【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 DHLA能夠保護(hù)微粒體免于脂質(zhì)過(guò)氧化，但是只有存在維生素E時(shí)才如此38；在正常微粒體中而非維生素E缺乏型微粒體中，在低水平化學(xué)發(fā)光開(kāi)始，維生素E減少以及硫代巴比妥酸迅速累積之前，DHLA可以延長(zhǎng)保護(hù)時(shí)相。α硫辛酸在上述任一系統(tǒng)中均無(wú)效。在該系統(tǒng)中，DHLA可能通過(guò)直接減少酚氧自由基或通過(guò)減少其他抗氧化劑（如抗壞血酸）而發(fā)揮作用，進(jìn)而使維生素E再循環(huán)。DHLA與酚氧自由基之間可能存在微弱的直接相互作用；我們發(fā)現(xiàn)，在暴露與紫外光下的脂質(zhì)體中，DHLA的存在能夠降低酚氧自由基的電子自旋共振信號(hào)（數(shù)據(jù)未發(fā)表）。用紫外光線可直接產(chǎn)生酚氧自由基，消除DHLA螯合鐵離子的可能性或DHLA其他的抗氧化效應(yīng)，使用脂質(zhì)體則消除了DHLA通過(guò)其他抗氧劑發(fā)揮作用的可能性。因此，在該系統(tǒng)中，主要分布于水相中的DHLA似乎在膜/水臨界處直接減少酚氧自由基。然而這種效應(yīng)很微弱，在生物系統(tǒng)中由DHLA引起的維生素E的大多數(shù)再生循環(huán)可能是通過(guò)其他的抗氧化劑實(shí)現(xiàn)的。Basthe 和Haenen39提出DHLA通過(guò)還原谷胱甘肽阻止脂質(zhì)過(guò)氧化，然后使維生素E再循環(huán)利用。這種提議依據(jù)如下觀察結(jié)果，DHLA與氧化型谷胱甘肽聯(lián)合作用時(shí)可以預(yù)防Fe2+/抗壞血酸誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化，而DHLA單獨(dú)無(wú)此作用22。另一方面，Kagan等9提出，DHLA通過(guò)使抗壞血酸再循環(huán)進(jìn)而使維生素E再循環(huán)，保護(hù)脂膜免于氧化。他們的電子自旋共振研究證實(shí)了DHLA介導(dǎo)的維他命C自由基的減少，維他命C自由基是在抗壞血酸氧化過(guò)程中由生育酚氧（維生素E或短鏈維生素E同系物）自由基在DOPC脂質(zhì)體中生成，另外研究也證實(shí)DHLA可與NADPH或NADH依賴的電子傳遞鏈相互作用，促使維生素E再循環(huán)。在人類低密度脂蛋白40和紅細(xì)胞膜中41也曾觀察到DHLA介導(dǎo)的依賴抗壞血酸的維生素E再循環(huán)。此外，有證據(jù)顯示，面對(duì)氧化應(yīng)激反應(yīng)，體內(nèi)給予α硫辛酸時(shí)能夠升高還原型泛醌的水平41a，已知泛醌可使維生素E再循環(huán)41b?？傊F(xiàn)有證據(jù)指出，DHLA可以通過(guò)谷胱甘肽，維他命C，泛醌，NADPH或NADH使維生素E再循環(huán)，但是不同途徑對(duì)于維生素E再循環(huán)的相對(duì)貢獻(xiàn)尚不明確。實(shí)際上，早在1959年Rosenberg和Culik等就已經(jīng)提出α硫辛酸對(duì)其他抗氧化劑的保護(hù)作用4，他們以令人吃驚的預(yù)見(jiàn)性指出，“α硫辛酸以及它進(jìn)入細(xì)胞代謝后轉(zhuǎn)化成的二氫衍生物（作用較α硫辛酸更甚），可能是針對(duì)抗壞血酸和生育酚的一種抗氧化劑?！痹赗osenberg和Culik進(jìn)行研究中，發(fā)現(xiàn)α硫辛酸既可預(yù)防維生素E缺乏癥狀也可預(yù)防維他命C缺乏癥狀。最近，我們觀察到在生育酚缺乏的裸鼠中給予α硫辛酸后可表現(xiàn)出類似的保護(hù)效應(yīng)42（圖4）。這樣的結(jié)果與α硫辛酸誘導(dǎo)的生育酚和/或抗壞血酸再循環(huán)表現(xiàn)相符，但是，這種表現(xiàn)也可以用α硫辛酸通過(guò)其各別的但又重疊的自由基清除效應(yīng)使抗壞血酸和維生素E富余的能力進(jìn)行解釋。圖3. 