【文章內(nèi)容簡介】 DHLA能夠保護微粒體免于脂質(zhì)過氧化，但是只有存在維生素E時才如此38；在正常微粒體中而非維生素E缺乏型微粒體中，在低水平化學發(fā)光開始，維生素E減少以及硫代巴比妥酸迅速累積之前，DHLA可以延長保護時相。α硫辛酸在上述任一系統(tǒng)中均無效。在該系統(tǒng)中，DHLA可能通過直接減少酚氧自由基或通過減少其他抗氧化劑（如抗壞血酸）而發(fā)揮作用，進而使維生素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（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，使用脂質(zhì)體則消除了DHLA通過其他抗氧劑發(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)可能是通過其他的抗氧化劑實現(xiàn)的。Basthe 和Haenen39提出DHLA通過還原谷胱甘肽阻止脂質(zhì)過氧化，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)合作用時可以預防Fe2+/抗壞血酸誘導的脂質(zhì)過氧化，而DHLA單獨無此作用22。另一方面，Kagan等9提出，DHLA通過使抗壞血酸再循環(huán)進而使維生素E再循環(huán)，保護脂膜免于氧化。他們的電子自旋共振研究證實了DHLA介導的維他命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和紅細胞膜中41也曾觀察到DHLA介導的依賴抗壞血酸的維生素E再循環(huán)。此外，有證據(jù)顯示，面對氧化應激反應，體內(nèi)給予α硫辛酸時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?，現(xiàn)有證據(jù)指出，DHLA可以通過谷胱甘肽，維他命C，泛醌，NADPH或NADH使維生素E再循環(huán)，但是不同途徑對于維生素E再循環(huán)的相對貢獻尚不明確。實際上，早在1959年Rosenberg和Culik等就已經(jīng)提出α硫辛酸對其他抗氧化劑的保護作用4，他們以令人吃驚的預見性指出，“α硫辛酸以及它進入細胞代謝后轉(zhuǎn)化成的二氫衍生物（作用較α硫辛酸更甚），可能是針對抗壞血酸和生育酚的一種抗氧化劑。”在Rosenberg和Culik進行研究中，發(fā)現(xiàn)α硫辛酸既可預防維生素E缺乏癥狀也可預防維他命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)出類似的保護效應42（圖4）。這樣的結(jié)果與α硫辛酸誘導的生育酚和/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硫辛酸通過其各別的但又重疊的自由基清除效應使抗壞血酸和維生素E富余的能力進行解釋。圖3. 維生素E的再循環(huán)。在α生育酚氧化過程（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，細胞色素c以及抗壞血酸?？箟难峥梢酝ㄟ^與谷胱甘肽或硫辛酸等巰基化合物反應再生。依賴NADPH或NADH的還原能力，這些物質(zhì)都可以通過不同的機制返回到它們的還原型。改編引自《科學美國人》。α硫辛酸也可導致細胞內(nèi)谷胱甘肽含量升高。Busse等43向小鼠神經(jīng)母細胞和黑色素瘤細胞系中加入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細胞系研究中也得到證實，向Jurkat細胞系的培養(yǎng)基中加入α硫辛酸，5小時后胞內(nèi)谷胱甘肽的濃度升高了大約50%（D. Han，G. Handelmann，個人通訊）。GSH含量如此升高不能用GSSG的還原解釋，因為通常存在的GSSG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，不僅僅是直接通過自由基淬滅和金屬螯合發(fā)揮作用，也間接地通過其他抗氧化劑的再循環(huán)、以及可能通過誘導細胞內(nèi)谷胱甘肽濃度升高而發(fā)揮作用。蛋白質(zhì)氧化還原反應調(diào)節(jié)以及對蛋白質(zhì)折疊的影響已報道蛋白質(zhì)的硫醇化作用是對抗氧化應激的一種保護性機制，這種作用也會影響某些含巰基的蛋白質(zhì)的功能44a。在哺乳動物細胞中，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)巰基氧化還原反應調(diào)節(jié)的主要因素。在正常生理條件下，α硫辛酸和二氫硫辛酸不會以非結(jié)合型存在，但是經(jīng)過食物補充后，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。