中枢平衡消除PM2.5（自由基）产生的致毒效应邓和平2013.03在中枢平衡状态下，人体为中和外环境侵入的过多的自由基，而正反馈人体生产更多的抗氧化物质（酶类清除剂和非酶类清除剂），由于其特殊的分子结构,抗氧化物质能给出一个电子给自由基自身不会形成有害的能引发链式反应的危险物质。人体由此产生强大的抗氧化能力，并通过人体自身的抗氧化物质全力迅速清除对人体有害的自由基，确保人体组织和细胞的活力、安全、和功能正常。一、PM2.5可吸入颗粒物通过自由基对细胞产生急性致毒效应PM2.5主要通过自由基产生细胞急性致毒效应。研究表明，颗粒物中含多种无机物和有机物，它们在空气中经紫外辐射，会形成自由基，并引发自由基链反应，形成更多的自由基，进而形成更多的过氧化物。在一定条件下，过氧化物在体内氧化分解，并通过脂质过氧化作用破坏细胞膜和损伤DNA，导致很高的细胞毒性。过氧化物和自由基必须被过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等分解，否则会引起急性中毒甚至死亡。尽管具有较大毒性的多环芳烃类物质能在紫外辐射下降解，但光辐射可诱导多环芳烃类物质产生自由基而具有更高细胞毒性。急性细胞毒性往往表现为活性氧的爆发，而水溶性过渡金属元素又可诱导过氧化物产生自由基、活性氧。因此，细胞毒性与其中水溶性过渡金属元素含量相关。通过研究发现，酸性较强的市区大气颗粒物粒子中的Fe、Cr、Mn化合物比郊区中的易溶于水，且辐射后的颗粒物比未辐射的含有较多的过氧化物和自由基，并显示出更高的细胞毒性。可见大气颗粒物中可溶性过渡金属盐和过氧化物是诱导细胞自由基毒性的因素。二、自由基对生命大分子的损害自由基具有高度的活泼性和极强的氧化反应能力，能通过氧化作用攻击体内的生命大分子，如核酸、蛋白质、糖类和脂质等，使这些物质发生过氧化变性、交联和断裂，从而引起细胞结构和功能的破坏，导致机体的组织破坏和退行性变化。OH·是最活泼、毒性最大的自由基。它可和活细胞中的任何分子发生反应而造成损伤，而且反应速度极快，被破坏的分子遍及糖类、氨基酸、磷脂、核苷和有机酸等。O2－·可使核酸链断裂、多糖解聚及不饱和脂肪酸过氧化作用，进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改变等。H2O2能使少数酶的-SH（巯基）氧化失活。因为H2O2能迅速穿过细胞膜，而O2－·不能，在细胞内的H2O2能与Fe2+或Cu2+离子反应生成OH·，这是H2O2毒性的真正原因。11．自由基对核酸的损害例如，氨基或羟基的脱除、碱基与核糖连接链的断裂、核糖的氧化和磷酸质键的断裂等。从而产生遗传突变，严重受损的不能修复，导致细胞死亡。2．自由基对蛋白质的损害ROO·可使蛋白质分子发生交联，生成变性的高聚物。其他自由基则可使蛋白质的多肽链断裂，并使个别氨基酸发生化学变化。自由基可改变酶蛋白的化学结构，导致酶生物活性的丧失。3．自由基对糖类的损害自由基使核糖、脱氧核糖形成脱氢自由基，导致DNA主链断裂或碱基破坏，还可使细胞膜低聚糖链中糖分子羟基氧化，生成不饱和的羰基或聚合成双聚物，从而破坏细胞膜上的多糖结构，影响细胞免疫功能的发挥。4．自由基对脂质的损害脂质中的多不饱和脂肪酸由于含有多个双键而化学性质活泼，最易受自由基的破坏，发生过氧化反应。磷脂是构成生物膜的重要部分，因富含多不饱和脂肪酸故极易受自由基破坏。膜磷脂发生过氧化作用，会引起膜中蛋白质及酶的交联或失活，导致膜通透性的变化，严重影响膜的各种生理功能。亚细胞器膜磷脂所含的不饱和脂肪酸比质膜的还多，所以对过氧化反应更为敏感。如细胞内线粒体膜被氧化受损，则能量生成系统受到影响。溶酶体膜若受到破坏则会释放出其中的水解酶，会使细胞内多种物质水解，严重时甚至会造成细胞自溶，组织坏死。由此可见，若自由基对生物膜的破坏很严重，就会引起细胞功能的极大紊乱。三、pm2.5中的自由基对人体的中远期危害：1.导致动脉粥样硬化，引发冠心病、脑血管病、肾病等。现在研究认为，氧自由基可使坏胆固醇氧化，坏胆固醇变得不稳定、不安分，引起血小板聚集、血栓形成、血管壁平滑及细胞增生，并造成血管内膜和内皮细胞损伤，从而导致动脉粥样硬化。如...