維生素E的再循環(huán)。在α生育酚氧化過(guò)程（在膜內(nèi)所示）中形成的酚氧自由基可以被很多化合物再還原回到α生育酚，這些化合物包括泛醌，細(xì)胞色素c以及抗壞血酸?？箟难峥梢酝ㄟ^(guò)與谷胱甘肽或硫辛酸等巰基化合物反應(yīng)再生。依賴NADPH或NADH的還原能力，這些物質(zhì)都可以通過(guò)不同的機(jī)制返回到它們的還原型。改編引自《科學(xué)美國(guó)人》。α硫辛酸也可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽含量升高。Busse等43向小鼠神經(jīng)母細(xì)胞和黑色素瘤細(xì)胞系中加入α硫辛酸，觀察到谷胱甘肽含量呈現(xiàn)劑量依賴性升高，相比未加α硫辛酸的對(duì)照組升高了3070%。這些研究者還發(fā)現(xiàn)，小鼠每天腹腔注射4，8，16 mg/kg α硫辛酸一次，連續(xù)注射11天，在小鼠的肺、肝臟、腎臟細(xì)胞中，谷胱甘肽含量也出現(xiàn)類似的升高。這些結(jié)果在人Jurkat細(xì)胞系研究中也得到證實(shí)，向Jurkat細(xì)胞系的培養(yǎng)基中加入α硫辛酸，5小時(shí)后胞內(nèi)谷胱甘肽的濃度升高了大約50%（D. Han，G. Handelmann，個(gè)人通訊）。GSH含量如此升高不能用GSSG的還原解釋，因?yàn)橥ǔ４嬖诘腉SSG濃度比GSH的濃度低10%44。這些有趣的觀察結(jié)果仍需作出解釋。因此，α硫辛酸和二氫硫辛酸作為抗氧化劑，不僅僅是直接通過(guò)自由基淬滅和金屬螯合發(fā)揮作用，也間接地通過(guò)其他抗氧化劑的再循環(huán)、以及可能通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽濃度升高而發(fā)揮作用。蛋白質(zhì)氧化還原反應(yīng)調(diào)節(jié)以及對(duì)蛋白質(zhì)折疊的影響已報(bào)道蛋白質(zhì)的硫醇化作用是對(duì)抗氧化應(yīng)激的一種保護(hù)性機(jī)制，這種作用也會(huì)影響某些含巰基的蛋白質(zhì)的功能44a。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，谷胱甘肽是含量最豐富的巰基化合物44，在正常條件下，它可能是參與蛋白質(zhì)巰基氧化還原反應(yīng)調(diào)節(jié)的主要因素。在正常生理?xiàng)l件下，α硫辛酸和二氫硫辛酸不會(huì)以非結(jié)合型存在，但是經(jīng)過(guò)食物補(bǔ)充后，兩者均以非結(jié)合型出現(xiàn)在不同的組織中42。DHLA還有比GSH更低的氧化還原電位，此外，它還具有較低的分子量。這些因素可導(dǎo)致如下的可能性：外源性給予α硫辛酸后，不僅可以通過(guò)抗氧化作用，還可以通過(guò)影響含巰基蛋白的氧化還原狀態(tài)影響細(xì)胞內(nèi)的功能，含巰基的蛋白例如有硫氧還蛋白，酶和運(yùn)輸?shù)鞍椎取６淞蛐了岷投淞蛐刘０纺軌蜻€原硫氧還蛋白47，48，它是一種小分子遍在蛋白，功能是在不同的生化過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子49。Spector等提出，硫氧還蛋白可能是一種由硫辛酰胺處得到電子的生理學(xué)電子受體。在許多系統(tǒng)中，DHLA能夠增強(qiáng)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)7678，而且認(rèn)為這種刺激可能是由于巰基的還原反應(yīng)所致，而巰基參與胰島素激發(fā)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)過(guò)程81。另外還發(fā)現(xiàn)DHLA通過(guò)二硫化物還原之外的機(jī)制影響生理意義重要的蛋白質(zhì)。DHLA可將正鐵肌紅蛋白和鐵肌紅蛋白還原為氧合肌紅蛋白45。DHLA還能夠引起腺體激肽釋放酶誘導(dǎo)的催乳素水解，DHLA作用于催乳素，使分子重新折疊為可作為腺體激肽釋放酶的構(gòu)象46。