活性氧自由基对人体的危害

根据“自由基学说”的理论，从化妆品学的角度来探讨延缓衰老的方法是近年来抗衰老化妆品的研制和开发的重要方向之一。

1. 自由基与活性氧

所谓自由基是指游离存在的带有不成对电子的分子、原子或离子。自由基可以由均裂、分离提纯等方法而得到。自由基虽能单独存在，但存在的时间极为短暂。由于自由基都有不成对的电子，一般均显示极活泼的化学活性。按稳定性来区分自由基可分为不稳定自由基和稳定自由基，绝大多数自由基是不稳定的，不稳定自由基的化学性质是很活泼的。清除超氧化物自由基的超氧化物歧化酶（superoxi dedismu tase，简称SOD）的发现，证实了生物体内内源性自由基的存在。与生命老化有关的生物自由基主要是一些含氧的自由基，如活性氧自由基（O₂·）、过氧化氢自由基（HO₂·）、羟基自由基（·OH）。

氧气对于人体来讲是必不可少的。氧一旦进入人体内，由于与各式各样的酶、化学物质，或是金属、紫外线等作用，发生反应，成为基底状态反应性更高的活性氧。这些活性氧都是氧的某些代谢产物及含氧的衍生物质，也都是直接或间接由氧转化而成的，具有比氧活泼的化学反应性。

Fridovich等在发现了SOD并研究其生物学作用后，提出了氧毒性的超氧化物自由基学说，认为O₂·及其衍生活性氧可在人体内产生，它们对机体有害。用活性氧的氧毒性可以解释氧对生物包括植物的许多损伤和病理作用。受到活性氧和自由基攻击的有脂质、糖质、蛋白质、核酸等，其中脂质是其主要目标分子。对皮肤中的脂质来说，以光化学的氧化反应较为重要，即是由太阳光的照射使氧活化，其能量的一部分使之产生单态氧（1O₂），后者即迅速与不饱和脂质反应而形成过氧化脂质LOOH，如下式所示，由一分子的单态氧生成一分子的脂质氢过氧化物。

2. 自由基学说

自由基学说主要认为随着年龄的增大，退行性变化是由于自由基的副作用所引起的。在正常情况下，机体内自由基的产生与消失处于动态平衡。一方面，自由基（包括氧自由基在内）在正常细胞新陈代谢中不断地产生，并且参与了正常机体内各种有益的作用，如机体防卫作用、某些生理活性物质的合成等。在机体生长发育阶段或正常运转阶段，即使某种自由基的产生多了一些，也会被机体内的各种自由基清除剂所清除而不至于对人体有害。这类自由基清除剂包括一系列酶如SOD、过氧化氢酶等，和一些小分子有机抗氧化剂如维生素A、维生素E、维生素C等。当机体衰老时，或者是自由基的产生稍高于平常，或者是由于某一环节变得薄弱，机体内清除自由基的能力出现急性或慢性减弱，从而清除不了多余的自由基。这样就使自由基的产生与清除失去了平衡。过剩的自由基对构成组织细胞的生物大分子化学结构发生破坏性反应，随着破坏层次的逐步扩展，会损伤正常组织形态和功能的完整性。当损伤程度超过修复或丧失其代偿能力时，组织器官的机能就逐步发生紊乱及障碍，表现出机体逐渐趋于衰老。

衰老是一个极为复杂的过程，自由基学说只能解释其部分现象，但自由基促使衰老过程加快的作用已被实验所证实。

3. 自由基学说对皮肤老化的解释

活性氧自由基对皮肤老化起着重要的作用。随着年龄的增长和各种疾病的影响，使得人体机体内活性氧自由基增加，再加外部原因如强日光、紫外线的照射，以及温度、湿度的变化都可使机体内产生活性氧自由基。活性氧可以引发机体内脂类中的不饱和脂肪酸（RH）过氧化而产生脂质过氧化自由基R·、RO·、ROO·与ROOH。这些反应为：

上述反应是产生脂类过氧化物的链式反应，而ROOH与R·反应导致链分裂而得到脂类过氧化最终产物之一的丙二醛（MDA），是不饱和脂类过氧化作用的特殊产物。丙二醛在人体衰老过程中起重要作用：

（1）人体细胞膜是由脂质和蛋白质组成，正常细胞膜的膜蛋白质是在不断地进行着缔合和解离的过程。机体中活性氧自由基的增多所引起的脂类过氧化作用，会导致膜蛋白质处于永久性的缔合状态，阻碍蛋白复合体恢复到原规则的分布状态，严重地损害生物膜的功能。脂类的过氧化作用使膜的不饱和脂肪酸减少，膜的饱和脂肪酸相对增多，使膜变为刚性状态，而缺乏不饱和脂肪酸则可使膜的流动柔软性降低。另一方面，脂类过氧化作用所产生的自由基，可对膜上的蛋白质或膜结合酶起作用，使膜结构起变化，导致膜功能异常而使机体更加处于不正常状态，表现在皮肤上则使皮肤干燥、出现皱纹等老化现象。

（2）在上述脂类的过氧化作用中的产物丙二醛，它与蛋白质的一级氨基团反应而与蛋白质交联，此反应形成了一种荧光产物席夫碱。丙二醛与核酸上的氨基或与磷脂类（如磷脂酰乙醇胺）起反应也能产生类似的荧光产物。这些产物的积聚就表现为老年色素（脂褐素），这就是老年斑，是皮肤老化的一种现象。

（3）胶原是一种纤维状的结构蛋白，称之为胶原蛋白，它是机体中最丰富的蛋白质之一，约占总蛋白质的25%~30%，皮肤组织大都由胶原蛋白所组成。随着年龄的增加，机体内各种氧自由基亦增加，它可以改变机体内许多酶的水平和性质。如氧自由基水平的升高可使赖氨酰氧化酶水平的改变，就引起结缔组织中胶原蛋白的交联，由于交联度的增加就可使胶原蛋白的溶解度降低。在老年时，胶原蛋白的这种交联变得更稳定且不能被还原。这种胶原蛋白结构的改变，表现在机体上就是一些衰老的象征，如皮肤无弹性、无光泽、骨骼变脆、眼晶状体的物理性质改变等。