事实证明，在糖基化过程中有活性氧生成，活性氧和过渡金属能加速糖基化氧化作用。糖基化过程（或糖基化作用）是指通过还原性糖与蛋白质氨基酸残基的相互作用最终形成蛋白交联物，也称Mailard反应。糖基化过程通过两种机制：葡萄糖自氧化作用和糖化氧化作用。前者是指游离葡萄糖受过渡金属催化而氧化的过程，后者是葡萄糖与蛋白质反应生成的Amadori产物相继降解，在过渡金属离子的催化下生成活性氧和能进一步与其他蛋白质反应生成活性二羰基。两个过程都产生二羰基化合物和等活性氧以及最终导致蛋白质结构改变。进展性糖基化作用终产物（advanced glycosylation end products，AGEs）称为糖化氧化蛋白。糖化氧化作用主要结果是引起蛋白质的非酶性修饰，但DNA和脂类分子的氨基也能被还原糖修饰。最终形成AGE-蛋白、AGE-DNA、AGE-脂类。它们的形成本身就是对被修饰物的损伤，具有重要的病理生理意义。生成的AGE-蛋白还可作为信号，通过细胞表面的AGE-蛋白受体诱导某些基因的表达，参与和加重糖化氧化作用的病理过程。

综上所述，脂质、蛋白质、核酸都是组成细胞及其亚微结构的基本物质，这些物质受到各种活性氧的攻击，而发生结构、性质、功能的变化，从而导致细胞结构、功能的异常，成为各种疾病发生、发展的基础。