《病理生理學(xué)》 （二）自由基反應(yīng)與再灌注損傷

機(jī)體在生命過程中所能遇到的自由基種類很多。因此很難概括其生物學(xué)反應(yīng)。自由基參與一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)后能形成新的自由基。因此自由基一旦形成，就成為自由基反應(yīng)擴(kuò)展程序的一部分，例如：

R·＋XH→RH＋H·

R·＋CCl4→RCl＋Cl3C·

另一個(gè)自由基反應(yīng)則是自由基加入到不飽和鍵中去。如脂肪酸及芳香族環(huán)的不飽和鍵。

自由基反應(yīng)既可經(jīng)自由基中間代謝產(chǎn)物不斷向前發(fā)展，又可由細(xì)胞損傷而終止。自由基反應(yīng)的擴(kuò)展可以是無限的，但又可為各種自由基清除劑（free radical scavenger）所終止。

由于自由基有極為活潑的反應(yīng)性，所以它們能和各種細(xì)胞成分（膜磷脂、蛋白、核酸）發(fā)生反應(yīng)。

（1）膜脂：是構(gòu)成膜脂質(zhì)雙層的重要結(jié)構(gòu)及功能成分，富含不飽和脂肪酸，自由基與不飽和脂肪酸作用引發(fā)脂質(zhì)過氧化（lipid peroxidation）反應(yīng)。脂質(zhì)過氧化物的形成使膜受體、膜蛋白酶和離子通道的脂質(zhì)微環(huán)境改變，從而改變它們功能，由于脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的增強(qiáng)，細(xì)胞膜內(nèi)多價(jià)不飽和脂肪酸減少，生物膜不飽和脂肪酸/蛋白質(zhì)比例失常，膜的液態(tài)性、流動性改變，通透性增強(qiáng)。含雙鍵脂肪酸過氧化可生成丙二醛，它的產(chǎn)生與脂質(zhì)過氧化相平行，因而測定丙二醛含量可代表脂質(zhì)過氧化物的濃度。丙二醛能使膜成分之間形成交聯(lián)和聚合（polymerization），使膜的基本特性如變構(gòu)、離子傳遞、酶活性等發(fā)生改變（圖11－3）。

圖11－3 自由基對膜的損傷

自由基可通過誘致過氧化而影響脂質(zhì)，從而產(chǎn)生短鏈脂酰衍化物和副產(chǎn)物丙二醛。丙二醛反應(yīng)可介導(dǎo)各種交聯(lián)反應(yīng)。自由基也能催化氨基酸氧化、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)交聯(lián)和蛋白質(zhì)鏈的斷裂

（2）蛋白質(zhì)：在自由基的作用下，胞漿及膜蛋白及某些酶可交聯(lián)成二聚體或更大的聚合物。這種交聯(lián)既可借助于蛋白質(zhì)之間的二硫鍵形成也可由于自由基損傷的氨基酸殘基間的反應(yīng)形成。蛋白質(zhì)的交聯(lián)將使其失去活性，結(jié)構(gòu)改變。

（3）核酸：自由基對細(xì)胞的毒性作用主要表現(xiàn)為染色體畸變，核酸堿基改變或DNA斷裂。80％是OH·的作用。OH·易與脫氧核糖及鹼基反應(yīng)并使其改變。