氧化应激与心血管疾病_吴蕊
氧化应激与心血管疾病
吴 蕊 综述 凃 玲 审校
(华中科技大学同济医学院附属同济医院综合科, 湖北 武汉 430030)
Ox i dative Stress and Cardi ovascul ar D isease
WU Ru,i TU Ling
(D epart men t of Intergration,T ongjiH o s p ital Aff iliate d to T ongjiM edical Colle ge of H uazhong Uni versity of Science and T echnology, W uhan 430030, Chi na)
文章编号:1004 3934(2007)01 0110 04 中图分类号:R54;R363.2+72 文献标识码:A
摘要: 大量证据表明活性氧的慢性或急性过度产生在心血管疾病的发生发展中起重要作用。活性氧通过信号通路介导心肌细胞肥大和凋亡;通过灭活一氧化氮等机制导致内皮功能紊乱。在动脉粥样硬化、心肌缺血再灌注损伤、高血压、心力衰竭等一些主要心血管疾病的病理生理学中,氧化应激扮演关键角色。
关键词: 氧化应激;动脉粥样硬化;心肌缺血再灌注损伤;高血压;心力衰竭
Abstrac t : A grow i ng body o f ev i dence i nd i cates t hat chronic and acute overproducti on of reacti ve oxygen species is i m portant i n the develop m ent o f card i ovascular diseases .R eacti ve oxygen species can m ediate si gnalling pathways i n ca rdiac hypertrophy and card i omyocyte apoptos i s ,and l ead to endothe li a l dysf uncti on by i nacti va ti ng n itrog en m onox i de .O x i dative stress p l ays a key ro le i n t he pathophysiology of severa lm a j o r ca rd i ovascular d iseases such as a t herosc l e rosis ,m yocard i a l i sche m ical reperfusi on i n j ury ,hypertension ,and heart fa il ure .
K ey word s : ox i dative stress ;athe rosclero si s ;myocardia l ischem i ca l reperf usion inj ury ;hypertensi on ;heart fa ilure
自1969年M c Cord 和Fri d ov ich [1]
发现了清除超氧化物自由基的超氧化物岐化酶,并提出氧毒性的超氧化物自由基学说之后,人们逐步认识到自由基在生物体内存在的危害。近年来,大量研究表明,氧化应激也是导致心血管系统结构功能异常的重要原因之一。现就氧化应激与一些心血管疾病的关系做一综述。1 氧化应激概述
氧化应激(ox idati v e stress ,OS)是指机体活性氧产生过多或/和机体抗氧化能力降低,前氧化系统和抗氧化系统平衡紊乱,从而导致潜在性损伤的病理过程。生成活性氧(reactive oxygen species ,ROS)的前氧化系统主要有线粒体、细胞色素p450、中性粒细胞和巨噬细胞等。正常情况下,由线粒体生成的活性氧在细胞活性氧的生成中是主要的,其生成主要来自线粒体呼吸链和单胺氧化酶。吞噬细胞前氧化系统指的是NAD (P)H 氧化酶、髓过氧化物酶(M PO )-H 2O 2-卤化系统和共轭酸过氧亚硝酸(ONOOH )生成。在病理条件下或衰老时ROS 的增加超过细胞初级抗氧化防
御能力时,引起脂质、蛋白质和DNA 的氧化损伤[2]
。活性氧的清除机制包括1级抗氧化防御系统和2级抗氧化防御系统
[3]
。前者清除ROS,后者修复损伤的生
物大分子。机体活性氧的产生和清除机制如图1所
示。
图1 细胞的前氧化系统和抗氧化系统[3]
2 氧化应激和动脉粥样硬化
动脉粥样硬化(atherosc lerosis ,AS)是以血管内皮细胞完整性破坏,平滑肌细胞和成纤维细胞增生为主的疾病。其主要特点是在大、中动脉内膜下脂质粥样斑块形成,具体机制目前不清楚。近年研究表明,高脂
血症、高血压、吸烟和糖尿病等高危因素均可增加机体细胞的脂质过氧化损伤,促进AS 形成和发展
[4 7]
。
上述高危因素导致AS 发生和发展与血管内因素(血浆脂蛋白、血小板及血液流变性)和血管壁因素
(内皮、平滑肌及单核巨噬细胞)的异常密不可分[2]。
(1)血管内因素:低密度脂蛋白是引起内皮和平滑肌损伤的主要因素,内皮损伤被认为是引起AS的始动环节。ROS可抑制前列环素(PG I2)合成酶活性,同时促进血栓烷A2(TXA2)的合成,使PG I2/TXA2比值下降,导致血小板聚集,血栓形成。ROS还通过使过氧化脂质增加,导致红细胞和血浆蛋白交联而使血黏度升高;(2)血管壁因素:ROS使内皮细胞损伤,内膜屏障作用减弱,血脂浸润,同时激活内皮细胞,释放内皮素,表达黏附分子。单核细胞被ROS激活后,可通过核因子 的激活诱导诸如肿瘤坏死因子、白介素等多种细胞因子的表达。细胞因子诱导巨噬细胞和内皮细胞进入内皮层,氧化低密度脂蛋白(ox i d ized lo w density li p opro tein,ox LDL)被巨噬细胞膜上的清道夫受体识别,进行不受负反馈调节的摄取。脂质过度积聚,平滑肌细胞在ROS的间接作用下迁移、增生,形成泡沫细胞,最终导致AS形成。
近来,大量临床与动物实验均提示NAD(P)H氧化酶产生的ROS在AS的发病机制中起到关键作用。此NAD(P)氧化酶称为 血管NAD(P)H氧化酶 (与巨噬细胞的NAD(P)H氧化酶的亚单位有部分不同),是指血管平滑肌细胞、内皮细胞及外膜成纤维细胞中的NAD(P)H氧化酶[8]。最近,Azu m i等[9]报道在冠状动脉粥样硬化患者,ROS产物和ox LDL在空间上与NAD(P)H氧化酶的亚单位p22phox相关。这表明, ROS催化ox LDL的形成,导致巨噬细胞对ox LDL的吞噬形成活化的泡沫细胞[10]。另外,研究证实,与稳定型心绞痛相比,ROS产物在不稳定型心绞痛中表达很高,这表明ROS可能也参与调节斑块的稳定性。ROS诱导基质降解酶(如:基质金属蛋白酶MM P 2和MM P 9)的表达启动了斑块的不稳定性[11]。
3 氧化应激和心肌缺血再灌注损伤
现在认为,能量代谢障碍是缺血再灌注损伤的始发环节。活性氧生成增多和细胞内钙超载互为因果而形成的恶性循环是缺血再灌注损伤的主要机制[12]。近10年来,ROS对心肌缺血再灌注损伤的作用被广泛研究。已表明,ROS的爆发在再灌注后立即发生。
在心肌缺血再灌注损伤过程中,缺血为ROS的形成创造基础物质;随后,再灌注像是注入催化剂使ROS大量形成,导致组织损伤。ROS增多的机制主要有黄嘌呤氧化酶形成多,中性粒细胞呼吸爆发,线粒体单电子还原增多,儿茶酚胺自氧化增强,细胞内钙超载等[13]。黄嘌呤氧化酶系统是缺血再灌注损伤时ROS 的主要来源。正常时,黄嘌呤氧化酶(xanthine ox i dase,XO)的前体黄嘌呤脱氢酶(xan t h i n e dehydroge
