1.自由基與癌癥

癌癥是長期以來醫學界要攻克的難題，真正確切的成因尚不完全清楚，人們一直對癌變原因于不同角度進行探索。自從揭示了具有高度活潑性的自由基能引起迅速擴展的連鎖反應后，人們把這些性質的快速生長聯系起來，研究癌變諸過程中自由基的參與問題。目前的看法是，不少致癌物必須在體內經過代謝活化形成自由基并攻擊DNA才能致癌，而許多抗癌劑也是通過自由基形成去殺死癌細胞。

一個正常細胞發生癌變必須經歷誘發和促進兩個階段，這就是兩步致癌學說。自然界中的促誘劑種類繁多，巴豆脂、巴豆油，香煙煙霧凝聚物、未燃燒煙草提取物，十二烷基磺酸鈉及吐溫60之類表面活性劑、脂肪酸甲酯、酚類和直鏈烷烴類等，誘發階段與自由基關系密切。

自由基作用于脂質產生的過氧化產物既能致癌又能致突變，致癌和致突變在分子水平上的機制是相同的。

促癌階段也與自由基有關，促癌能力與其產生自由基的能力相平行。

在化療過程中，由于藥物的毒性導致細胞內產生大量的自由基，這往往會引起骨髓損傷、白細胞減少，致使化療減慢、藥量減少或被迫停止化療。若使用自由基清除劑，則可防止骨髓進一步受氧自由基的破壞，加速骨髓和白細胞量的恢復，有利于化療的繼續。

2.自由基與肺氣腫

吸煙很容易引起肺氣腫，其原因在于香煙煙霧誘導肺部巨噬細胞的集聚與激活，吸煙者肺支氣管肺泡洗出液中的中性粒細胞內水解蛋白酶活性高于不吸煙者，洗出液中白細胞產生的O2含量也遠高于不吸煙者，由此可見，香煙及其他空氣污染物可誘發肺氣腫。

肺氣腫的特點是細支氣管和肺泡管被破壞、肺泡間隔面積縮小以及血液與肺之間氣體交換量減少等，這些病變起因于肺巨噬細胞受到自由基侵襲，釋放了蛋白水解酶類（如彈性蛋白酶）而導致對肺組織的損傷破壞。由于香煙煙霧和其他空氣污染物的刺激誘導，肺部巨噬細胞的集聚與激活，肺支氣管肺泡洗出液中的中性粒細胞內水解蛋白酶活性極高，使得細支氣管和肺泡管細胞變性破壞、肺泡間隔面積縮小，導致血液與肺之間氣體交換量減少，這就是肺氣腫。

3.自由基與缺血后再灌注損傷

缺血所引的組織損傷是致死性疾病的主要原因，諸如冠狀動脈硬化與中風。但有許多證據說明僅僅缺血還不足以導致組織損傷，而是在缺血一段時間后又突然恢復供血（即再灌注）時才出現損傷。缺血組織再灌注時造成的微血管和實質器官的損傷主要是由活性氧自由基引起的，這已在多種器官中得到證明。在創傷性休克、外科手術、器官移植、燒傷、凍傷和血栓等血液循環障礙時，都會出現缺血后重灌流損傷。

在缺血組織中具有清除自由基的抗氧化酶類合成能力發生障礙，從而加劇了自由基對缺血后重灌流組織的損傷。使用葡萄籽提取物自由基清除劑對缺血再灌流組織損傷有保護作用。

4.自由基與眼病

老年性眼睛衰老（特別是白內障）與自由基反應有關。研究表明，老年人由于全身機體的衰老使得眼球晶狀中自由基清除劑的含量與活性降低，導致對自由基侵害的抵御能力下降。事實表明，白內障的起因和發展與自由基對視網膜的損傷導致晶狀體組織的破壞有關。

角膜受自由基侵襲引起內皮細胞破裂，細胞通透性功能出現障礙，引起角膜水腫。自由基會對眼晶狀體產生直接的損傷破壞。

眼睛是人和動物唯一的光感受器，進入老年以后，眼睛總體功能衰退，眼晶狀體混濁和屈光功能的改變，角膜細胞通透性功能障礙，視神經以及視網膜功能的變性，自由基清除劑的含量與活性降低，導致對自由基侵害的抵御能力下降。這是眼睛疾病產生的原因之一。

5.自由基與炎癥

炎癥包括感染性和非感染性。關于機體發炎的機制，有人認為局部氧量過少或某些外來物質（包括病原菌和能量）引起溶酶體酶的釋放而造成細胞死亡，這些白細胞由于特殊代謝刺激物的作用而激活。自由基一方面破壞病原菌和病變細胞，另一方面又進攻白細胞本身造成其大量死亡，結果引起溶酶體酶的大量釋放而進一步殺傷或殺死組織細胞，造成骨、軟骨的破壞而導致炎癥和關節炎。

