[发明专利]用于猝灭自由基和调节炎症的组合物和方法

说明书

技术领域

本发明及其所公开的内容涉及猝灭哺乳动物体内、特别是人体内的自由基的化合物和方法，其导致抑制由氧化应激引起的炎性细胞因子的上调以及获得健康益处。

背景技术

现如今，氧化应激与人体健康之间的关系，特别是有关循环功能与患恶性肿瘤风险之间的关系是公认的科学(Harman,D,1067Ann N Y Acad Sci10-21(2006))。所有好氧生物都需要氧。虽然人在没有食物的情况下能够生存数周，在没有水的情况下能够生存数天，但是在没有氧的情况下生存不会超过几分钟。然而，这个给予我们生命的相同分子还是衰老的退行性疾病和衰老过程本身的根源，根本上其对我们的衰老的退行性疾病和死亡负有责任。我们需要氧来生存，但是我们的好氧利用产生对我们体内的器官、细胞、甚至细胞器、细胞线粒体以及细胞核和核糖体的DNA和RNA具有毒性的危险自由基。

氧化应激

数以千计的发表的研究表明自由基导致了退行性疾病的发展且加速了衰老(Knight JA.28(6)Ann Clin Lab Sci.(1998)；Huang H,Manton KG.91100-17Front Biosci.(2004))。年轻人通常产生抗氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶以及谷胱甘肽过氧化物酶来减少和消除在正常生理过程中产生的自由基。SOD和其他重要的抗氧化酶的水平会随着年龄减退，从而成为与年龄有关的疾病的祸根。

在1878年，当将试验动物暴露于纯氧时第一次提到了氧毒性，并且在1899年进一步确立了这些有害作用。当将试验动物放入超过正常大气压的纯氧高压舱中时，试验动物会在几分钟之内死亡。相比之下，当在持续数天的时间内缓慢提升纯氧的压力时，试验动物会存活下来，这是因为它们的身体有时间产生高于正常的水平的可诱导抗氧化酶来使其免受氧毒性。暴露于高于正常的氧浓度的动物的肺显示出由过多的氧(称为高氧的条件)导致的大规模组织损伤。因此，在高于正常的浓度时，氧是一种毒性元素，而在正常压力下，允许我们度过相当完整的物种特异性寿命(Knight JA.28(6)Ann Clin Lab Sci.(1998))。

在19世纪以及20世纪早期，随着在深海潜水中呼吸高压空气的第一个案例的出现(其中，氧中毒和氮麻醉引起了潜水员的死亡、麻痹或终生乏力)，氧对人体的毒副作用第一次显现出来。在第二次世界大战中的大不列颠战役中,每天呼吸数小时纯氧的飞行员出现了肺气肿、肺损伤，并且出现了大大加速衰老的作用。在某些情况中，飞行员的外表和举止看起来像高于其三倍年龄的人的外表和举止。氧毒性的最悲惨事件之一发生在20世纪40年代后期，当时将新生儿放入了富氧恒温箱中。一些婴儿失明，这是因为他们的眼睛组织还未积聚膳食抗氧化类胡萝卜素来使其免受高于正常的氧浓度的毒性作用(Reedy EA.23(2)Neonatal New31-8(2004))。

各种衰老的自由基理论以及衰老的氧自由基理论都假定衰老以及衰老的退行性疾病主要由好氧生物的氧利用引起。在地球生命的进化过程中，植物演化出如下驾驭太阳能的方法，即通过光合作用来利用二氧化碳并释放氧作为毒性代谢产物。动物的最终进化具备了大大提高的移动能力，然而，由于需要更多的能源来穿越海洋和在陆地上漫步，因此它们演化出在提高氧的气氛下直接呼吸由植物群产生的氧的方式。它们的细胞演化出能够以四步还原过程利用细胞色素氧化酶将氧还原成水的线粒体。虽然氧分子本身不具独特的化学活性，但是其能够在还原反应过程中产生强效的化学活性中间体。氧的部分还原形式最终在四步中转化，附着四个电子产生水并且将由氧的还原反应释放的能量存放于通用的储存分子ATP中。

利用细胞色素C氧化酶，接近80％的氧在线粒体中被还原成水，只有1％的电子(超氧化物)跨越超氧自由基的初始形成之间的传递阶段I漏入末端细胞色素C氧化酶。氧从一端进入，水从另一端出来，其被完全还原，极少形成可检测的自由基中间体。不幸地，在好氧生物中，随着单电子附着于氧分子，发生20％的氧还原反应，在此，细胞色素氧化酶没有被利用。这通常在遵循泡利不相容原理的量子定律的含铜和铁的酶存在的情况下发生，其中，单电子必须附着于氧原子，这是因为氧分子的各氧原子中的非成对电子具有相同的平行自旋且根据量子力学任何时候都禁止附着多于一个的平行电子。

单电子附着于氧分子形成100％化学计量产率的超氧自由基。在生物系统中，超氧化物是首先形成的自由基。第二个电子附着于氧分子产生过氧化氢，第三个电子附着于氧分子产生氢氧自由基，以及附着的第四个电子将氧还原成水。

炎性级联反应