關鍵字：研究進展
一、自由基與衰老
人們在40多年前（1956）年就開始注意到自由基與機體衰老的關係了。但對其進行比較深入的研究則是近些年的事情。
機體內絕大多數分子是由氫原子（H）和其它基因（以R表示）組成的，常常可以發生R與H的解離，形成各帶一個電子的“R”與“H”，稱爲自由基（freeradicals）。生物體內常見的自由基有：氧離子自由基（O—2）、羥自由基（OH）、過氧化羥基自由基（OH2）、氫自由基（H）、有機自由基（R）、烷氧基自由基（RO）、有機過氧自由基（ROO）、脂質自由基（L）、氧化脂質自由基（L—O）以及過氧化脂質自由基（L—O—O）等。自由基性質活潑，極不穩定，容易與其它物質反應生成新的自由基，因而往往都有連鎖反應。自由基的連鎖反應一旦開始，所產生的新的自由基就進一步與基質發生反應，從而導致基質的大量消耗及多種自由基產物的生成。其中基中以O—2和OH等活性氧簇（reactiveoxygenspecies’ROS）最受人觸目。
O—2和OH是最活潑也最具危害性的自由基，它們可與其鄰近的任何生物分子反應。研究表明，許多物種O—2的產生速率與其衰老密切相關，那些OH和O—2產生速率低而OH和O—2清除機制完備的有機體存活時間明顯較長（Poeggeler等，1993）。H2O2是極易產生OH的物質，體外以紫外線（254nm）照射H2O2立即可產生OH，只是半衰期極短難以測定。利用二甲基吡啶氮氧化物（DMPO）可與OH反應生成穩定DMPO—OH加合物這一特性，可用順磁共振和高效液相色譜分析共同測定OH水平。
單線態氧（1O2）也是很活潑的自由基，它由三線態氧（3O2）被激發產生。1O2極易氧化還原生成O12自由基發揮損害作用。1O2本身也具有很大損害作用，光敏染料產生的1O2可引起小腦顆粒細胞的線粒體損傷和DNA鏈斷裂、肌酸激酶的活性抑制，導致神經細胞的能量代謝障礙和死亡。某些老年性的動物失調可能與此有關。
適量自由基對於抗局部感染等具有一定作用，但過量自由基則對於不飽和脂肪酸、蛋白質分子、核酸分子、細胞外可溶性成分以及細胞膜等具有十分有害的破壞性作用。機體內從一開始就時刻在產生着自由基。但同時又具有有效的自由基清除系統，維持體內自由基的正常水平，但是，隨着年齡的增長，這種平衡會發生改變。
最近的研究表明，體內自由基的產生與腦神經遞質有關。興奮性神經遞質如穀氨酸的釋放可以開啟N—甲基—D—天冬氨酸（NMDA）受體伴隨的鈣離子通道，引起Ca2—內流，若體內穀氨酸濃度過高，Ca2—過度內流，則會觸發OH和O—2的過量產生，引起神經損傷甚至死亡（Peruche等，1993）。
大量試驗資料已經證明，各種感染，炎症以及其它細胞因子如干擾素（IFN）等都可使體內腫瘤壞死因子（TNF）水平增高，而過量的TNF又使大量的吞噬細胞活化而加強吞噬作用，這可使吞噬細胞過量發生呼吸爆發（burst）而釋放過量自由基，使組織局部及血漿自由基水平過量提高而對機體產生大量自由基而使關節腔內潤滑液中具有潤滑作用的粘多糖發生氧化降解而失去潤滑作用，這是風溼性關節炎發生的重要機制之一。又如過量自由基在血液中的堆積可使細胞嚴重受損，嚴重影響細胞變形能力（erythrocytediformability）使其變硬，加之其表面變粗糙使粘性增加，所以在透過毛細血管時易於被堵形成微栓塞（micro—plugs）（侯穎春等，1994；1995）。這可能是某些老年性心、腦血管疾病的重要發病機制之一。