nase,XD)占90%,二者存在于内皮细胞。缺血时,三磷酸腺苷(ATP)减少,钙泵功能障碍C a2+增加,激活Ca2+依赖性蛋白酶,后者使大量XD转化为XO;另外, ATP消耗的分解产物次黄嘌呤和黄嘌呤大量堆积。此时,生成活性氧的催化剂XO以及底物次黄嘌呤和黄嘌呤均已准备就绪,一旦恢复血供和氧供,大量分子氧接受在XO作用下次黄嘌转变为尿酸过程中所释放的电子形成O 2。
一般认为,XO源性氧自由基的生成是原发性的,而中性粒细胞源性是继发性的。缺血再灌注使补体和内皮细胞激活,产生趋化因子,吸引并激活中性粒细胞,发生呼吸爆发。另外,Ca2+超载可激活多种酶,对心肌产生严重损害,如:激活XO途径,磷脂酶A2等[14]。
4 氧化应激和高血压病
人群研究显示,在无高血压家族史血压正常者、有高血压家族史血压正常者、以及有高血压家族史的高血压患者3组研究对象中,血浆过氧化氢依次升高且差异有显著性。数据表明过氧化氢的生成具有遗传性状,比血压的改变要早,并可能预测靶器官的损害[15]。大量动物模型实验支持活性氧在各种类型高血压有重要作用。血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)灌注高血压模型,慢性阻断内皮型一氧化氮合酶(e NOS)高血压模型和SHR90 92高血压模型均显示血管ROS增加;给予抗氧化剂,或遗传缺失NAD(P)H氧化酶使这些大鼠的血压部分正常化。
AngⅡ通过对肾素 血管紧张素系统调节血压,刺激血管壁血管紧张素Ⅱ1型受体(AT1)使血管NAD (P)H氧化酶激活[16]。AngⅡ通过AT1间接影响NAD (P)H氧化酶的活性,也可通过诱导GTPase rac1快速易位到细胞膜[17]或使p47phox磷酸化且移位到细胞膜[18]来直接调节NAD(P)H氧化酶的活性。NAD(P) H氧化酶产生ROS,灭活一氧化氮(NO),并且,ROS 与NO迅速反应生成活性更强的过氧化物 亚硝基过氧化物(ONOO-),加重血管收缩和损伤,最终导致内皮依赖性舒血管作用消失[19]。W ang等[20]证明人类SOD在鼠体中过表达未改变对A ngⅡ的肥厚应答,这表明是H2O2而非O 2调节活体内血管平滑肌细胞的生长,这一结果也在体外实验中得到证实。已证明, H2O2通过与转录因子c2fos、c2j u n结合可剌激血管平滑肌细胞生长。激素与生长因子剌激细胞增殖与肥大也需要H2O2。从以上看出,O 2灭活NO,H2O2使血管重构,ROS通过多种不同机制影响高血压的发生和发展[21]。
5 氧化应激和心力衰竭
在动物模型中,抗氧化剂可阻止导致心力衰竭(心衰)的一些病理进程,如:心脏肥大,心肌细胞凋亡,缺血再灌注损伤及心肌顿抑等[22]。有报道,结扎主动脉致肥厚型心肌病并最终导致心衰的动物实验发现,代偿心肌肥厚阶段,其SOD、GS H PX水平升高,脂质过氧化物(LPO)降低,动物血流平稳,且这一内源性抗氧化系统活性的增强能有效对抗施加的外源性ROS及再灌注对心肌的损害。在心衰失代偿阶段,则出现SOD、GS H PX明显降低,LPO升高,血流动力学恶化[23,24]。在代偿性肥大的豚鼠模型中,NAD(P)H 氧化酶依赖性ROS的产生明显逐渐升高到一个峰值,此峰值处于心衰的失代偿水平[25]。
心肌肥大是一种心肌工作负荷增加的适应性反应,是许多心脏疾病最终发展成心功能衰竭的过渡阶段。已证明ROS在心肌肥大的发生中起信号分子的作用。ROS能直接或间接激活各种下游信号通路,使其对细胞外因子产生应答,进而诱导心肌肥大。这些信号通路有PKC;MAPKs p38,J NK,ASK 1和ERK1/2; NF ;某些酪氨酸激酶(如:src和FAK)以及依赖钙调蛋白的磷酸酯酶等[26]。AngⅡ通过G蛋白途径诱导心脏肥厚,此途径包括ROS的产生和由ROS激活的一些下游信号如MAPK s[27]。过氧化氢酶的过表达明显降低AngⅡ诱导的肥大,并且转染反义p22phox 阻止AngⅡ诱导的H2O2的产生。这表明,AngⅡ通过NAD(P)H氧化酶诱导的氧化应激导致肥大的发生[28]。
心衰时,自由基产生的原因可能有以下几种。心肌缺血缺氧,ATP减少,细胞内C a2+超载,线粒体功能受损,单电子还原生成氧自由基增多;神经内分泌激活,儿茶酚胺代谢增加,自氧化产生ROS;ATP降解产物增多,Ca2+依赖性蛋白水解酶激活,最终产生大量O 2激活黄嘌呤氧化酶途径,ROS的大量产生对心肌产生严重损伤效应。ROS直接损伤心肌细胞及其超微结构,膜完整性破坏,酶(c AMP和SR Ca2+ ATP pase等)活性下降,心肌舒缩功能障碍;胶原酶原激活,降解胶原蛋白,破坏心脏胶原网络;环加氧酶激活,释放TXA2、LT s等,增强血小板聚集和冠脉收缩,恶化心肌缺血缺氧。另外,除上述直接损伤效应外,ROS 诱导心肌细胞凋亡,使心肌细胞数量减少,这是晚期心衰心功能进行性下降的主要机制之一[2]。心衰大量儿茶酚胺分泌,其自氧化过程中产生大量氧自由基并诱导心肌细胞凋亡。另外,氧化应激是否诱导心肌细胞凋亡依赖于ROS的浓度水平[29]。
6 结论和展望
综上所述,ROS在病理生理和信号传导方面的作用突出,氧化应激与心血管疾病的关系十分密切。但在这一领域有很多方面有待努力。首先,现已有脉冲射解、顺磁共振和自旋搜集等研究活性氧的方法技术[21],但这些技术所需要仪器价格昂贵。并且活性氧半衰期很短,体内产生量少,因此需要寻找简便、易行、可靠的活性氧检测方法。另外,已有大量数据说明氧化应激在心血管疾病的发病机理中有重要作用,但临床实验抗氧化剂的治疗结果并不令人满意。目前,一类新型的抗氧化剂,通过特异靶向定位于异常的氧化酶同系物发挥作用,如通过靶向特异性抑制NAD(P) H氧化酶来减弱心血管氧化应激已经证明有效[30]。
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收稿日期:2006 06 01 修回日期:2006 10 16
(本文编辑:李小清)
血清淀粉样蛋白A的研究进展
朱 华1 王 娟2 林 燕1 张 芃1 综述 刘家民1 审校
(1.山东省职业卫生与职业病防治研究院, 山东 济南 250002; 2.山东省医学科学院抗衰老研究中心, 山东 济南 250062)
Advances i n R esearch into Seru m Amy l oi d A
Z HU H ua1, WANG Juan2, LI N Yan1, Z HANG Peng1, LI U Jia m i n1
(1.Shandong A cade my of O ccup ationalH ealt h and O ccupationalM edicine, J i nan 250002, Ch i na; 2.A nti Senility Research C enter of Shandong,Shandong A cade my of M e d ical Sciences, J inan 250062, China)
文章编号:1004 3934(2007)01 0113 03 中图分类号:R541.4 文献标识码:A
摘要: 血清淀粉样蛋白A(SAA)是一个非常敏感的急性相反应物。不管是在健康人还是在患有冠状动脉疾病的人群中, SAA、C反应蛋白等炎症反应物均能预测心血管事件发生的危险几率。
关键词: 淀粉样蛋白A;冠心病
Abstrac t: Seru m a m y l o i d A(SAA)is a sens i tive reac tant i n the acute phase.S AA,C reacti ve pro tein and othe r i nfla mm a t o ry react ants m ay prognostica te the risk rate o f card i ovascular events i n hea lthy peop l e and even ts i n pati ents w it h coronary hea rt disease.