因此，DHLA可能通過(guò)抗氧化以外的方式對(duì)胞內(nèi)代謝產(chǎn)生影響，但是，這種作用所具備的生理學(xué)意義仍需闡明。圖4. 成年12周齡裸鼠，分別飼以如下飼料6周：（a）正常對(duì)照飼料，（b）缺乏維生素E的飼料，（c）缺乏維生素E，補(bǔ)充α硫辛酸的飼料。用缺乏維生素E的飼料飼養(yǎng)的動(dòng)物表現(xiàn)出肌營(yíng)養(yǎng)不良、體重減輕等維生素E缺乏癥狀。對(duì)基因表達(dá)的影響近來(lái)關(guān)于氧化劑和抗氧化劑在正常和異常條件下對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和基因表達(dá)的影響引起人們極大的關(guān)注?？紤]到此，我們研究了α硫辛酸和DHLA對(duì)轉(zhuǎn)錄因子NFκB的影響51，NFκB能夠調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，例如人免疫缺陷1型病毒基因及參與炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)的那些基因52。另外也考察了α硫辛酸和DHLA對(duì)cfos基因表達(dá)的影響。NFκB通過(guò)氧化還原反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行調(diào)節(jié)53，54，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，諸如p50亞單位中Cys62等巰基基團(tuán)十分重要55。在NFκB激活和發(fā)揮作用過(guò)程中，有兩個(gè)步驟可能會(huì)受到α硫辛酸等巰基抗氧化劑的影響。早期步驟包括NFκB的激活及其從抑制性亞單位IκB解離。顯然這些步驟至少部分處于氧化還原反應(yīng)調(diào)控之下，通過(guò)氧化反應(yīng)刺激活化和解離?；罨腘FκB與DNA的結(jié)合有半胱氨酸殘基參與，半胱氨酸的氧化還原狀態(tài)也非常重要，被還原的半胱氨酸明顯促進(jìn)NFκB與DNA的結(jié)合。所以，含有巰基的抗氧化劑的作用可能很復(fù)雜。例如，硫氧還蛋白過(guò)表達(dá)能夠抑制TPA誘導(dǎo)的NFκB活化55a，而在體外系統(tǒng)中，硫氧還蛋白可促進(jìn)NFκB與DNA的結(jié)合55，55b。同樣地，在含有4 mM α硫辛酸的培養(yǎng)基中孵育人Jurkat T細(xì)胞時(shí)，能夠完全抑制腫瘤壞死因子或肉豆蔻酸13醋酸酯誘導(dǎo)的NFκB激活56。最近有研究發(fā)現(xiàn)，DHLA能夠增強(qiáng)NFκB的DNA結(jié)合活性，而α硫辛酸則抑制NFκB的DNA結(jié)合活性。在非還原環(huán)境中或暴露于巰基氧化劑二酰胺中引起的NFκB DNA結(jié)合抑制作用可被DHLA逆轉(zhuǎn)57。這些化合物之間的相互作用，以及在生理細(xì)胞環(huán)境中它們對(duì)于NFκB的影響很難進(jìn)行預(yù)測(cè)。有人對(duì)α硫辛酸和DHLA對(duì)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)基因cfos表達(dá)的影響也進(jìn)行了研究58。預(yù)先用α硫辛酸或DHLA孵育過(guò)的Jurkat T細(xì)胞暴露于TPA中，TPA是一種cfos基因表達(dá)激活劑。在DHLA中孵育過(guò)的細(xì)胞cfos mRNA的表達(dá)相比對(duì)照組減少，而預(yù)先用α硫辛酸孵育過(guò)的細(xì)胞cfos mRNA的表達(dá)相比對(duì)照組增多。TPA刺激的培養(yǎng)細(xì)胞可產(chǎn)生活性氧簇5961，且TPA刺激的粒白細(xì)胞中超氧化物的生成增多62。DHLA導(dǎo)致cfos表達(dá)受到抑制，而α硫辛酸并未抑制其表達(dá)，可能是由于DHLA清除了超氧化物，而超氧化物的產(chǎn)生或許可促進(jìn)cfos的表達(dá)，相反，α硫辛酸不會(huì)清除超氧化物。