自由基，化学上也称为“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。（共价键不均匀裂解时，两原子间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上，其结果是形成了带正电和带负电的离子，这种断裂方式称之为键的异裂。）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·）。自由基反应在燃烧、气体化学、聚合反应、等离子体化学、生物化学和其他各种化学学科中扮演很重要的角色。历史上第一个被发现和证实的自由基是由摩西·冈伯格在1900年于密歇根大学发现的三苯甲基自由基。 中国有机化学家刘有成院士在自由基化学领域也做出了杰出贡献。

形成反应

形成方式

自由基又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子，它有两个主要特性：

一是化学反应活性高；

二是具有磁矩。

在一个化学反应中，或在外界（光、热等）影响下，分子中共价键分裂的结果，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子；若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子（或基团），则形成自由基。

产生方法

①引发剂引发，通过引发剂分解产生自由基

②热引发，通过直接对单体进行加热，打开乙烯基单体的双键生成自由基

③光引发，在光的激发下，使许多烯类单体形成自由基而聚合

④辐射引发，通过高能辐射线，使单体吸收辐射能而分解成自由基

⑤等离子体引发，等离子体可以引发单体形成自由基进行聚合，也可以使杂环开环聚合

⑥微波引发，微波可以直接引发有些烯类单体进行自由基聚合。

反应情况

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。例如酪氨酸自由基(tyrosine radical)，共价键的断裂可以有两种方式：均裂（homolytic bond cleavage）和异裂（heterolyticcleavage）。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（homolyticbondcleavage）。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）。

降低危害

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。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。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。

自由基与疾病

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。

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。

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。

防老化习惯

人之所以会老化、体力衰退、皮肤失去光泽及弹性，除了年龄是无法抗拒的因素外，主要的即是体内自由基过多，年轻时体内有较好的中和系统来排除自由基，降低它所造成的伤害；然而随着年龄增长，人体修复自由基的能力也随之下降；若未能及时补充抗氧化物，细胞就开始损伤，疾病于是产生，越来越多的证据显示，体内自由基含量越高，寿命越短。

那什么时候开始抗老化治疗呢？原则上最好在身体器官尚未老化前或有衰老现象时即应开始治疗。除了接受健康专业咨询外，重要的还是要从自己的生活做起。由于不当的生活及饮食习惯会在体内制造自由基，此自由基会进一步破坏细胞之脂质，蛋白质及染色体中之核酸，而导致细胞突变成为癌细胞。

一、拒绝抽烟

科学研究抽烟是目前产生最快及最多自由基的方式，每吸一口烟会制造十万个以上之自由基，会导致全身性的癌症，甚至加速癌症细胞生长。尤其是肺癌高达50倍以上的危险率，还有它会造成许多慢性病，例如心血管病症及糖尿病，还有研究证实一手烟及二手烟伤害是一样的。

二、减少做菜的油烟

中国人做菜喜欢煎煮炒炸，大多数家庭主妇做菜是使用色拉油。色拉油是多元不饱和脂肪酸，很容易氧化成为自由基。还有尽量少食煎炸食物，所以为了您的健康，美式快餐店及中式自助餐店少去。

三、少服不需要药物

有些药物包括中西药是有毒性的，例如抗生素，消炎痛剂，化疗药物是会产生自由基的，不要误信药物可以有病治病，无病保身。患病时应该找医生看病，应该服药才可以服药，不可以随便乱服药。

四、避免农药的污染

农药会产生大量自由基。选择蔬果产品外观应不好看，甚至有虫咬过的农产品，是较安全及少农药的。另外一种降低农药残留方法是将蔬果放入冰箱一至二天才用，这样可以降低百分之八十至九十之农药残留量，还有应时常清洗冰箱。

五、大量饮用干净的水

健康的饮水每日应饮用干净水1200毫升以上。台湾学者研究发现，台湾人身体中的重金属80%以上过量，最常见有汞、铅、镉等重金属。所以我们更要注意饮水健康，天然且检验合格的矿泉水是很好的选择，饮用弱碱性电解水也是很好的选择，现有的电解水机，大多都有过滤系统，可将重金属及水中细菌等滤除，弱碱性水中含有大量的电子，呈负电位，这些多余的电子可赋予自由基，去除其活性，进而清除自由基。罐装各式饮料含各种添加物是不好的水分补充，纯净的弱碱性电解水