K ey word s: seru m amy lo i d A;coronary arte ry disease
冠状动脉疾病是由多种致病因素所导致的疾病,这些因素包括动脉硬化、血栓形成以及炎症参与等。近几年,冠心病发病中炎症因素的作用备受关注,尤其是作为关系到冠心病发展和预后的潜在蛋白标志物急性相因子血清淀粉样蛋白A(SAA)、C反应蛋白(CRP)等。有关这些炎症因子在健康人、急性冠脉综合征病人、稳定性冠心病病人等的作用已有不少报道,备受关注。现就SAA的生化性质、生理功能及其在临床上的作用做一综述。
血清淀粉样蛋白A(SAA)是一个高度异质性蛋白,代表一个相对分子量为12000的家族。SAA基因位于第11号染色体,已经获得人类SAA完整的氨基酸序列,其mRNAs和蛋白在脊椎动物中的表达均高度保守,表明它有重要的生物学机能。SAA主要由肝细胞产生,但肝外细胞有S AA的体质性表达。SAA家族包含有不同表达形式的载脂蛋白、急性相蛋白A(A SAA s)和结构型SAA(C SAAs)。A S AA s是主要的急性反应蛋白,在炎症反应中其浓度可以增加1000倍之多。相比之下,C SAAs仅在人和鼠类中被发现,很少被诱导增多。A SAA s由104个氨基酸构成,其前端76个氨基酸被酶切后为淀粉样蛋白A。在炎症反应时,巨噬细胞释放的白细胞介素(I L) 1和肿瘤坏死因子(TNF)使I L 6分泌增加,后者刺激肝细胞产生急性时相蛋白,且受糖皮质激素调控。尽管肝脏是A SAA 和C SAA的主要合成器官,哺乳动物也有肝外器官产生这种蛋白,且可以在正常组织、动脉粥样硬化、阿尔茨海默氏病、炎症反应和肿瘤组织中表达。
尽管A SAA在炎症反应中的作用尚不清楚,但
炎症和氧化应激
炎症和氧化应激 炎症可以引起氧化应激，氧化应激也可以引起炎症。首先我们要清楚一些概念。如：炎症、炎症细胞。 炎症细胞指炎症反应时参与炎症反应、浸润炎症组织局部的细胞。如巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞以及参与炎症反应的血小板和内皮细胞等。 一、炎症定义：炎症是机体对各种物理、化学、生物等有害刺激所产生的一种以防御为主的病理反应，是一种具有血管系统的活体组织对损伤因子的防御性反应。血管反应是炎症过程的中心环节。在炎症过程中，一方面损伤因子直接或间接造成组织和细胞的破坏，另一方面通过炎症充血和渗出反应，以稀释、杀伤和包围损伤因子。同时通过实质和间质细胞的再生使受损的组织得以修复和愈合。因此可以说炎症是损伤和抗损伤的统一过程。炎症以局部血管为中心，典型特征是红、肿、热、痛和功能障碍，炎症可参与清除异物和修补组织等。（一）根据持续时间不同分为急性和慢性。急性炎症以发红、肿胀、疼痛等为主要征候，即以血管系统的反应为主所构成的炎症。局部血管扩张，血液缓慢，血浆及中性白细胞等血液成分渗出到组织内，渗出主要是以静脉为中心，但象蛋白质等高分子物质的渗出仅仅用血管内外的压差和胶体渗透压的压差是不能予以说明的，这里能够增强血管透性的种种物质的作用受到重视。这种物质主要有：（1）组织胺、5-羟色胺等胺类物质可导致炎症刺激后所出现的即时反应。（2）以舒缓激肽（bradykinin）、赖氨酰舒缓激肽（kallidin）、甲硫氨酰-赖氨酰-舒缓激肽（methio－nyl－lysyl－bradykinin）为代表的多肽类。其共同的特征是可使血管透性亢进、平滑肌收缩、血管扩张，促进白细胞游走。（3）血纤维溶解酶（plasmin）、激肽释放酶（kallikrein）、球蛋白透性因子（globulin－PF）等蛋白酶（protease），其本身并不能成为血管透性的作用物质。但可使激肽原（kininoge）变为激肽（kinin）而发挥作用。然而上述这些物质作用于血管的那个部位以及作用机制多属不明。在组织学上可以看到发生急性炎症时出现的血管渗出反应和修复过程混杂在一起的反应。并可见有巨噬细胞、淋巴细胞、浆细胞的浸润和成纤维细胞的增生。 （二）从炎症的主要的组织变化可分类如下：（1）变质性炎症。（2）渗出性炎症（浆液性炎、纤维素性炎、化脓性炎、出血性炎、坏死性炎、卡他性炎）。（3）增生性炎症。（4）特异性炎症。 二、炎症的成因：（一）感染性：细菌毒素病毒等病原微生物感染，如呼吸道、消化道感染，创面感染等。严重的如胸腔内、腹腔内感染、胆道感染等。 （1）被病原体入侵所激活的中性粒细胞在吞噬活动时耗氧量增加，其摄入O2的70-90%在NADPH氧化酶和NADH氧化酶的催化下接受电子形成氧自由基，用于杀灭病原微生物。氧化应激引起高凝状态组织缺血激活补体系统，或产生多种具有趋化活性的物质，如C3片段、白三烯等，吸引、激活中性粒细胞。再灌注期组织重新获得O2供应，氧自由基爆发。 （2）病原体入侵机体后，机体处于应激状态，如《伤寒论》：“太阳之为病，脉浮、头项强痛而恶寒”脉浮，是由交感兴奋引起，儿茶酚胺增加释放，由于儿茶酚胺的自氧化，可以产生大量的氧自由基，氧化应激造成高凝状态使组织缺血，激活补体系统，或产生多种具有趋化活性的物质，如C3片段、白三烯等，吸引、激活中性粒细胞。再灌注期组织重新获
氧化应激与心肌
氧化应激与心肌 1957年美国克里夫兰临床中心，首先将大隐静脉搭桥术应用于冠心病病人，此后冠状动脉粥样硬化性心脏病血运重建治疗快速发展。冠状动脉溶栓术、经皮冠状动脉成形术、冠状动脉支架植入术、冠状动脉旁路手术已成为挽救缺血心肌的重要治疗方式。但血流恢复本身也会引起显著的损伤，部分患者在血供恢复后，出现细胞超微结构变化、细胞代谢障碍、细胞内外环境改变，导致缺血再灌注损伤（ischemia/reperfusion-associated tissue injury，IRI），临床表现为心律失常、心力衰竭等。IRI也出现在心脏手术、心脏移植、心肺复苏等临床情况后。目前研究表明细胞IRI的机制主要包括：氧自由基含量增多、细胞内钙超载、线粒体膜去极化等。氧化还原失衡是IRI发生的重要起始因素，但其机制和细胞中存在的保护机制尚不完全明确，本文重点对氧化应激与心肌IRI的研究进展做一综述。 1.氧化应激和ROS 氧化应激（oxidative stress，OS）主要是由于内源性和(或)外源性刺激引起机体代谢异常而骤然产生大量活性氧簇（ROS）。ROS是指在外层电子轨道含有一个或多个不配对电子的原子、原子团或分子，包括超氧阴离子（O2- ·）、过氧化氢（H2O2）、过氧亚硝酸盐（ONOO-）和羟基自由基（·OH）。ROS作为第二信使介导了许多生理性与病理性细胞事件，包括细胞分化、过度生长、增殖及凋亡。超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶作为体内清除自由基的重要物质，在维持体内氧化还原平衡方面发挥重要的作用。但在IRI过程中，参与合成ROS的酶体系增多，且活性更强，如NADPH氧化酶、线粒体黄素酶、黄嘌呤氧化酶、未偶联的一氧化氮合酶、细胞色素P450、脂氧合酶、环氧合酶和过氧化物酶体，ROS的生成量明显高于细胞内的清除能力，导致氧化还原失衡。ROS虽然半衰期很短，但具有极强的氧化活性，与细胞内脂质、蛋白质、核酸等生物大分子发生过氧化反应，造成细胞结构损伤和代谢障碍。 2.ROS的主要来源 NADPH氧化酶是细胞内ROS的最主要来源，是由催化亚基gp91phox或其同系物，即非吞噬细胞氧化酶1~4(NOX1~4) 、双功能氧化酶1~2(Duox1~2) ，跨膜亚基p22phox，胞浆亚基p47phox、p67phox等蛋白分子共同组成的多亚基蛋白复合体。NOX家族蛋白亚型与跨膜亚基、胞浆亚基结合并组装成有活性的复合体后发挥其生物学功能。活化的NADPH氧化酶复合物与NADPH结合并释放2个电子，通过黄素腺嘌呤二核苷(FAD)传递给亚铁血红素，与细胞膜的外侧的2个氧分子结合生成O2-，最后生成H2O2、过氧化硝酸盐(ONOO-) 、羟基团(-OH) 及其它基团[1,2]。NOX源性的ROS在维持机体稳态中是把双刃剑，NOX源性ROS 一方面在氧化还原信号通路中起到了第二信使作用，参与多种细胞生理功能；另一方面，在高血压、动脉粥样硬化以及心肌IRI的病程中发挥了重要作用，因此单一抑制NOX活性对治疗心肌IRI并不是最好的选择。Vincent等[3]研究发现在30分钟缺血-24小时再灌注小鼠模型中，NOX4基因敲除组与NOX1和NOX2敲除组相比，表现出更大面积的心肌梗死，提示内源性NOX4 在H/R损伤中可能发挥着心肌细胞保护作用。 黄嘌呤氧化酶（XO）是IRI中ROS产生的另一重要来源，与合成抗氧化剂尿酸的黄嘌呤还原酶（XDH）作用相反。XDH/XO活力受细胞因子、细胞内化学物质及激素的调节。细胞缺血时XO活力升高，并且A TP分解产物次黄嘌呤积聚，再灌注时O2大量介入，次黄嘌呤和氧在XO作用下反应生成O2- ·和H2O2。有研究指出，XO不仅通过合成ROS参与心肌缺血再灌注损伤，XO本身可以与白细胞产生相互作用，造成微循环阻塞，导致再灌注的无复流现象。此外，XO可以直接损伤血管内皮细胞（EC）或通过ROS间接损害EC，影响心肌血流再灌注[4]。 3.ROS与细胞损伤
