自由基，机体氧化反应中产生的有害化合物，具有强氧化性，可损害机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。众多权威研究表明，负离子能够消减自由基，减缓人体衰老，增强人体免疫力。
致衰老的作用及机制
1 脂褐素的形成
过量的·0和·OH氧化细胞膜中不饱和脂肪酸引起脂质过氧化、交联、聚合成脂褐素(一种难以消除的惰性废物)，它堆积在细胞内毒害细胞，阻止细胞内物质和信息的传递。脂褐素在皮肤细胞中堆积，形成老年斑；在脑细胞中堆积，则会引起记忆减退或智力障碍，甚至导致老年性痴呆症；在心肌细胞中堆积，心脏功能减退。胶原蛋白聚合则引起皮肤失去张力和弹性，皱纹增多以及老年性骨质增生。这些都是衰老的基本特征。
2 线粒体DNA突变
人类线粒体DNA(mtDNA)为一环状双链超螺旋DNA，存在于线粒体基质中。mtDNA具有极其经济的基因排列，没有内含子，却有部分区域基因重复使用，因此任何突变都可能造成重要功能的病理性变化。生殖细胞系mtDNA突变，可引起遗传性氧化磷酸化(OXPHOS)能力缺陷而导致过早发生退行性疾病。mtDNA片段缺失或点突变，可导致机体老化、心肌缺血、老年心衰等老年性心脏疾病的发生；衰老心肌中片段缺失和OXPHOS中酶活性下降可导致自由基介导的脂类过氧化反应加速，形成动脉粥样硬化斑块。
3 诱导细胞凋亡
细胞的衰老性死亡就是细胞凋亡。体内的自由基特别是·o2和·OH主要产生于那些具有重要功能、高度活动性、耗氧量高的组织细胞如脑细胞、神经细胞、心肌及内分泌细胞内，并造成过度堆积，它们通过氧化作用攻击生命大分子物质，导致这些组织细胞内DNA、蛋白质、脂膜的损伤。诱导细胞凋亡，加速机体老化。
4 蛋白质合成减少
自由基通过其强氧化作用对核酸进行氧化和交联，使发生断裂、突变 ]，从而严重影响蛋白质遗传信息的正常转录和翻译，使蛋白质表达量降低甚至消失，或者产生突变蛋白质，而蛋白质合成减少正是老年性记忆减退、智力障碍及肌肉萎缩的重要原因。
自由基是客观存在的，对人类来说，无论是体内的还是体外的，自由基还在不断地，以前所未有的速度被制造出来。与自由基有关的疾病发病率也呈加速上升的趋势。既然人类无法逃避自由基的包围和夹击，那么就只有想方设法降低自由基对我们的危害。 随着科学家们对自由基研究的日渐深入，清除自由基，以减少自由基对人体的危害的方法也逐渐被揭示出来。 研究表明，自由基从产生到衰亡的过程就是电子转移的过程。在生命 自由基
体系中，电子的转移是一种最基本的运动，而氧的得电子能力很强，因此，生物体内许多化学反映都与氧有关。科学家们发现损害人体健康的自由基几乎都与那些活性较强的含氧物质有关，他们把与这些物质相结合的自由基叫作活性氧自由基。活性氧自由基对人体的损害实际上是一种氧化过程。因此，要降低自由基的损害，就要从抗氧化做起。 既然自由基不仅存在于人体内，也来自于人体外，那么，降低自由基危害的途径也有两条：一是，利用内源性自由基清除系统清除体内多余自由基；二是发掘外源性抗氧化剂--自由基清除剂，阻断自由基对人体的入侵。 大量研究已经证实，人体内本身就具有清除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由基清除系统，它包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、胡萝卜素和硒等一些抗氧化剂。酶类物质可以使体内的活性氧自由基变为活性较低的物质，从而削弱它们对肌体的攻击力。酶的防御作用仅限于细胞内，而抗氧化剂有些作用于细胞膜，有些则是在细胞外就可起到防御作用。这些物质就深藏于我们体内，只要保持它们的量和活力它们就会发挥清除多余自由基的能力，使我们体内的自由基保持平衡。 