化学百科知识点-游离基寿命解读

来源:学大教育    日期:2016-04-15 21:21:57

化学学习的一些知识关系到我们的生活,学好化学不仅仅是为了提高分数了,也是为了增长我们的知识面。下面学大教育网为大家带来化学百科知识点-游离基寿命解读,希望能够丰富大家的知识面。

衰老的“游离基理论”

“生命速率学说”能够在总体上解释体重、新陈代谢速率、以及它们和寿命之间的关系,但是却缺乏具体的分子机制,即新陈代谢的速率是如何具体影响寿命的。“游离基理论”的出现则提供了一个看似完美的解释。

游离基(radicals)是带有“未配对电子”的原子、原子团和分子。它们一般具有高度的化学反应性,能与许多分子发生化学反应。由于它们的“寿命”一般很短,在长时期中没有人认为游离基能够在人体内存在,或者和衰老有什么关系。

这个情形由于美国科学家Denham Harman(1916年出生)的想法和工作而发生了改变。在加州大学伯克利分校(UC Berkeley)工作期间,他注意到原子弹和X射线的辐射能在人和动物的身体内产生游离基,同时缩短人和动物的寿命。当时人们已经知道,富含“抗氧化剂”的食物能减轻放射线的危害,这使他去思考游离基是否与衰老有关。为了验证他的这个想法,他给受到射线照射,从而寿命很短的小鼠喂各种“抗氧化剂”,包括2-硫代乙醇胺(2-mercaptoethylamine),发现这些物质能够延长这些小鼠的寿命30%左右。

随后的研究发现,游离基不仅可以由外部的原因(如射线)产生,它还是人体正常新陈代谢的“副产品”。只要动物进行“有氧呼吸”,游离基就会产生。游离基,由于它们高度的化学反应性,能够与细胞膜上的脂肪分子,蛋白质分子和DNA发生反应,破坏这些分子。

这这些事实的基础上,Harman确信游离基是人和动物衰老的原因,提出衰老的“游离基理论”。

用“游离基理论”来解释衰老现象符合衰老过程的几个特点:

一是衰老的原因是内源性的。在同样的生活环境下,不同的动物有不同的平均寿命,说明是动物自身的原因控制了寿命的长短。而游离基正是在身体内部产生的。

二是引起衰老的因素是终身起作用的,因此衰老是一个渐进的过程。每位老人都知道他们的面容和身体状况是如何在几十年的时间当中缓慢而持续地变化的。游离基是伴随着新陈代谢的过程产生的,终身持续不断。

三是引起衰老的作用是破坏性的。它引起身体各种机能的退化。游离基的作用也是破坏性的。他破坏身体里面的各种分子,引起细胞、组织和器官功能的退化。

四是衰老过程一般是不可逆的。年过花甲的身体不可能再恢复到20岁时的身体。游离基所引起的损害也是积累性的。

由于游离基是新陈代谢的“副产品”,新陈代谢的速率越高,游离基产生得也越多。这就可以解释前面谈到的体重、新陈代谢率和寿命的关系,因为身形小的动物新陈代谢速率高,产生的游离基也多,它们老化就更快,也就是寿命相对较短。

随后的研究发现,对人体有害的不仅是游离基(包括“超氧化物”O2-,和“氢氧游离基”OH·等等),还有非游离基的“过氧化物”,比如“过氧化氢”H2O2。所有这些化合物都含有氧,化学性质活泼,所以衰老的“游离基理论”又可以称为衰老的“活性氧物质”(reactive oxygen species,简称ROS)理论。不过这两种名称现在都还在使用,它们的实际意义也基本相同。为了与“抗氧化”的说法对应,我们下面使用“活性氧”这个名称来指具有破坏性的含氧物质,包括游离基和非游离基。

这个理论提出后,得到许多科学研究结果的支持。再加上这个理论形象易懂,它就逐渐为大多数人所接受。“活性氧”是“坏”的,“抗氧化剂”是“好”的,这样的想法几乎已经成为大家的共识,而且有许多人“身体力行”,经常服用“抗氧化剂”,希望能改善自己的健康状况,延长自己的寿命。下面我们就先谈谈支持这个理论的证据。

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