细胞氧化应激基本概念讲解
1、细胞氧化 细胞生命活动过程中所需的能量约有95%是来自于线粒体，其来源是将细胞内的供能物质氧化、分解、释放能量，并排出CO2和H2O，这一过程称之为细胞氧化（cellular oxidation)，又称细胞呼吸（cellular respiration)。其基本步骤有：糖酵乙酰辅酶A（CoA)的形成、进行三羧酸循环及电子传递和化学渗透偶联磷酸化作用。酶能使细胞的氧化过程在此比较低的温度下进行，并释放出仅仅使细胞能够扑获和储存的能量。这个受生物学控制的氧化结果起初就和简单的燃烧现象一样：复杂的分子被降解为水，二氧化碳，并释放能量。这个过程中一些经过交换的电子永久地逃离细胞的呼吸或从呼吸中心遗漏掉并同周围的氧分子相互作用，产生有毒性氧分子—自由基。在细胞呼吸的过程中，估计有2-5%的电子转化为过氧化物分子和其他类型的氧化自由基，自由基的持续增加就对机体组织造成大量的氧化压力。自由基被认为与大约60种(而且至少是60种)疾病的发生有关，科学有证据证实，抗氧化剂能停止甚至逆转(在某些疾病中)由于自由基所导致的损伤。自由基与机体细胞发生作用后，给机体留下了毁灭性的灾难。在细胞膜上留下了许多微笑的孔洞，使细胞的分子结构发生改变，破坏了细胞的蛋白和脂类分子。一旦我们机体细胞内有足够的抗氧化剂储备，我们就能将自由基对机体的损伤程度降到最低。 2、OS 氧化应激（Oxidative Stress，OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。指机体在内外环境有害刺激的条件下，体内产生活性氧自由基（Reactive Oxygen Species，ROS）和活性氮自由基（Reactive Ntrogen Species，RNS）所引起的细胞和组织的生理和病理反应。ROS有超氧阴离子（.O2-）、羟自由基（.OH-）和过氧化氢（H2O2）等等；RNS有一氧化氮（NO）、二氧化碳（CO2）和过氧亚硝酸盐（.ONOO-）等等。由于它们可以直接或间接氧化或损伤DNA、蛋白质和脂质，可诱发基因的突变、蛋白质变性和脂质过氧化，被认为是人体衰老和各种重要疾病如肿瘤、心脑血管疾病、神经退行性疾病（老年痴呆）、糖尿病-最重要的危氧化应激和抗氧化不单纯是一种生化反应，它更有着极其复杂的细胞和分子机制，包括膜氧化、线粒体代谢、内质网应激、核的重构、DNA损伤修复、基因转录表达、泛素和泛素化、自吞和溶酶体、细胞外基质、信号传递、蛋白折叠等多重的细胞和分子改变。 3、ROS 需氧细胞在代谢过程中产生一系列活性氧簇( reactive oxygen species, ROS)，包括：O2 -·、H2O2 及HO2·、·OH 等。 4、细胞凋亡 细胞凋亡（apoptosis ）是维持正常组织形态和一定功能的主动自杀过程，是在基因控制下按照一定程序进行的细胞死亡，故又称为程序性细胞死亡（ PCD ） 5、SOD 超氧化物歧化酶Orgotein (Superoxide Dismutase, SOD)，别名肝蛋白、奥谷蛋白，简称：SOD。SOD 是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充SOD 具有抗衰老的特殊效果。是生物体内重要的抗氧化酶，广泛分布于各种生物体内，如动物，植物，微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由基的首要物质。SOD在生物体内的水平高低意味着衰老与死亡的直观指标；现已证实，由氧自由基引发的疾病多达60多种。它可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害，并及时修复受损细胞，复原因自由基造成的对细胞伤害。
寒冷应激与心血管疾病
寒冷应激与心血管疾病 1 寒冷与心血管流行病学 据WHO 2011年统计，全世界每年约有1710万人死于心血管疾病，占全部死亡人数的29%。研究证实气温与心血管疾病死亡率呈U型关系，寒冷地区气温每降低一摄氏度，心血管疾病死亡率就增加1%。中国北方寒冷地区因其地理位置和特殊的寒地气候，是心血管系统疾病高发区。 2 寒冷应激与适应性产热 适应性产热（Adaptive thermogenesis），为机体处在低温寒冷环境时进行的产热反应，以达到平衡体温及能量的作用。游离脂肪酸及葡萄糖被氧化形成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）及黄素腺嘌呤二核苷酸（FADH2），并将电子传递给电子传递链。辅酶Q将电子从复合物I及II传递给复合物IV，最终传递给氧分子。同时，泵出到线粒体外的质子使得线粒体膜电位升高。生理情况下，质子通过F0/F1-ATP酶重新进入到线粒体中，促进ADP和Pi合成ATP。在寒冷应激时，质子经解偶联蛋白（uncoupling protein, UCP）途径进入到线粒体中，并产生大量热量保持机体体温恒定。机体长期处在寒冷应激，细胞产生大量活性氧（ROS）引起氧化应激，同时，持续的寒冷应激导致ATP合成不足（图1）。 3 寒冷应激与高血压 高血压是冠心病、外周血管疾病、脑卒中及心衰等心血管疾病的明确的危险因素。高血压的发病除与遗传因素密切相关外, 环境因素也起着十分重要的作用。一些环境因素如寒冷、饮食等对血压有显著的影响。流行病学资料表明：冬季是心脑血管事件的好发季节，冬季平均收缩压比夏季高5 mmHg；高血压的患病率冬季为33.4%，夏季降至23.8%；且冬季降压药敏感性较夏季低；我国北方地区地处寒地，其高血压的患病率约为40%，几近我国高血压的患病率的2倍。 对寒地的高血压人群及寒冷应激高血压大鼠的研究发现有以eNOS表达减少为主要表现的内皮功能障碍。血管内皮细胞处于易损的功能性界面，是“内皮-高血压-心血管事件链”的始动因子和载体。寒地冬季时间长达3-4月，研究显示持续的寒冷应激可诱导交感神经活性增高，激活RAS系统。 4 寒冷应激与动脉粥样硬化斑块破裂 根据《中国卫生统计年鉴2008》提供的数据，2007年中国城市居民冠心病
波动性高血糖和恒定性高血糖的代谢记忆效应对主动脉内皮细胞氧化