是最好的水分补充物。

六、多食用蔬菜及水果

健康的饮食应是每日蔬果及肉类比例为七比三，蔬果中含有天然抗自由基的维生素及黄酮素，还有增加肠蠕动的纤维素。食用蔬果最好生食，以免维生素及黄酮素流失，每天食用有三种颜色以上之蔬果，这样才能补充充足的维生素及黄酮素。

七、少摄取高脂肪食物

鱼、蛋、奶、豆类均含有丰富蛋白质，应适当摄取。研究发现高脂肪及蛋白食物经烟熏、烧烤过程中，肉类油脂滴入碳中，在高温下裂解，与炭火作用形成毒性强的致癌物－－多环芳烃，随烟熏挥发会回到食物中。高温烹调会使蛋白质及氨基酸裂解，产生胺类衍生物而致癌。

八、减少加工食物摄取

食品加工过程中会添入色素，防腐剂及香料等，这些过多食入身体会产生过多自由基的。例如腌制食品含有硝酸盐，如在加工过程中添加过量，会在胃中与肉类，蔬菜中之胺类作用，造成硝酸胺，此为高致癌物。

抗氧化食物

茶

茶中的有效成分茶多酚是一种抗氧化剂物质，凡经

常饮茶的地区，其居民患癌症的比率较少。由此可见茶多酚能消除自由基防止癌症的发生。

菠菜

其含有的大量β胡萝卜素和铁，能提供人体丰富营养。菠菜中的大量抗氧化剂，既能激活大脑功能，又可增强青春活力，有助于防止大脑的老化，防治老年痴呆。

山楂

所含有的黄酮类物质和维生素C、胡萝卜素等能阻断并减少自由基的生成，增强机体的免疫力，还有防衰老、抗癌的作用。

红葡萄酒

葡萄中含的原花青素和白黎芦醇都是强力抗氧化剂，可抗衰老，并可清除体内的自由基。吃葡萄应尽量连皮和籽一起吃，因为葡萄的很多营养成分都存在于皮和籽中。

胡萝卜

胡萝卜不仅能够增强人体免疫力，有抗癌作用，它更含有丰富

的胡萝卜素，胡萝卜素可以清除致人衰老的单线态氧和自由基，减缓人体衰老的过程，防止皮肤老化。

黄豆

含有异黄酮，是一种天然抗氧化剂，同时具有弱雌性激素作用。常喝豆浆可以明显减弱妇女更年期症状，而且还有防癌和预防老年痴呆症的作用。对女性有很好的美容养颜的功效。

番茄

番茄红素是目前为止发现的抗氧化功能最强的营养素，抗氧化活性是维生素E的100倍。每天摄入10毫克番茄红素，对于清除体内自由基、消除疲劳、提高身体免疫力有明显的促进作用。

番茄红素属于脂溶性类胡萝卜素的一种，它的吸收和转运必须溶于油或脂肪中才能利用，所以，食用烹炒的番茄或者番茄酱会有利于番茄红素的吸收。番茄红素的热稳定性较高，加热可使番茄细胞裂解，比生食更易被人体吸收利用。

蜂蜜

现代研究表明，蜂蜜有清除自由基的功效。美国伊利诺斯州立大学的昆虫学家布林伯教授对蜂蜜进行化学分析后发现，蜂蜜中含有数量惊人的抗氧化剂，它能清除人体内的“垃圾”——氧自由基，起到抗癌、防衰老的作用。研究表明，蜂蜜中所含维生素C、维生素E、黄酮类化合物及酚类物质、超氧化物歧化酶(SOD)等具有抗氧化性，可以清除在人体代谢过程中积累的过多自由基。女性、小孩和老人，可以每天早上喝一杯枣花深色蜂蜜水，或是面包上放蜂蜜。蜂蜜是清除自由基、维持健康和抗衰老的理想营养保健品，食用蜂蜜可以延缓人体的衰老，保持女性年轻态。

