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反生命的化学物质:自由基
发布时间:2024-12-07
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自由基学说是德罕·哈蒙(Denham Harman)在1956年提出的,他认为衰老过程中的一系列变化是由细胞正常代谢过程中产生的自由基造成的。

在人的身体中,始终都存在着维持生命的各种化学反应。一方面,人体利用能量来合成细胞中的各个组分,如蛋白质和核酸等;另一方面,人体对大的分子进行分解以获得能量。我们把这些反应叫作“新陈代谢”。新陈代谢是生物体不断进行物质和能量交换的过程,一旦交换停止,生物体的生命就会结束。

新陈代谢使得生物体能够保持它们的结构、生长和繁殖,这是新陈代谢正的一面,而新陈代谢也有负的一面。在新陈代谢过程中,生物体会不断产生一种叫作“自由基”的化学物质。自由基的氧化能力很强,能使细胞中的多种物质发生氧化,不仅会损害生物膜,还能够使蛋白质、核酸等大分子交联,影响其正常功能。自由基的寿命很短,但是它们非常容易被DNA吸引。自由基一旦与DNA发生化学反应,就可能对DNA造成损伤,进而导致基因突变。

细胞里有一种叫线粒体的细胞器,是细胞的能源中心。DNA不仅存在于细胞核里,也存在于线粒体中。食物分子经过一系列的新陈代谢后,在线粒体里被转化成了能量,但是同时也产生了自由基。线粒体生成的活性氧是最主要的细胞氧自由基。自由基的氧化作用对线粒体DNA造成的损害最大。细胞能修复自由基对细胞核DNA的损害,但是线粒体DNA遭到的损害并不容易修复。大量的线粒体DNA损害会随着时间的推移不断累积,导致线粒体衰退,从而导致细胞死亡和机体老化。

根据衰老的自由基学说,正是自由基造成的基因损伤的不断累积,使人体细胞、组织、器官和系统随着时间的推移出现磨损、失常,最终衰老和死亡。

据估计,人体每一个细胞中的DNA每天都要遭受大约1万次自由基的攻击。人类在如此高密度的攻击下仍然能够生存,是因为细胞有两套抵御自由基攻击的系统。一方面,某些基因能够生产一类被称为“自由基清除剂”的分子,在自由基形成危害之前将其捕捉、中和;另一方面,细胞中有一套修复机制,能够修复自由基所造成的基因损伤,其效率近乎完美,有99%以上的基因突变会被修复。