波动性高血糖和恒定性高血糖的代谢记忆效应对主动脉内皮细胞氧化应激的影响 发表时间：2018-08-24T14:26:05.347Z 来源：《中国误诊学杂志》2018年7月19期作者：孙妍蕾孙家忠曹晨肖婷杨梅邓向群（通讯作者[导读] 研究在不同的血糖波动条件下，高血糖的代谢记忆效应对主动脉内皮细胞氧化应激的影响 孙妍蕾孙家忠曹晨肖婷杨梅邓向群（通讯作者）武汉市第三医院湖北武汉 430000 摘要：目的研究在不同的血糖波动条件下，高血糖的代谢记忆效应对主动脉内皮细胞氧化应激的影响，用抗氧化剂a-硫辛酸研究主动脉内皮细胞损伤机制。方法体外培养主动脉内皮细胞株，分组：实验分为以下2类，对照组：①正常对照组：5mmol／L葡萄糖组；②高糖组：20mmol／L葡萄糖组；③低水平波动组：5mmol／L葡萄糖和20mmol／L葡萄糖；④高水平波动组：5mmol／L葡萄糖组和30mmol／L葡萄糖组。药物组：在对照组的基础上加入药物a-硫辛酸（ALA），24小时后进行指标检测；波动组培养基中葡萄糖浓度按高低循环的方式给予，即：20 mmol/L葡萄糖培养2 h，更换5 mmol/L葡萄糖培养3 h，进行3个循环，夜间9 h，加5 mmol/L培养基，共作用24 h，培养14天后进行指标检测。结果 1：与正常组比较，高糖组和波动组细胞内氧化应激水平均有显著升高；2：与高糖组比较，低水平波动组和高水平波动组细胞内氧化应激水平有显著升高；3：与低水平波动组比较，高水平波动组细胞内氧化应激水平有显著升高；4：与对照组比较，药物组细胞内氧化应激水平有显著下降。结论波动性高血糖较恒定性高血糖对主动脉内皮细胞具有更强的损伤效应，其机制可能是波动性高血糖比恒定性高血糖能引起更为强烈和持久的“代谢记忆效应”，抗氧化剂a-硫辛酸可以对抗主动脉内皮细胞的氧化应激损伤。关键词：波动性高血糖；恒定性高血糖；代谢记忆效应；主动脉内皮细胞；氧化应激引言 近年来，有研究提出在糖化血红蛋白相同时，血糖波动越大，慢性并发症的发生率越高，波动性高血糖相对于恒定性高血糖更能促进糖尿病患者慢性血管并发症的发生与发展[1]。血糖波动已成为一个独立于HbA1c的糖尿病慢性并发症的重要危险因素，波动性高血糖比恒定性高血糖更易促进糖尿病患者慢性血管并发症的发生与发展，其可能作为糖尿病控制的“金标准”。波动性高血糖已成为糖尿病血管并发症防治领域的一个研究热点。“代谢记忆”即机体根据最初的血糖水平形成持续性地、级联性的血管内皮细胞炎性因子表达，从而导致细胞增殖、凋亡及功能紊乱，尽管严格控制血糖，数年内大血管和微血管病变仍持续发展[2-4]。近年来大量研究已证实血糖水平与糖尿病并发症的发病率及严重程度之间存在明显不一致，这是因为高糖具有代谢记忆效应。氧化应激是形成高糖代谢记忆的基础，同时也是高糖代谢记忆参与糖尿病并发症的主要途径[5]。但波动性高糖的代谢记忆效应导致并发症形成的具体机制以及治疗措施至今尚未完全阐明，一直是国内外研究的热点。 一、材料和方法 1.主动脉内皮的细胞的培养与传代 主动脉内皮细胞参照商品说明培养，培养14天。每组12小时更换新鲜培养基。每24小时对相关指标进行检测，最后实验结束后对相关指标进行检测，动态观察指标变化。 2.实验的分组与处理： 对照组： （1）正常糖对照组：持续葡萄糖浓度为5mmol/L； （2）恒定性高糖组：持续葡萄糖浓度为20mmol/L； （3）低水平高糖波动组：培养基中葡萄糖浓度按高低循环的方式给予，即：20 mmol/L葡萄糖培养2 h，更换5 mmol/L葡萄糖培养3 h，进行3个循环，夜间9 h加5 mmol/L培养基，共作用24 h； （4）高水平高糖波动组：培养基中葡萄糖浓度按高低循环的方式给予，即：30 mmol/L葡萄糖培养2 h，更换5 mmol/L葡萄糖培养3 h，进行3个循环，夜间9 h加5 mmol/L培养基，共作用24 h；药物组： （1）恒定性高糖＋α-硫辛酸（α-LA）组：如第2组处理方法，负载终浓度为62.5μmol/L的α-LA； （2）低水平高糖波动＋α-硫辛酸（α-LA）组：如第3组处理方法，负载终浓度为62.5μmol/L的α-LA； （3）高水平高糖波动＋α-硫辛酸（α-LA）组：如第4组处理方法，负载终浓度为62.5μmol/L的α-LA； 3.指标检测 1）活性氧（ROS）：用活性氧检测试剂盒进行检测，采用DCFH-DA探针，在激发波长为502nm，发射波长为530nm附近，使用流式细胞仪测定DCF荧光，从而测定细胞内活性氧水平。 2）丙二醛（MDA）：用MDA试剂盒进行检测，用TBA法在532nm处用分光光度计检测吸光度值，经标准曲线换算成其浓度，血清MDA含量 =（测定管吸光度-测定空白管吸光度）/（标准管吸光度-标准空白管吸光度）*10。 4.统计学处理 采用SPSS 13.0软件进行统计分析，计量数据用（x±s）进行正态性检验和方差齐性检验，若资料为正态分布及方差齐性，组间比较用t检验或方差分析，正态分布或用Mann-Whitney U检验。P<0.01为差异有统计学意义。 二、结果 1.波动性高血糖、恒定性高血糖和抗氧化剂a-硫辛酸对主动脉内皮细胞中MDA含量的影响与对照组相比，高水平波动组、低水平波动组、恒定性高血糖组细胞上清MDA含量明显升高（t值分别为40.58、33.15、11.69，均P<0.01），高水平波动组、低水平波动组高于恒定性高血糖组（t=17.01、13.70、，均P<0.01），高水平波动组高于低水平波动组（t=9.85，均P<0.01）。采用抗氧化剂a-硫辛酸干预后，高水平波动组、低水平波动组、恒定性高血糖组细胞上清MDA含量明显下降（t值分别为15.58、11.60，10.27均P<0.01）（图1）。
氧化应激
氧化应激 本综述由解螺旋学员穿山甲说了什么负责整理（2017年12月） 氧化应激（oxidative stress, OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化而导致的组织损伤。1, 2一旦发生氧化应激，许多细胞生物分子，如DNA、脂质和蛋白质就会容易受到自由基引起的氧化损伤，从而导致细胞和最终的组织器官功能障碍。氧化应激与多种疾病有关。 1.心血管疾病 过多的氧化应激反应物的堆积对血管系统有害1，它们会损伤内皮和平滑肌细胞膜，减少NO水平，氧化四氢生物蝶呤（BH4）作为一氧化氮合酶（NOS）的辅助因子，促进不对称二甲基精氨酸（ADMA）的合成，产生NOS抑制物，抑制鸟苷环化酶。其中的一个机制是低密度脂蛋白（LDL）中的多不饱和脂肪酸氧化成氧化低密度脂蛋白（oxLDL），这也是动脉粥样硬化的一个中间产物。3-5ROS依赖的信号通路引起转录和表观遗传失调，导致慢性低度炎症、血小板活化和内皮功能障碍。4, 6心血管疾病与心肌细胞活性氧族（ROS）的过多有关。7, 8 2.神经退行性疾病9-11 图1. 氧化应激与各种神经退行性疾病的关系 3.系统性红斑狼疮（SLE） SLE的特点是产生有害的自身抗原，炎症因子的过度作用，以及破坏性的组织和器官损
伤。所有这些紊乱都会因活性氧的异常消耗和过量生成而增强或减弱。12氧化应激在SLE中增加，导致免疫系统失调、细胞死亡信号的异常激活和处理、自身抗体的产生和致死性并发症。自身抗原的氧化修饰引起自身免疫，血清蛋白的氧化修饰程度与SLE的疾病活动和器官损害密切相关。13 4.慢性阻塞性肺疾病（COPD） 有证据表明COPD患者存在氧化和羰基应激，特别是在急性加重期。14COPD患者的肺泡巨噬细胞更活跃，释放更多的活性氧，表现为超氧自由基和过氧化氢。15COPD患者激活的外周血中性粒细胞释放的活性氧增加，特别是在病情恶化期间。14COPD常加重期患者体内内源性抗氧化物谷胱甘肽的浓度低于稳定期患者。16 5.高血压病 ROS影响高血压发展的过程包括氧化还原敏感信号通路的激活，尤其是在血管系统中，血管扩张剂NO减少，ROS生成增加。17, 18 OS与多种疾病有关，但研究最多的还是心血管疾病。针对OS与各疾病的关系，已经出现了抗OS的治疗方案。 参考文献 1. Annuk M, Zilmer M, Fellstrom B. Endothelium-dependent vasodilation and oxidative stress in chronic renal failure: impact on cardiovascular disease. Kidney Int Suppl 2003; (84): S50-3. 