體內產生的自由基極易侵害細胞脂中的不飽和脂肪酸，形成脂質自由基，引起脂質過氧化反應。細胞膜中由磷脂酰基鏈和膽固醇組成的區域在細胞中極性最小，溶解有高濃度的氧，這更有利於脂質過氧化反應的進行。脂質過氧化反應對生物膜內類脂結構破壞性極大，反應中產生的自由基可以不加區別地與細胞中其它物質如蛋白質和核酸作用，造成酶、染色體DNA分子功能或結構的破壞。過氧化脂質反應的產物丙二醛（MDA）又可透過蛋白質一級氨基基團反應與蛋白質交聯，造成細胞功能的破壞以至死亡。衰老相關疾病的發生及藥物、毒物引起的機體損傷與此機制密切相關。基於這個原理，利用外源性毒物如百草枯、H2O2、Kainate、細菌脂多糖等造成自由基損傷的動物模型，利用這些模型可進行一系列自由基與衰老、疾病以及抗自由基藥物方面的研究。
自由基對蛋白質的不利影響是其對人體危害的最重要方面，這可從兩個方面去理解：首先是自由基直接對蛋白質的氧化破壞和引起的交聯變性，這是衰老形成的重要原因之一。對蛋白質直接破壞的後果主要有：（1）可使酶蛋白失活成爲另一種催化錯誤反應的酶；（2）出現某些具有異質性的蛋白質，從而引起自身免疫反應的靶子；（3）自由基可使結締組織結構蛋白髮生廣泛交聯，使其理、化性質發生改變，導致血液和組織間的交換減少，使其中的器官組織加速衰老退化。同時這些變性結締組織原有的功能也部分甚至全部喪失了。自由基對蛋白質不利影響的第二個方面是對核酸的氧化和交聯，使DNA發生斷裂、突變以及對熱的穩定性發生改變等，從而嚴重影響了蛋白質遺傳資訊的正常轉錄、翻譯過程，使蛋白質表達量降低甚至消失，或者產生突變蛋白質。這種影響反映在酶蛋白和激素、免疫活性物質等重要蛋白質時其影響範圍就更大，後果就更嚴重。而蛋白質合成減少是老年性記憶力減退、智力障礙以及肌肉萎縮等表現的重要原因之一。總之自由基對蛋白質的影響涉及面很廣，後果嚴重而複雜，乃是自由基與衰老聯繫的重要紐帶。
隨年齡的增長，人體內自由基水平呈增長趨勢，同時自由基清除機制卻呈退化趨勢，結果造成體內自由基大量積聚。所以自由基對機體健康的危害作用漸趨嚴重，引發了機體多種生理功能的障礙，促進了多種老年疾病（如動脈粥樣硬化、心腦血管疾病、腦神經細胞變性、糖尿病以及腫瘤等）的發生、發展，導致機體的衰老，直至死亡。
在整個衰老過程中，自由基引起大量的細胞衰老、死亡，近年來已有大量資料表明這些細胞的衰老、死亡許多屬於自由基引發的細胞凋亡（apoptosis）。
二、細胞凋亡與衰老
死亡是生命過程中的一個組成部分，機體死亡歸根結底是細胞的死亡，而細胞的死亡有兩種不同的方式，即壞死（necrosis）和凋亡。細胞凋亡即程序化細胞死亡（programedcelledath’PCD），它有別於細胞壞死，因爲細胞凋亡是一種重要的生理學現象，它是一個主動的、有控的、在調節機體細胞羣數量上起和有絲分裂互補作用的過程。細胞的衰老性死亡就是細胞凋亡。不容置疑，細胞凋亡與衰老密切相關，它就是機體衰老過程中具體到細胞水平的體現。問題是衰老過程中細胞凋亡是如何被啓動和調控的？這纔是亟待探討的課題。