自由基(Free Radical),又称游离基,是指化合物的分子在光热等外界条件下,共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。在书写时,一般在原子符号或者原子团符号旁边加上一个“·”表示没有成对的电子。如氢自由基(H·,即氢原子)、氯自由基(Cl·,即氯原子)、甲基自由基(CH3·)和四甲基哌啶氧自由基等。自由基极易发生反应(如二聚反应、夺氢反应、氧化反应、歧化反应等)。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。
有机化合物(Organic compounds)发生化学反应时,总是伴随着一部分共价键(covalent bond)的断裂和新的共价键的生成。共价键的断裂可以有两种方式:均裂(homolytic bond cleavage)和异裂(heterolytic cleavage)。键的断裂方式是两个成键电子在两个参与原子或碎片间平均分配的过程称为键的均裂(homolytic bond cleavage)。两个成键电子的分离可以表示为从键出发的两个单箭头。所形成的碎片有一个未成对电子,如H.,CH.,Cl.等。若是由一个以上的原子组成时,称为自由基(radical)。因为它有未成对电子,自由基和自由原子非常的活泼,通常无法分离得到。不过在许多反应中,自由基和自由原子以中间体的形式存在,尽管浓度很低,存留时间很短。这样的反应称为自由基反应(radical reactions)。
由于原子形成分子时,化学键中电子必须成对出现,因此自由基就到处夺取其他物质的一个电子,使自己形成稳定的物质。在化学中,这种现象称为“氧化”。我们生物体系主要遇到的是氧自由基,例如超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上过氧化氢、单线态氧和臭氧,通称活性氧。体内活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为,导致人体正常细胞和组织的损坏,从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外,外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基,使核酸突变,这是人类衰老和患病的根源。
抗氧剂(antioxidant)是一类化学物质,当其在聚合物体系中仅少量存在时,就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行,从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命,又被称为“防老剂”。
抗氧化剂是指能减缓或防止氧化作用的分子(常专指生物体中)。氧化是一种使电子自物质转移至氧化剂的化学反应,过程中可生成自由基,进而启动链反应。当链反应发生在细胞中,细胞受到破坏或凋亡。抗氧化剂则能去除自由基,终止连锁反应并且抑制其它氧化反应,同时其本身被氧化。抗氧化剂通常是还原剂,例如硫醇、抗坏血酸、多酚类。
抗氧化剂的作用包括:1,去除氧自由基;2,与羟基自由基作用;3,阻止脂质过氧化连锁反应;4,溶解与分散。前面两点,就是抗氧化剂帮助脂肪分解的主要功能。消除了氧自由基,脂肪的分解会更迅速,人体会更健康。
抗氧化剂在油(脂肪)中的溶解性影响抗氧化效果,如水溶性的抗坏血酸可以用其棕榈酸酯的形式,用于油脂(脂肪)的抗氧化。油溶性抗氧化剂常使用溶剂载体将它们并入油脂或含脂食品,这些溶剂是丙二醇或丙二醇与甘油一油酸酯的混合物。抗氧化剂在不同的油(脂肪)中也显示出不同的抗氧化效果。
肥胖跟抗氧化基因有关,当体内的抗氧化基因速度高时,会让分解脂肪细胞变快而预防肥胖。
细胞经呼吸获取氧,其中98%与细胞器内的葡萄糖和脂肪相结合,转化为能量,满足细胞活动的需要,另外2%的氧则转化成氧自由基。由此可见,减肥的过程就是通过脂肪与氧气产生化学反应及分解而产生的,也就是脂肪分解。当然,这一过程对于正常体重的人,是获取能量的过程。
与此同时,我们应该注意到氧自由基的存在。氧自由基是有害物质,它是人体的代谢产物,可以造成生物膜系统损伤以及细胞内氧化磷酸化障碍,是人体疾病、衰老和死亡的直接参与者,对人体的健康和长寿危害非常之大。
因此,我们除了平时的日常饮食中需要选择大量含有抗氧化剂的食品,还需要摄入一定的抗氧化剂营养素(比如OPC-3,ORAC,虾青素,辅酶,鱼油,姜黄素,白藜芦醇等),尤其对于肥胖者,摄入一定量的抗氧化剂营养素,有助于减肥,消除过多脂肪,预防各种与肥胖相关的疾病。