2. Al Shahrani M, Heales S, Hargreaves I, Orford M. Oxidative Stress: Mechanistic Insights into Inherited Mitochondrial Disorders and Parkinson's Disease. J Clin Med 2017; 6(11). 3. Heinecke JW. Oxidants and antioxidants in the pathogenesis of atherosclerosis: implications for the oxidized low density lipoprotein hypothesis. Atherosclerosis 1998; 141(1): 1-15. 4. Santilli F, D'Ardes D, Davi G. Oxidative stress in chronic vascular disease: From prediction to prevention. Vascul Pharmacol 2015; 74: 23-37. 5. He F, Zuo L. Redox Roles of Reactive Oxygen Species in Cardiovascular Diseases. Int J Mol Sci 2015; 16(11): 27770-80. 6. Santilli F, Guagnano M, Vazzana N, La Barba S, Davi G. Oxidative stress drivers
氧化应激反应
氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时,体内高活性分子如活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)和活性氮自由基(reactive nitrogen species,RNS)产生过多,氧化程度超出氧化物的清除,氧化系统和抗氧化系统失衡,从而导致组织损伤。 ROS包括超氧阴离子(.O?-)、羟自由基(.OH)和过氧化氢(H?O?)等;RNS包括一氧化氮(.NO)、二氧化氮(.NO?)和过氧化亚硝酸盐(.ONOO-)等。机体存在两类抗氧化系统,一类是酶抗氧化系统,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等;另一类是非酶抗氧化系统,包括维生素C、维生素E、谷胱甘肽、褪黑素、α-硫辛酸、类胡萝卜素、微量元素铜、锌、硒(Se)等。物的清除,氧化系统和抗氧化系统失衡,从而导致组织损伤。 氧自由基反应和脂质过氧化反应在机体的新陈代谢过程中起着重要的作用，正常情况下两者处于协调与动态平衡状态，维持着体内许多生理生化反应和免疫反应。一旦这种协调与动态平衡产生紊乱与失调，就会引起一系列的新陈代谢失常和免疫功能降低，形成氧自由基连锁反应，损害生物膜及其功能，以致形成细胞透明性病变、纤维化，大面积细胞损伤造成进神经、组织、器官等损伤。这种反应就叫脂质过氧化。 脂质过氧化过程中发生的ROS氧化生物膜的过程，即ROS与生物膜的磷脂、酶和膜受体相关的多不饱和脂肪酸的侧链及核酸等大分子物质起脂质过氧化反应形成脂质过氧化产物(Lipid PerOxide, LPO)如丙二醛(Malonaldehyde, MDA)和4-羟基壬烯酸(4-hydroxynonenal,HNE)，从而使细胞膜的流动性和通透性发生改变,最终导致细胞结构和功能的改变。
内皮细胞在血液循环系统中的影响和作用
研究生课程论文 课程名称动物生理生态学 开课时间 2013学年第一学期 学院化学与生命科学学院 学科专业动物学 学号 姓名 学位类别全日制硕士 任课教师 交稿日期 2013.12 23 成绩 评阅日期 评阅教师 签名
内皮细胞在血液循环系统中的影响和作用摘要：内皮细胞是血液包裹的最里面的，也是直接接触的一层内皮细胞，对血管和机体有保护作用，通过尿酸、染木素、晚期糖基化的三种物质对内皮细胞的凋亡、功能性的研究，对内皮细胞的合成和释放的细胞因子之间的平衡的紊乱，本综述是总结三个实验性文章对于后来糖尿病、心血管通透性增加还有血管舒张及各种炎症，和心血管增生疾病，有一个铺垫性开创。 关键词：内皮细胞，尿酸，染木素，晚期糖基化，凋亡。 The impact and role of endothelial cells in the circulatory system Abstract: endothelial cells is the most inside blood package. a layer of endothelial cells are in direct contact. and has a protective effect on blood vessels and the body. the functionality of the three substances through the uric acid. dye lignin, advanced glycation apoptosis. on endothelial cells. balance disorder between cytokine synthesis and release of endothelial cells of this review is a summary. three experimental articles for later diabetes. cardiovascular increased permeability and vasodilation and various kinds of inflammation. and cardiovascular proliferative diseases, there is a basic starting. Keywords: endothelial cells. uric acid. dye lignin.advanced glycation.apoptosis. 引言 血管内皮覆盖于血管内膜表面，不仅是血管的保护膜，更是机体重要的内分泌、旁分泌器官，其参与调节血管壁通透性、维持血管舒张/收缩平衡、调节凝血功能平衡、减轻血管炎症反应等，对维持心血管系统发挥正常功能起着重要的作用。1993年Ross等人[1]首次提出“内皮功能障碍”假说，即在各种因素作用下，血管内皮细胞合成和释放的细胞因子之间的平衡紊乱，导致血管通透性增加、血管舒张/收缩失衡、炎症反应增加等[2]。此后，血管内皮功能成为心血管领域研究的热点，几乎所有的心血管疾病均与内皮功能障碍有关。正是因为内皮细胞的重要性，在近期的三篇文献中“尿酸对血管内皮细胞氧化应激反应的影响及其对细胞的损伤作用”“染料木素对氧化应激诱导内皮细胞氧化应激损伤的保护作用和机制”“晚期糖基化终产物对心肌微血管内皮细胞及糖尿病心肌缺血再灌注损伤的影响及机制”总结性的对内皮细胞的结构和功能做出一个简要的分析。
急性肺损伤氧化应激作用机制及抗氧化治疗研究进展