由此可見，發炎過程與自由基有著一定的關系。有科學家認為自由基誘發關節炎的原因在于導致了透明質酸的降解，因為透明質酸是高黏度關節潤滑液的主要成分。

6.自由基與其他疾病

自由基攻擊動脈血管壁和血清中的不飽和脂肪酸使之發生氧化反應而生成過氧化脂質；后者能刺激動脈壁增加粥樣硬化的趨勢。動脈硬化的程度與硬化斑中脂質過氧化程度呈正相關，血管內壁的蠟樣物質就是脂質發生過氧化反應的直接證明。粥樣硬化癥隨年齡增大而增多，這與老年人動脈壁不飽和脂肪酸含量高、血清中Fe2+和Cu2+含量高有直接的關系。過氧化物丙二醛促使彈性蛋白發生交聯，破壞了其正常的結構與功能，其應有的彈性與水結合能力喪失，最終產生了動脈硬化癥，并進一步誘發冠心病等其他心血管疾病。自由基與糖尿病的關系比較復雜，已知自由基能促進四氧嘧啶誘發胰島素依賴型糖尿病，但對其他類型糖尿病誘發過程中自由基的作用尚不明了。

上述過程可導致一系列貧血癥的出現，還可導致溶血現象。缺鐵性貧血的病變過程也有自由基參與。

大骨節病和克山病是兩種很可怕的地方性疾病，分布在我國東北到西南地區的呈斷帶狀的低硒地帶。前者表現為骨髓損傷、短腳畸形、身體矮小和喪夫勞動力等癥狀，后者表現為心肌壞死、心功能出現障礙等癥狀。兩種疾病在亞細胞水平上，均表現為膜系統的損傷，無論在心肌線粒體膜、漿膜、軟骨細胞和紅細胞膜的磷酯組成及功能均發生變化，在分子水平上均有自由基的參與，與體內自由基反應有密切關系。

自由基對生物膜和其他組織造成損傷，累積性的自由基作用會導致機體衰老，并引起一系列的病理過程。

在長期進化過程中，生命有機體內必然會產生一些物質能清除這些自由基，它們統稱自由基清除劑。

然而，隨著年齡的增大，急劇變化的生存環境和社會環境，特別是空氣環境的變化，使得大多數人群的機體內產生自由基清除劑的能力逐漸下降，導致體內清除劑的含量減少，活性也逐漸降低，從而削弱了對自由基損害的防御能力，加速了生命的衰老變化并引發一系列病變。為了防御自由基的損害，可以向生命機體額外添加些自由基清除劑，從而達到抵抗疾病延緩衰老的目的。

7.自由基與衰老

依據對衰老機制的不同理解，人們提出衰老學說很多，自由基學說就是其中之一。

英國學者于1956年率先提出自由基與機體衰老和疾病有關，接著在1957年發表了第一篇研究報告，闡述用含0. 5%~1%自由基清除劑的飼料喂養小鼠可延長壽命。由于自由基學說能比較清楚地解釋機體衰老過程中出現的種種癥狀，如老年斑、皺紋及免疫力下降等，因此備受關注，已為人們所普遍接受。

8．氧自由基的其他危害

并不是所有的自由基都是有害的，其實體內必須具備一定量的自由基作為預防、抵御疾病的武器。例如一氧化氮(NO)，它是人體自行產生、具有許多功能且相當重要的物質。但是一旦體內自由基的數量超過人體正常防御的范圍，就會產生自由基連鎖反應：那些較活潑、帶有不成對電子的自由基性質不穩定，具有搶奪其他物質的電子，使自己原本不成對的電子變得成對(較穩定)的特性。而被搶走電子的物質也可能變得不穩定，可能再去搶奪其他物質的電子，于是產生一連串的連鎖反應，造成這些被搶奪的物質遭到破壞。也就是說，自由基會促使蛋白質、碳水化合物、脂質等細胞基本構成物質，遭受氧化而成為新的自由基，再去氧化別人；不斷的惡性循環下，人體的功能因此逐漸損傷敗壞，各種疾病就接踵而至。人體的老化和疾病，也就是從這個時候開始的。

過多的自由基當作壞分子時，它以各種手段對人體進行氧化損害。

(1)傷害細胞的遺傳因子DNA。

(2)破壞不飽和脂肪酸．引起脂質過氧化作用。

(3)破壞蛋白質分子、氧化體內酶，干擾其活性。

(4)刺激單核白細胞及巨噬細胞，使它們釋放發炎源，引起發炎反應。

(5)攻擊人體的牙周組織，分解破骨細胞和骨界面的骨基質。

(6)引起細胞的惡化變形與死亡，造成人體的老化現象。

(7)直接沖擊細胞核使基因發生突變而致癌。

(8)對心臟等器官及血管造成傷害。

氧自由基對人體的非細胞結構也造成很大的危害，它使血管壁上的黏合劑遭受破壞，使完整密封的血管變得千瘡百孔，發生漏血、滲液，進而導致水腫和紫癜等等。

同樣，當供應心臟血液的冠狀動脈突然發生痙攣的時候，心肌細胞由于缺氧而發生一系列的代謝改變，心肌細胞內抗氧化劑含量減少，使生成氧自由基的化學反應由于缺氧而相對加快，在冠狀動脈痙攣消除的一剎那，心肌細胞突然重新得到血液的灌注，隨之而來有大量的氧轉化成氧自由基，而同時，由于抗氧化劑的相對不足，不能夠清除氧自由基．結果使具有高度殺傷性的氧自由基嚴重損傷心肌細胞膜，引起心室顫動，從而導致死亡。