要降低自由基对人体的危害，除了依靠体内自由基清除系统外，还要寻找和发掘外源性自由基清除剂，利用这些物质作为替身，让它们在自由基进入人体之前就先与自由基结合，以阻断外界自由基的攻击，使人体免受伤害。 在自然界中，可以作用于自由基的抗氧化剂范围很广，种类极多。目前，已从单纯的合成抗氧化剂和食品氧化剂逐渐发展成为天然抗氧化剂与体内自由基清除剂。因此，对抗氧化剂的要求也越来越高，而各种广泛使用的合成抗氧化剂由于其潜在毒性和致癌作用等逐渐受到人们的排斥，因此从植物中寻找天然、高效、低毒的抗氧化剂成为了目前抗氧化剂发展的一个必然趋势，并且从天然植物中寻找体内自由基消除剂也将是现代医药和保健行业的发展趋势。国内外已陆续发现许多有价值的天然抗氧化剂。在这方面的研究中，中国的科学家们已经走在世界的前列。他们已经发现并证明了，中国一些特有的食用和药用植物中，含有大量的酚类物质，这些物质的 自由基
特点是，有着很容易被自由基夺走的电子，而它们在失去电子后就会成为一种对人没有伤害的稳定物质。从目前的研究来看，天然植物抗氧化剂绝大部分都是多酚类物质，其中应用得较多的有茶多酚、葡萄籽提取物、迷迭香提取物等。 中国科学院生物物理研究所的专家历经八年时间从这些植物中研制出了天然抗氧化剂－－自由基清除剂配方。在与卷烟厂技术人员合作的对动物的急性毒性实验中证明，在高浓度香烟的毒害下，使用了自由基清除剂之后，小白鼠的寿命比没有使用自由基清除剂的小白鼠的寿命明显延长，最长的甚至可以延长将近一倍的寿命，并且，基因癌变率大大降低。 当然，人类要想从根本上避免多余自由基的侵害，还要从增强环保意识，切实改善我们的生存环境做起。
自由基与疾病
1.1 衰老 衰老过程涉及到许多内外因素，与衰老过程有关的最常见的内源性生化因子是自由基。国内外大量研究已证实：老年动物及老年人血清脂质自由基(脂质过氧化物) 水平增高，组织内(尤其脑，肝细胞内) 脂褐素含量增多。组织内脂褐素含量多少可做为衰老的客观依据之一，其形成与脂质自由基有关。脂质自由基的分解产物为醛类，它可与蛋白质、磷质和核酸的氨基起反应，使分子发生交联，交联的结果，使蛋白质变性，使酶失活。这些变性物质被吞噬细胞吞噬，但不能完全消化，结果不断增加细胞内的年色素。Harman 指出，逃脱中和的自由基所积聚的毒性作用，可能是衰老的根本原因。 1.2 动脉粥样硬化及脑血栓 花生四烯酸是细胞膜磷脂的重要组成部分，机体缺血缺氧后，细胞外液中的Ca + + 进入细胞内使细胞膜中的钙依赖的磷脂酶A2 被激活，后者使AA释出，AA 通过环氧化酶途径产生PGH2 (具有自由基性质的活性物质，PGH2 称氢过氧化物)，后者在血小板微粒体内，在血栓素合成酶作用下，生成血栓素(TXA2)；在动脉血管内皮细胞微粒体内，在前列腺素合成酶作用下，生成前列环素(PGI2 ) 。TXA2 和PGI2 是2 种作用完全相反的血管活性介质，前者主要为强烈的血管收缩剂和血小板聚集剂；后者的作用与之相反，当动脉血管内皮细胞受到损害时，PGI2生成减少，TXA2 的量及作用增多增强，导致血管痉挛和促进血栓形成。此外，AA 通过脂氧化酶途径产生的5 - 过氧化氢花生四烯酸(5 - HPETE) 和脂质自由基强抑制前列环素合成酶的作用，使PGI2 合成减少。5 -HPETE 尚可激活血小板中的血栓素合成酶，导致血栓形成的恶性循环。 1.3 脑的再灌流性损害 缺血后再灌流氧自由基的产生，是脑再灌流性损害的根本。通常情况下，机体自由基的生成与清除能力保持动态平衡。当缺血时，则清除超氧阴离子和过氧化氢的自由基清除剂超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶( GSH - PX) 降低，但在再灌流时自由基反应更为明显。