細(xì)胞凋亡是另外一個(gè)涉及胞內(nèi)氧化反應(yīng)發(fā)揮重要作用的過(guò)程。大鼠胸腺細(xì)胞預(yù)先用DHLA或硫辛酰胺進(jìn)行孵育，然后暴露于凋亡誘導(dǎo)劑甲基氫化潑尼松或依托泊苷中，凋亡誘導(dǎo)劑誘發(fā)的細(xì)胞凋亡受到抑制。硫辛酸對(duì)此沒(méi)有影響（S. Orrenius個(gè)人通訊）。雖然看起來(lái)DHLA和/或α硫辛酸可以在一個(gè)或多個(gè)水平上影響基因表達(dá)，但是其確切機(jī)制和意義仍未闡明。該領(lǐng)域具有極大的研究前景。實(shí)驗(yàn)和臨床的治療研究在多種與活性氧自由基有關(guān)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭幸炎C實(shí)服用α硫辛酸已被證實(shí)在多種與活性氧自由基有關(guān)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，可有效地的預(yù)防病理學(xué)發(fā)生。然而，在探討這些研究前，有必要討論α硫辛酸是否可以作為飲食補(bǔ)充劑被吸收，可被組織可攝取的程度如何，是否其它在體內(nèi)是否被還原為二氫α硫辛酸二氫硫辛酸，以及是否它是否被代謝為更短鏈的類似物？α硫辛酸的吸收，攝取，細(xì)胞內(nèi)還原和代謝毫無(wú)疑問(wèn)，飲食服用通過(guò)膳食補(bǔ)充α硫辛酸對(duì)全身生理功能有作用。Rosenberg和Culik4的工作將其解釋清楚對(duì)此作出明確闡述，因?yàn)閷ⅵ亮蛐了幔砑又链笫蠛碗嗍蟮娘嬍持?，緩解了維生素E或維生素C缺乏所表現(xiàn)出的癥狀。隨后的實(shí)驗(yàn)中，63 動(dòng)物飲食喂養(yǎng)補(bǔ)充α硫辛酸12天，檢測(cè)肝臟、皮膚和腦勻漿對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化的敏感性。AMVN誘導(dǎo)的過(guò)氧化物的數(shù)量（AMVN孵育40分鐘后測(cè)量TBRS）在肝臟降低了79%,在皮膚降低了64%，在腦中降低了50%。這些實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在飲食中添加的α硫辛酸有在組織水平和整體動(dòng)物水平的均具有抗氧化作用，但它們沒(méi)能證明α硫辛酸實(shí)際上被完整的吸收。 采用放射性同位素標(biāo)記α硫辛酸的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明該化合物可被吸收。采用皮下注射或或灌胃方式給予大鼠當(dāng)碳14標(biāo)記的α硫辛酸給予大鼠，采用皮下注射或者通過(guò)胃管口服的方式，被排泄的藥物和在組織中分布的藥物的總放射活性占給予的總體給藥放射活性的80%。64 即使在消滅了腸道菌群的動(dòng)物中，這也是真實(shí)的情況也是如此，而這些動(dòng)物不太可能吸收由體內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生的代謝物。接下來(lái)的問(wèn)題是，有多少α硫辛酸在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為二氫α硫辛酸二氫硫辛酸。多種細(xì)胞和組織系統(tǒng)給予了α硫辛酸后，在媒介中以出現(xiàn)在培養(yǎng)介質(zhì)中的是二氫α硫辛酸二氫硫辛酸（DHLA）65出現(xiàn)。65 然而，過(guò)去藥物在細(xì)胞內(nèi)的代謝命運(yùn)是未知。最近的一項(xiàng)研究中，10 將1~4 mM α硫辛酸以濃度從1至4毫摩爾加入至人成纖維細(xì)胞或Jurkat T細(xì)胞的培養(yǎng)基中。