急性肺损伤氧化应激作用机制及抗氧化治疗研究进展【摘要】急性肺损伤（acute lung injury，ali）是呼吸系统常见疾病，发病机制尚不明确，大量研究显示氧化损伤在其发病过程中发挥了重要作用。本文对近年来的ali的氧化应激作用机制及抗氧化治疗研究进展作一综述。 【关键词】急性肺损伤（ali）；氧化应激；氧自由基；抗氧化剂progress in research on the mechanism of oxidative stress and antioxidant therapy in disease of acute lung injury xu lin yan1，li wen pu2 （1 nanhua university，hengyang，hunan 421001 p.r.china； 2 department of respiratory disease，hunan provincial people’s hospital，changsha，hunan 410005 p.r.china ） abstract：acute lung injury （ali） is a common diseases in respiratory system， of which the pathogenesis is not clear. a large number of studies show that oxidative damage play an important role in the disease .in this article ， progress in research on the mechanism of oxidative stress and antioxidant therapy in disease of acute lung injury in recent years is to be reviewed. key words： acute lung injury （ali）；oxidative； oxygen free radical（ofr）；antioxidants. 急性肺损伤是临床上一种常见的危重症，系指心源性以外的各种
动物氧化应激研究进展
动物氧化应激研究进展
动物氧化应激研究进展 随着我国 畜牧业 特别是现代养殖业集约化程度的提高以及人们对动物福利意识的增 强，动物 应激医学已成为动物医学的重要组成部分。在动物应激医学研究中，动物氧化应 激又逐渐成为国内外学者的热点研究课题。 1 氧化应激概念与起因 1.1 氧化应激概念 动物在正常生理代谢过程中，会产生许多自由基，这些自由基通常不会导致组织细胞 的损伤，机体依靠自身体内的抗氧化防御体系，主要包括抗氧化酶类(包括超氧化物歧化 酶 SOD 、过氧化氢酶 CAT 、谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px 、谷胱甘肽硫转酶 GST 等) 及非酶类的抗氧化剂(包括 维生素 C 、维生素 E 、谷胱甘肽、褪黑素、 a- 硫辛酸、类胡萝 卜素、微量元素 铜、锌、硒等)，可以保护机体组织和细胞防止自由基的损伤。当动物机 体细胞内产生的自由基的水平高于细胞的抗氧化防御能力时，氧化还原状态失衡，过量的 自由基存在于组织或细胞内，即诱发氧化应激，并导致氧化损伤。因此，氧化应激 (Oxidative Stress) 是机体应答内外环境， 通过氧化还原反应对机体进行多层次应激性调节 和信号转导，同时造成氧化损伤的重要生命过程。器官和组织对氧化应激的易感性依赖于 它的抗氧化系统的状态和氧化剂与抗氧化之间的动态平衡。 氧化应激可导致细胞膜磷脂过氧化、蛋白质过氧化 (受体和酶 )以及 DNA 的氧化损伤。 脂质、 蛋白质和 DNA 的氧化会对机体造成不同程度的危害，从而影响机体的生长、发育、 衰老等过程。急性和慢性的应激都能通过产生自由基诱导胃肠道、免疫系统等多方面的氧 化应激。 1.2 氧化应激的起因 1.2.1 自由基的产生 细胞在正常新陈代谢和先天免疫反应过程中， 基。首先，肠上皮细胞的主动新陈代谢本身就是 性有关。所产生的活性物质包括超氧 化物阴离子 ( · OH) ，它们都是线粒体中氧化磷酸化不可避免的 产物。其次，另一个内源性氧化应激源 自于肠道先天 及获得性免疫系统在与许多共生物和病原微生物反应过程中产生的一氧化 氮 (NO) ，其在食物和水的吸收过程中不可避免的会产生。 当动物遭受应激刺激或患病时，机体代谢出现异常而骤然产生大量自由基，过量的自 由基数量 将超过抗氧化体系的还原能力， 使机体处于氧化应激状态， 结果会导致机体损伤。 目前研究表明主要有四种致细胞损伤机制： 1) 对脂类和细胞膜的破坏，从而导致细胞死亡。 2) 对蛋白质、酶的损伤，从而导致蛋白质变性，功能丧失和酶失活。 3) 对核酸和染色体的破坏，从而导致 DNA 链的断裂，染色体的畸变和断裂。 4) 对细胞外基质的破坏，从而使细胞外基质变得疏松，弹性降低。 1.2.2 氧化应激的起因 1.2.2.1 外源性因素 1.2.2.1.1 日粮 营养因素 营养缺乏或不良可能使体内自由基增加，而且还影响抗氧化酶生物合成及 内源性抗氧 都会产生活性氧代谢物 (ROM) ——自由 ROM 的来源，其生成与电子传递链的活 (O2-) 、过氧化氢 (H2O2) 和羟基自由基
蔗糖铁氧化应激反应和内皮细胞功能障碍
蔗糖铁引起的体内氧化应激反应和内皮细胞功能障碍 European Journal of Clinical Investigation (2002), 32 (Suppl.1), 9-16 T. M. Rooyakkers*?, E. S. G. Stroes*, M. P. Kooistra?, E. E. van Faassen?, R. C. Hider§, T. J. Rabelink* and J. J. M. Marx? *Department of Internal Medicine, University Medical Center, Utrecht, The Netherlands, ?Dianet, Utrecht, The Netherlands, ?Debye Institute, University Utrecht, The Netherlands, §Department of Pharmacy, School of Health and Life Science, King’s College London, UK, ?Eijkman-Winkler Institute, University Medical Centre, Utrecht, The Netherlands 摘要背景静脉补充铁剂在血液透析病人中已得到广泛应用。但是，静脉补充蔗糖铁后增加的非转铁蛋白结合铁（NTBI）被认为在体外氧自由基产生中起催化剂作用，可在体内引起内皮损伤。材料和方法在20名志愿者中注射100mg蔗糖铁。应用血管超声评价注射前、注射蔗糖铁后10min和240min三个时间点内皮依赖的血管扩张程度。收集全血检测NTBI，用电子自旋共振法评价体内氧自由基形成。对照组注射生理盐水。结果注射蔗糖铁使NTBI升高超过基础值4倍。与注射生理盐水组相比，注射蔗糖铁10min后血流介导的血管扩张有暂时而明显的减弱。注射蔗糖铁10min,240min后全血超氧化物的产生分别增加了70%和53%。结论目前治疗量的静脉用铁剂导致氧化应激增强和急性内皮功能障碍。 关键词内皮功能，蔗糖铁，血流介导的血管扩张，一氧化氮，氧自由基，超氧化物 重组人红细胞生成素（r-HuEPO）治疗终末期肾性贫血的疗效很大程度上取决于红细胞生成过程中铁的利用。血透和腹透时影响铁的吸收，鉴于已有的发现，补充铁剂可以大大提高病人对r－HuEPO的反应，因此许多透析病人均定期接受补铁治疗。最近我们发现，静脉注射100mg标准剂量铁剂后，这些病人的非转铁蛋白结合铁（NTBI）增加超过4倍。尽管这种NTBI池增加的临床意义尚不清楚，但已有体外研究显示，NTBI在毒性氧自由基形成过程中起到催化剂的作用。 以往的研究已经强调了内皮细胞和作为防止粥样硬化改变的一线防御机制的一氧化氮（NO），特别是内皮来源的NO之间有关联。实际上，NO利用受损在心血管风险增高的病人中普遍存在。当多种心血管危险因子存在时，如脂质代谢紊乱，高半胱氨酸血症和糖尿病时，NO生物利用受损与超氧化物导致的NO降解增加有关。反应的结果产生强氧化剂，过(氧化)亚硝酸盐，这种物质被认为参与
关于细菌抗氧化应激反应的研究现状
关于细菌抗氧化应激反应的研究现状姓名：王芳 2011 年3 月9 日