坚果

富含维生素E的坚果类食物(腰果、核桃、榛子、花生等)除了具有抗氧化功能之外，还能修护皮肤组织。不过，又因为坚果类食物含有高油脂，如果摄取过量，不但有致胖的危险，由高油脂所造成的氧化反应还会损害维生素E的抗氧化作用。

因此，营养师建议人们要摄取此类食物，但又要适量，否则过犹不及。

草莓

莓类水果富含胡萝卜素以及维生素C，而这两种成分是抗氧化物里最为医学界所肯定的物质，所以外形小巧、美观的草莓、蓝莓、小红莓你要大啖特啖。

另外它含有的钾及水溶性纤维，还能降低血胆固醇浓度及减少患高血压的几率呢！

燕麦

富含蛋白质、钙、核黄素、硫胺素等成分的燕麦是五谷杂粮中惟一荣登抗氧化食物排行榜的。

每日摄取适量的燕麦能加速人体新陈代谢，加速氨基酸的合成，促进细胞更新。坚持每天喝一碗燕麦粥吧，它能使你容光焕发呢！

黑枸杞

黑枸杞（汇），最突出的成分为花青素，花青素是一种强效的抗氧化剂；可防止过早衰老，增强血管弹性，抑制过敏及炎症，改善关节柔韧性。

运动与自由基

运动对于我们的身体好处是众人皆知的事， 除了可以让我们放松压力， 免除心血管疾病之苦，伸筋骨，可以说是百病良医，但是我们同时也知道，运动需要专业的辅助工具与适当的专业知识， 否则运动不足毫无效用，过度运动却又容易造成运动伤害，但除此之外，您知道运动还会产生自由基。

氧气是生命的基础，我们的生命基本上是一部氧化与还原的循环机器，我们吃下食物，然后吸收，再以氧化作用转变成我们可以利用的能量消耗它，这个过程无疑会意外地产生许多自由基，当我们年轻时，体内有非常好的自由基中和系统来为我们免除自由基造成的伤害，但是当我们日日年老，我们的自由基修补系统也随之老化效率下降，而未被中和的自由基就会慢慢累积，并且对们的身体攻击与伤害。

运动时会发生比平常多的自由基， 因为我们的身体在大量运用氧

气， 会意外地发生单电子氧自由基， 所以， 对于40岁以上的人， 因为自由基修补系统已经功能下降， 所以可能会发生自由基伤害， 我们也听说， 年长者更需要运动不是吗?如此一来不是很矛盾？所以美国老化医学学会(amrican agingassociation)建议，40岁是一个关键的年龄，40岁以下的人因为自由基修补系统尚佳，无需顾虑运动的自由基问题，而40岁以上的人要避免做太过激烈的运动，以免产生的自由基伤害，而一方面也要多服用抗氧化物， 如常见的维生素C， E，β-胡萝卜素，虾青素(英文名称Astaxanthin，简称ASTA） 以及各种青菜水果， 来中和体内的自由基。

自由基的对抗

给予负离子，使生物体体内过剩的活性氧还原，就能够抑制生物体的氧化。负离子能够使生物体容易摄取维他命頪，氨基酸，矿物质等，这些成分能够分解，消除活性氧，提高SOD的活性。所以负离子是生物体不可或缺的物质。负离子是唯一能够消除活性氧自由基，保护生物体的自然要素。

负离子没有副作用，能够促进自然治愈力，治愈疾病，保持健康。负离子能够使血液变成弱碱性，使新陈代谢，生理作用旺盛，并强化免疫力，同时也能够给予生物体衰弱时增强的活性氧电子，仰制氧化，杜绝疾病的根源。氧附着于生物体的细胞组织中，当电子被夺走时，就会引起细胞组织的氧化。活性氧会从生物体的脂质（不饱和脂肪酸）或蛋白质那儿夺走电子，结果引起脑中风或心肌梗塞，动脉硬化症，癌症及糖尿病。负离子的本质是电子，因此给予生物体负离子，就能使生物体体内充满电子，代替生物体的脂质或蛋白质的电子给予活性氧，使活性氧安定，所以不会损伤生物体的细胞，同时能够抑制疾病的发生。