郑彩梅等根据动物实验结果确认：脑缺血后在缺血期花生四烯酸代谢与氧自由基反应即已激活，并证实变化高峰在再灌流早期；陈曼娥等的实验也证明，脑再供血后，脑组织脂质过氧化反应更趋严重。脑缺血后再灌流氧自由基的产生途径有：(1) 脑缺血时ATP不被利用，依次降解为次黄嘌呤，同时钙离子激活蛋白酶，使黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶，后者使大量堆积的次黄嘌呤产生超氧阴离子； (2) 低血氧时酶自由基积累，再灌流时自身氧化产生超氧阴离子及氧化酶；(3) 再灌流时，硫酸亚铁复合物自身氧化产生超氧阴离子。 此外，再灌流后三羧酸循环尚未恢复，而再灌流却提供了糖酵解所需要的葡萄糖，从而加重了酸中毒，使再灌流区H+ 浓度升高，H+ 与超氧基反应产生H2O2，H2O2在活性铁的催化下产生HO- 。再灌流时产生的些具有强烈生物氧化活性的自由基，具有损害膜不饱和脂肪酸的作用，其机制为：细胞膜是脂质双层结构，其疏水极存在大量不饱和脂肪酸，在不饱和脂肪酸内存在碳与碳之间的不饱和双带，这就削弱了邻近碳原子的碳酸键，由于不饱和双带内的电子离域作用，在很小的能量下，邻近碳氢键就可以发生反应，氧自由基由此使不饱和脂肪部分激活，在金属复合物特别是铁的参与下，进而引起一系列的自由反应，造成膜不饱和脂肪酸的脂质过氧化，导致脂膜局部破坏，直至溶解，这些自由基同时也可造成微血管通透性增加及微循环障碍。HO- 可使磷酸改变活性，膜磷脂释放花生四烯酸，AA在脂质过氧化酸作用下生成慢反应物质及组织胺，使微血管通透性增强。AA 经过如前述及一系列反应最终生成PGI2 及TXA2，缺血后血管内皮自由基阻止PGI2 合成，破坏了PGI2 和TXA2 之间的平衡使TXA2 增高，微血栓形成，微循环出现障碍。
对自由基的研究现状
比起细菌学、病毒学等很多学术领域来说，自由基还是一门比较年轻的学科。人类对自由基的研究开始于二十一世纪初，最初的研究主要是自由基的化学反应过程，随后自由基知识渗透到生物学领域。虽然在二十世纪六十年代人们已经认识到自由基与疾病的密切关系，但由于受到技术方法的限制，研究进展缓慢。近年来，研究短寿命自由基的技术有了新的突破，推动了生物学的迅速发展，形成了一个以化学、物理学和生物医学相结合的蓬勃发展的新领域即自由基生物学、医学领域。这是一个跨学科的边缘学。 人类对自然界的认识总是随着科技手段的发展而逐渐深入的。80年代人类认识焦油对人体的攻击与危害后运用了大量的科技手段进行阻断.进入二十一世纪。对自由基的认识也 自由基
毫不例外的需要依靠先进的技术手段。由于含有一个不成对电子的自由基很活跃，大多数自由基的寿命都非常短，常以毫秒或微秒记，因此，对自由基研究的难度可想而知。借助与电子自旋共振技术和自旋捕集剂，国内外的科学家们已经捕捉到了一部分自由基。但在成千上万种自由基中，被直接捕捉到的自由基还有限。 自从发现自由基对人类健康的危害后，如何能更接近生命现象，进一步研究自由基的反应机理和损伤的分子机理就成为这个领域国际上期待解决的前沿课题。从国内外的大量报纸看，很多自由基的反应规律和损伤机理中的一些关键问题至今尚在研究中。 随着对自由基研究的逐步深入，科学家们越来越清楚地认识到，清除多余自由基的措施有益于某些疾病的预防和治疗，而自由基清除剂的研究对人体健康的意义便显得更为重大。因此，开发和利用高效无毒的天然抗氧化剂------自由基清除剂，已成为当今科学发展的趋势。 科学家们相信，在21世纪，人类一定能认识和控制自由基，使我们的生命质量再实现一个新的飞跃。
参考资料：http://baike.baidu.com/view/53337.htm#7