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自由基医学研究需要加强
发布时间:2016-11-10 09:19 来源:弘皓电子科技 阅读:
在功能上,活性氧和自由基类似,100多年前,整个科学领域都不确定自由基是否真实存在。但是开始也不确定自由基和生物学的联系,后来有学者发现放射性能引起生物体自由基增加,这恰好是放射线引起机体伤害的原因。这一发现甚至直接导致生物学历史最著名的衰老学说,就是所谓自由基衰老学说,该学说认为,人和动物所以会衰老,是因为射线引起生物体内自由基增加,这种自由基导致的细胞损伤积累到一定程度是衰老的根本原因。
但是随着研究的深入,人们逐渐发现,自由基或活性氧并不失简单对机体危害的物质,而是许多生物功能发挥的重要基础,例如胰岛素和许多生长激素产生效应就必须活性氧为基础,更重要的,一氧化氮这种活性氧是中枢神经系统和血管功能的关键调节因子,人们对活性氧的作用,从绝对有害到变成非常有用,当然有作用不等于不会有害,就是会发挥重要功能,也能引起机体伤害。这是对自由基和活性氧认识上的巨大进步,但是带给人们的困惑是,通过调节自由基是否能改善机体功能或减少疾病损伤,甚至人们对自由基的功能细节变的更难以理解,例如自由基和衰老的关系具体如何也变成秘密。早起学者一直认为自由基增加会促进衰老,但是现在有许多证据表明,适当增加自由基水平能抗衰老,这实在让人难以理解。
一位日本学者曾经说过,如果把氧气装进胶囊里,只在制造能量时利用,然后人类生活在无氧环境里,这样人大概能活几百岁。这从一个侧面反应了氧气对生物体的双面效应,有用性和有毒性。自由基和活性氧和氧气的情况十分类似,有用和有害并存。
研究表明,活性氧容易对心脑血管系统内皮细胞和细胞核DNA造成侵害。当活性氧积累到一定量时,损伤血管内皮细胞,引起血管功能紊乱,导致心脏病、高血压、动脉硬化等。如果细胞核DNA受到活性氧的侵害,就容易致癌。活性氧和脂肪分子反应,导致脂质过氧化,使皮肤出现松弛,衰老加快。
活性氧对身体及寿命的影响并不那么简单,此前一些研究表明线粒体活性氧也具有多方面的作用,有害有利主要取决于浓度,最新一项研究则发现,活性氧不仅具有促进衰老作用,也能发挥抗衰老的作用,具体那种作用决定于活性氧在细胞内的分布区域。如果线粒体内活性氧增加,具有抗衰老的作用。相反,细胞质内活性氧增加,具有促进衰老的作用。这是用线虫进行研究发现的现象。这一研究成果公布在2月11日的 PLOS Genetics 杂志上。
范安德尔衰老与神经退行性疾病研究所Jeremy Van Raamsdonk教授等通过选择性去除线虫中线粒体或者细胞质中抗氧化基因,提高这些部位超氧阴离子活性氧含量水平,研究不同细胞部位中超氧阴离子活性氧的作用。Van Raamsdonk表示,不能简单说活性氧有利有害,活性氧在细胞内发挥生物学效应,在正确的部位正确的浓度是产生正常效应的基础,相反错误部位错误浓度会产生异常效应。
关于活性氧的作用,已经是生物医学领域的一大挑战,虽然活性氧可以导致细胞损伤,也可以发挥生物学效应,但是具体如何产生这些效应则是需要研究的重要课题。这一研究提示,抗氧化剂治疗必须有细胞内定位,否则可能事与愿违,产生相反的作用。也许用抗氧化剂纠正活性氧本身的理念就是错误的,应该用精确氧化还原调节剂,包括正反两个方面的氧化还原调节。已经有大量研究发现,并不是单纯抗氧化剂,恰好是一些引起机体温和氧化的药物或方法,例如运动、吸氧、小剂量有毒物质等对提高机体耐受氧化损伤,甚至提高健康水平,延长寿命等有正面效应。
这一研究表面上似乎给活性氧一个很好的解释,似乎线粒体内的活性氧有好处,而细胞浆内活性氧有害,其实细胞浆内活性氧本身就是信号分子,也不仅有害这么简单,另外细胞浆也并不是一种结构,也存在细胞膜和非细胞膜结构,更不要说,活性氧的种类很多,许多活性氧如超氧阴离子还原性比氧化作用更强,简单调控抗氧化酶,并不能保证所有活性氧发生同样改变。总之,活性氧的情况非常复杂,简单分析其效应难免会以偏盖全。自由基生物学研究仍然需要继续深入。
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