关于细菌抗氧化应激反应的研究现状 1.前言 蛋白质组(proteome)的概念[1]由澳大利亚学者Wilkins于1994年提出，指由一个基因组或一个细胞、组织表达的所有蛋白，也可以说是指细胞或组织或机体全部蛋白质的存在及其活动方式。蛋白质组学(proteomics)是以蛋白质组为研究对象，旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式的学科，其内容包括蛋白质的表达水平、翻译后修饰、结构、功能和相互作用研究等。蛋白质组学的关键研究技术包括双向凝胶电泳(2-DE)[2,3]、多维液相层析(MD-LC)、生物质谱技术(MALDI-TOF/ESI MS)[4]、蛋白质芯片、生物信息学以及蛋白质免疫印迹技术[5]等。这些研究技术将随着蛋白质组学及免疫学的发展而不断的改进和完善。而且新发展的研究方法也将进一步完善免疫蛋白质组学的技术体系[6]。 活性氧（reactive o xygen species，ROS）[7]是一组化学物质，具有还原性和不稳定等特点。在植物细胞正常代谢过程中，氧分子作为重要的电子受体，同时还伴随着部分电子逃逸出氧化还原系统，产生具有毒害作用的高能量活性氧，其中包括超氧阴离子(superoxideanion，O2-)、单线态氧(singlet oxygen, O2)、H2O2、羟自由基(hydroxyl radical，HO-)，还包括脂质过氧化的中间产物LO．、LOO、LOOH[8]。活性氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体、细菌芽孢、病毒、真菌，对原虫及其卵囊也有很好的杀灭作用，还可破坏细菌毒素、乙肝表面抗原等。活性氧是宿主抗菌作用的有效方式。但是细菌在长期的进化中自然发展出多种对策来抵抗宿主的免疫杀菌作用[9]，由于目前对于细菌抗氧化应激的研究主要集中在胞浆蛋白，而膜蛋白为细菌与各种氧化物质直接接触，通过对正常条件下和氧化应激条件下培养的大肠杆菌膜蛋白进行蛋白质组学分析来进一步阐明细菌抗氧化的作用机制。 2.正文 2.1金黄色葡萄球菌的蛋白质组学分析 Danchenko等[10]用LC-MS/MS技术对分别经H2O2处理后的RN6390和UAMS1
氧化应激与糖尿病
一、氧化应激的定义相关及其作用 氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，自由基的产生和抗氧化防御之间严重失衡，从而导致组织损伤。氧化应激与糖尿病及其并发症的发生、发展密切相关，应用抗氧化治疗可逆转氧化应激对组织的损伤，从而阻止或延缓糖尿病及其并发症的发生、发展。 氧化应激的标志物主要为自由基，其种类很多，与氧化应激密切相关的主要为反应性氧族(Reactive Oxygen Species，ROS)又称活性氧族，包括超氧阴离子(O2－)、羟自由基(OH.)、过氧化氢(H2O2)、一氧化氮(NO.)等。机体内存在两类自由基防御系统：一类是酶促防御系统，包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH－Px)等；另一类是非酶促防御系统，包括维生素C、维生素E、谷胱甘肽(GSH)、α－硫辛酸(LA)、褪黑素(melatonin，MLT)等。它们对清除自由基、保护细胞及机体起重要作用。正常情况下，自由基反应对于机体防御机制是必要的，自由基产生和清除保持平衡。但在某些病理情况下，体内自由基大大增加，同时，机体抗氧化防御能力下降，氧化能力大大超过抗氧化能力而发生氧化应激，从而直接引起生物膜脂质过氧化、细胞内蛋白及酶变性、DNA损害，最后导致细胞死亡或凋亡，组织损伤，疾病发生。ROS 还可作为重要的细胞内信使，活化许多信号传导通路，间接导致组织和细胞的损伤。 二、糖尿病氧化应激的产生及其作用 在糖尿病的发生、发展过程中，高血糖状态下氧化应激的产生的确切机制尚不清楚，许多学者认为氧化应激产生的主要机制可能与以下有关。 1 葡萄糖自氧化 葡萄糖自身氧化作用增加，生成烯二醇和二羟基化合物，同时产生大量的ROS。 2 蛋白质的非酶促糖基化 在非酶促条件下，长期高血糖使各种蛋白质发生糖基化，许多长寿蛋白质如胶原蛋白随着糖化时间延长而形成糖基化终产物(AGEs)，而AGEs形成过程中可以不断产生自由基。即葡萄糖和蛋白质相互作用形成Amadori产物，然后再形成糖基化终产(AGEs)，AGEs通过与其受体(RAGEs) 结合，促进ROS形成。另外，AGEs与脂质过氧化密切相关。 3 多元醇通路的活性增高 高血糖状态下醛糖还原酶活性增强，葡萄糖的多元醇代谢途径活化，可降低NADPH/NADP+，增加NADH/NAD+比例，消耗还原型GSH，从而诱导ROS合成。 4 蛋白激酶C(PKC)的活化 高血糖使二酯酰甘油生成增加,激活PKC，进而活化细胞NAD(P)H氧化酶，诱导ROS的合成以及随后的脂质过氧化；反过来，ROS 也活化PKC，从而使ROS的产生进一步增加。 5 抗氧化系统清除能力减弱 高血糖可导致抗氧化酶的糖基化，SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶活性降低，糖代谢紊乱使维生素C、维生素E、GSH等抗氧化剂水平下降，体内抗氧化系统遭到破坏，明显削弱了机体清除自由基的能力。由此可见,糖尿病的发生、发展过程中自由基产生增多和抗氧化能力减弱二者并存，从而发生氧化应激。 三、糖尿病存在氧化应激的证据 糖尿病是以胰岛素分泌相对或绝对不足和(或)胰岛素抵抗导致的一组以慢性高血糖为特征的代谢性疾病。氧化应激可通过损伤胰岛β细胞和降低外周组织对胰岛素的敏感性，导致糖尿病的发生发展。ROS还可作为重要的细胞内信使，活化许多信号传导通路，间接导致组织和细胞的损伤，导致糖尿病慢性并发症。 1 氧化应激对胰岛β细胞的损害
氧化应激-是指体内氧化与抗氧化作用失衡
氧化应激-是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。 氧化应激-是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是破坏了强氧化剂和抗氧化剂的平衡导致的潜在伤害，氧化剂和抗氧化剂平衡的破坏是细胞损伤的主要原因。氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。 还原型谷胱甘肽促进高糖成骨细胞的增殖和分化 张琳琳1，张静莹2，曲哲3，宋克东4，艾红军 1 (1中国医科大学口腔医学院口腔修复科，辽宁省沈阳市 110001；2大连大学医学院，辽宁省大连 市 116622；3大连市口腔医院，辽宁省大连市 116000；4大连理工大学化学与生命科学院，辽宁省大连市 116024) 文章亮点： 实验将细胞实验与动物实验相结合，通过对成骨细胞在高糖环境下的体外培养，发现还原型谷胱甘肽对成骨细胞具有保护作用，并能促进糖尿病模型动物骨缺损的修复。为探究糖尿病引发骨质疏松的治疗提供了新的方向。这种保护作用通过MTT实验结果表现在能有效促进成骨细胞的增殖；碱性磷酸酶染色结果也印证了还原型谷胱甘肽可以促进其成熟矿化并保护成骨细胞；而动物实验的结果证实了还原型谷胱甘肽可以促进骨缺损处的矿物质沉积。还原型谷胱甘肽的促进成骨作用很可能是通过参与体内的氧化还原反应清除自由基，从而对成骨细胞起到保护作用，进而促进骨缺损愈合。因此，实验可以初步推断还原型谷胱甘肽可以对糖尿病患者体内的成骨细胞起到保护作用，并促进骨缺损处的矿物沉积，使骨缺损得以修复。此实验结果为糖尿病引发的骨质疏松的治疗提供了新的研究依据。 关键词： 组织构建；骨组织工程；还原型谷胱甘肽；成骨细胞；糖尿病；骨质疏松；增殖；分化；胫骨；骨密度 主题词： 组织工程；成骨细胞；糖尿病；骨质疏松 摘要 背景：糖尿病会通过影响成骨作用降低种植体的成功率并引起各种并发症。还原型谷胱甘肽可以通过酶反应直接或间接清除自由基，从而对成骨细胞的成骨起到一定保护作用。 目的：通过观察还原型谷胱甘肽对高糖环境下培养的成骨细胞的增殖和分化，