第二章 文獻整理
第二節 自由基
自由基學說最初於 1956 年由 Denham Harman 所提出 46，此學說認為隨 著年齡增加而衰老的現象是由於自由基產生的作用所引起。另外，1986 年 Mccord 與 Fridovichc 成功自牛的紅血球細胞中分離出超氧化物歧化酶 Superoxide Dismutase（SOD），證實了生物體內緣性自由基的存在【28】。
一、自由基種類
自由基是指具有一個或多個不成對電子的原子或分子【31】，會與非自由 機反應進一步產生新的自由基而行程連鎖反應（chain reaction）大部分的自 由基都是瞬間產生，處於較不穩定的狀態，半衰期很短，許多研究報告指 出，自由基與癌症、心血管疾病及老化等有關。其中對人體有重大影響的 常見活性氧種類（ROS）可歸納如下【29】：
1. 超氧化物自由基（Superoxide anion radical）：O2-．
通常是最先也是最早產生的自由基，體內的吞噬細胞以及粒腺體中的 電子傳遞鏈都會產生【30】。超氧化物自由基的半衰期極短，但是接著產生的 自由基如過氧化氫即會造成傷害。在正常情況下人體內的抗氧化系統SOD 可有效轉換超氧化物自由基成為過氧化氫，再由其他酵素轉化為無害的水。
2. 過氧化氫（Hydrogen peroxide）：H2O2
除了由 SOD 作用轉化而來以外，體內過氧化氫也可能來自吞噬細胞的
吞噬作用、醯基的 β-氧化作用以及其他氧化還原反應。過氧化氫對細胞的 傷害性較大，因其能通過細胞膜，使細胞內或是細胞膜上的脂質過氧化、
和體內運轉中的鐵和銅（transitionions）發生 Fenton 反應，產生破壞性極大 的羥基自由基。
Fe2+ ＋ H2O2 Fe3+＋ HO．＋ HO -3. 羥基自由基（Htdroxyl radical）：HO．
可說是最活耀的自由基之一，除了上述自由基轉換而來以外，照射 X-ray 也會產生大量的羥自由基。它除了會造成體內脂質過氧化而破壞細胞 外，也會和糖類、胺基酸、脂肪酸、磷脂質、核醣體、有機酸等任何生物 體內物質反應，造成 DNA 的傷害【31,32】。
4. 單重態氧（Singlet oxygen）：1O2
體內穩定的氧分子受到紫外線照射後大量產生的不穩定物質，單重線 態氧極易與氫反應，直接攻擊不飽和脂肪酸，造成脂質過氧化。
5. 過氧化脂質（Lipid hydroperoxide）：LOOH
可說是許多自由基連鎖反應的產物，而且多半發生在細胞膜上的多元 不飽和脂肪酸。過氧化脂質可以再斷裂成其他自由基，形成有害的醛類、
鹼類或其他產物，過氧化脂質及其他產物即直接和蛋白質、脂質、酵素或 核酸作用，導致細胞甚至器官的變性或死亡。
其實，自由基並非全然不是好的分子，在正常狀況下，人體也會自行
產生自由基，例如需要活化細胞或殺死一些細菌時，便需要產生自由基，
此類自由基在殺死入侵細菌上扮演極重要的角色。
不過外在環境包括空氣污染、化學藥劑、香菸、煙霧、紫外線照射及 農藥等往往使人體產生過多的自由基，由於自由基的產生及作用是連鎖反 應，一個自由基的產生將引發另一個新的自由基，再繼續和周圍的分子反 應，產生更多的自由基，而破壞蛋白質、脂質、酵素或核酸分子，可能造 成許多疾病，包括癌症、接觸性皮膚炎、老化、紅斑性狼瘡等。
圖2-5 自由基與氧化壓力造成老化示意圖【2】