营养_衰老与自由基理论VIP免费

营养学报2005年第27卷第3期177营养、衰老与自由基理论Nutrition，AgingandFreeRadicalTheory陈瑗，周玫，刘尚喜，单越新(第一军医大学南方医院肾病研究中心，自由基医学研究室，广州510515)CHENYuan，ZHOUMei，LIUShang-xi，SHANYue-xin（LaboratoryofFreeRadicalMedicine，ReasearchCenterofNephrology，SouthernHospital，FirstMilitaryMedicalUniversity，Guangzhou510515，China）1965年HarmanD提出衰老的自由基理论(freeradicaltheoryofaging)，它的提出是基于这样的前提，即所有生物的衰老和死亡是由一个受遗传因素和环境因素影响的共同过程负责。该理论认为衰老是细胞成分积累性氧化损伤的结果，是由自由基反应引起的，自由基反应参与环境、疾病和遗传控制的衰老过程有关的衰老性改变。随着自由基生物学的发展和分子生物学技术的应用，有关衰老的自由基理论的研究在过去10年间取得了很多令人信服的进展，并由此吸引着众多不同领域的科学家，特别是近年来的研究无论在广度和深度上都给人以深刻的印象，发表的文章之多，涉及的学科之广，大有应接不暇之势。有的科学家甚至提出衰老机制的研究已进入“成熟期”。也就是说已能得出较肯定的结论。1衰老的自由基线粒体理论以哺乳动物为例，有的动物（称物种）寿命较长，有的较短，也即是它们的衰老速率不同。研究发现，物种的衰老速率与它们的基础代谢速率有关。若基础代谢速率以每克组织的耗氧量表示，哺乳动物物种的最高寿限(maximumlifespanpotential，MLSP)与基础代谢速率呈反比，基础代谢速率高的，即每克组织耗氧量多的物种的最高寿限就短，反之基础代谢速率低的，即每克组织耗氧量少的物种的最高寿限就长。这种基础代谢速率与衰老和最高寿限密切的相关性，也有称之谓衰老的代谢速率理论。在正常情况下，机体生命活动所需的能量是由细胞通过线粒体有氧代谢提供的。线粒体在有氧代谢过程中，估计总耗氧量1%～2%的氧转变为氧自由基（简称自由基）。这是由于通过呼吸链电子传递系统的电子部分被泄漏，被泄漏的电子被O2接受生成氧自由基。已知哺乳动物耗氧的90%以上被线粒体所利用。在正常情况下线粒体生成的自由基在细胞自由基的生成中是主要的。因此线粒体自由基的生成量与基础代谢速率有关，也与总耗氧量有关。很多研究说明线粒体是衰老机体自由基的主要来源，线粒体生成的自由基是随着年龄增长（简称随龄）细胞累积性氧化损伤的主要原因。最能说明线粒体氧化损伤在机体衰老过程起关键性作用的事实之一，是线粒体自由基生成量与物种最高寿限的关系。对哺乳动物物种组织细胞线粒体自由基含量的比较研究说明自由基的生成量与物种的最高寿限呈明显的负相关，也即是线粒体自由基含量高的物种最高寿限就短，自由基含量低的物种最高寿限就长。同前面提到的哺乳动物的基础代谢速率与最高寿限呈反比一样。同时对五种不同最高寿限的果蝇胸部肌肉的研究也显示线粒体自由基的含量与物种平均寿命呈明显负相关。由于随龄引发机体累积性氧化损伤的自由基主要来自线粒体，因此衰老的自由基理论又称为衰老的自由基-线粒体理论(freeradical-mitochondriatheoryofaging)，简称衰老线粒体理论。实际上衰老的自由基理论与自由基-线粒体理论皆可看作为同义语。收稿日期：2005-01-06作者简介：陈瑗（1930-），男，教授中图分类号：R151.41文献标识码；A文章编号：0512-7955(2005)03-0177-04178ActaNutrimentaSinica,Jun.2005,Vol.27No.3线粒体生成的自由基对细胞重要生物分子脂类、蛋白质和DNA产生氧化损伤，形成各种相应的氧化产物。同时细胞内存在有防止生物分子氧化损伤的抗氧化剂和抗氧化酶以及修复系统。研究发现，除线粒体自由基生成量外，细胞生物分子氧化产物生成量、抗氧化剂、抗氧化酶含量和修复系统的修复能力也都与物种最高寿限相关。以上是对不同物种的研究。对同一类物种的研究也发现有类似的规律，细胞线粒体自由基生成量高，细胞生物分子氧化产物含量高，抗氧化剂和抗氧化酶含量低的以及修复能力低的物种最高寿限低，反之最高寿限高。对个体来说在整个生命过程中细胞线粒体不断生成自由基，而且随龄自由基生成不断增加，由此引起与...