采用高效液相色譜（HPLC）和電化學(xué)檢測(cè)方法，在不同的時(shí)間檢測(cè)對(duì)細(xì)胞內(nèi)和組織培養(yǎng)基中，2個(gè)小時(shí)內(nèi)多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的α硫辛酸和二氫α硫辛酸二氫硫辛酸的濃度均使用高效液相色譜（HPLC）合并電化學(xué)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)最長(zhǎng)至2小時(shí)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞可釋放二氫α硫辛酸二氫硫辛酸進(jìn)入培養(yǎng)基。這些結(jié)果說(shuō)明，正常哺乳動(dòng)物細(xì)胞能攝取α硫辛酸，還原為二氫α硫辛酸二氫硫辛酸，并釋放二氫α硫辛酸二氫硫辛酸。因此，當(dāng)細(xì)胞外單獨(dú)給予α硫辛酸時(shí)，α硫辛酸和二氫α硫辛酸二氫硫辛酸的作用均可在胞內(nèi)和胞外得到體現(xiàn)。這有重要的提示種情況有重要的用途，例如，可使用α硫辛酸補(bǔ)充劑預(yù)防LDL低密度脂蛋白氧化反應(yīng)。最后，一項(xiàng)最近的研究，重復(fù)且延伸了Rosenberg和Culik4的實(shí)驗(yàn)，在維生素E缺陷大鼠上證實(shí)了在組織中α硫辛酸能被吸收并轉(zhuǎn)化為二氫α硫辛酸二氫硫辛酸。42以無(wú)毛發(fā)小鼠裸鼠作為模型研究維生素E缺乏條件下，給予或不給予α硫辛酸補(bǔ)充劑的效果，因?yàn)闊o(wú)毛發(fā)小鼠裸鼠在5周內(nèi)能表現(xiàn)出明顯的維生素E缺陷癥狀（圖4）。小鼠或喂以正常的飲食飼料，即缺乏維生素E缺乏的飲食飼料；。α硫辛酸補(bǔ)充劑可完全預(yù)防了維生素E缺乏的癥狀。各種飲食以上述不同的飼料喂養(yǎng)小鼠5周后，測(cè)量小鼠肝臟、腎臟、心臟和皮膚中α硫辛酸和二氫α硫辛酸二氫硫辛酸（非結(jié)合的）在肝臟、腎臟、心臟和皮膚的含量。只有那些用添加了僅給予α硫辛酸添加的飼料喂養(yǎng)的小鼠在上述組織中顯示檢測(cè)出非結(jié)合的α硫辛酸或者二氫α硫辛酸二氫硫辛酸。α硫辛酸總量在心臟最高（177。），在肝臟最低（177。）。同檢測(cè)α硫辛酸一樣，也檢測(cè)了所有組織中二氫α硫辛酸二氫硫辛酸，占總量21%至45%不等。沒(méi)有測(cè)量組織中α硫辛酸的代謝物沒(méi)有測(cè)量。這是目前最有力的證據(jù)：α硫辛酸在飲食中添加的α硫辛酸，可在組織中積累，相當(dāng)一部分α硫辛酸轉(zhuǎn)化為二氫α硫辛酸二氫硫辛酸。然而，尚未對(duì)α硫辛酸在人體的吸收和還原情況進(jìn)行研究沒(méi)有研究；在六位健康志愿者中，內(nèi)源性α硫辛酸的血漿濃度水平在為1～25ng/ml，二氫α硫辛酸二氫硫辛酸在的濃度為33～145ng/ml，66但在補(bǔ)充了α硫辛酸的個(gè)體中，α硫辛酸和二氫α硫辛酸二氫硫辛酸的血漿濃度水平還需要深入的研究。另一個(gè)需要深入研究的領(lǐng)域是，外源性給予的α硫辛酸被代謝為更短鏈的類似物的程度。這些類似物可能擁有不同于α硫辛酸本身的作用。在對(duì)給予放射性標(biāo)記α硫辛酸的大鼠中開(kāi)展的研究中顯示，許多α硫辛酸以改變了的形式排泄，包括β氧化產(chǎn)物：bisnorlipoate, tetranorlipoate,和βhydroxybisnorlipioc acid。對(duì)于給予的α硫辛酸有多大比例轉(zhuǎn)化為這些代謝物的比例還不清楚；另外在一項(xiàng)研究中，將α硫辛酸加入加至培養(yǎng)的T淋巴細(xì)胞的研究中，2小時(shí)內(nèi)沒(méi)有觀察到α硫辛酸的短鏈β氧化產(chǎn)物形成。10因此，有多少α硫辛酸轉(zhuǎn)化為其短鏈類似物的問(wèn)題仍未得到解答。但該研究對(duì)于探討它們的作用是有價(jià)值的但是這些類似物的效應(yīng)值得考慮。還原型的bisnorlipoate acid和 tetranorlipoate acid與可與過(guò)氧化物反應(yīng)，且反應(yīng)性比dihydrolipoate有更強(qiáng)的反應(yīng)