這些因素可導致如下的可能性：外源性給予α硫辛酸后，不僅可以通過抗氧化作用，還可以通過影響含巰基蛋白的氧化還原狀態(tài)影響細胞內(nèi)的功能，含巰基的蛋白例如有硫氧還蛋白，酶和運輸?shù)鞍椎?。二氫硫辛酸和二氫硫辛酰胺能夠還原硫氧還蛋白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電子受體。在許多系統(tǒng)中，DHLA能夠增強葡萄糖轉(zhuǎn)運7678，而且認為這種刺激可能是由于巰基的還原反應所致，而巰基參與胰島素激發(fā)的葡萄糖轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)過程81。另外還發(fā)現(xiàn)DHLA通過二硫化物還原之外的機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可能通過抗氧化以外的方式對胞內(nèi)代謝產(chǎn)生影響，但是，這種作用所具備的生理學意義仍需闡明。圖4. 成年12周齡裸鼠，分別飼以如下飼料6周：（a）正常對照飼料，（b）缺乏維生素E的飼料，（c）缺乏維生素E，補充α硫辛酸的飼料。用缺乏維生素E的飼料飼養(yǎng)的動物表現(xiàn)出肌營養(yǎng)不良、體重減輕等維生素E缺乏癥狀。對基因表達的影響近來關(guān)于氧化劑和抗氧化劑在正常和異常條件下對信號轉(zhuǎn)導和基因表達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對轉(zhuǎn)錄因子NFκB的影響51，NFκB能夠調(diào)節(jié)基因的表達，例如人免疫缺陷1型病毒基因及參與炎癥反應調(diào)節(jié)的那些基因52。另外也考察了α硫辛酸和DHLA對cfos基因表達的影響。NFκB通過氧化還原反應機制進行調(diào)節(jié)53，54，在調(diào)節(jié)過程中，諸如p50亞單位中Cys62等巰基基團十分重要55。在NFκB激活和發(fā)揮作用過程中，有兩個步驟可能會受到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調(diào)控之下，通過氧化反應刺激活化和解離。活化的NFκB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雜。例如，硫氧還蛋白過表達能夠抑制TPA誘導的NFκB活化55a，而在體外系統(tǒng)中，硫氧還蛋白可促進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細胞時，能夠完全抑制腫瘤壞死因子或肉豆蔻酸13醋酸酯誘導的NFκB激活56。最近有研究發(fā)現(xiàn)，DHLA能夠增強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，以及在生理細胞環(huán)境中它們對于NFκB的影響很難進行預測。有人對α硫辛酸和DHLA對生長調(diào)節(jié)基因cfos表達的影響也進行了研究58。預先用α硫辛酸或DHLA孵育過的Jurkat T細胞暴露于TPA中，TPA是一種cfos基因表達激活劑。在DHLA中孵育過的細胞cfos mRNA的表達相比對照組減少，而預先用α硫辛酸孵育過的細胞cfos mRNA的表達相比對照組增多。TPA刺激的培養(yǎng)細胞可產(chǎn)生活性氧簇5961，且TPA刺激的粒白細胞中超氧化物的生成增多62。DHLA導致cfos表達受到抑制，而α硫辛酸并未抑制其表達，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cfos的表達，相反，α硫辛酸不會清除超氧化物。細胞凋亡是另外一個涉及胞內(nèi)氧化反應發(fā)揮重要作用的過程。大鼠胸腺細胞預先用DHLA或硫辛酰胺進行孵育，然后暴露于凋亡誘導劑甲基氫化潑尼松或依托泊苷中，凋亡誘導劑誘發(fā)的細胞凋亡受到抑制。硫辛酸對此沒有影響（S. Orrenius個人通訊）。雖然看起來DHLA和/或α硫辛酸可以在一個或多個水平上影響基因表達，但是其確切機制和意義仍未闡明。該領(lǐng)域具有極大的研究前景。實驗和臨床的治療研究在多種與活性氧自由基有關(guān)的實驗模型中已證實服用α硫辛酸已被證實在多種與活性氧自由基有關(guān)的實驗模型中，可有效地的預防病理學發(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，細胞內(nèi)還原和代謝毫無疑問，飲食服用通過膳食補充α硫辛酸對全身生理功能有作用。Rosenberg和Culik4的工作將其解釋清楚對此作出明確闡述，因為將α硫辛酸，添加至大鼠和豚鼠的飲食中，緩解了維生素E或維生素C缺乏所表現(xiàn)出的癥狀。隨后的實驗中，63 動物飲食喂養(yǎng)補充α硫辛酸12天，檢測肝臟、皮膚和腦勻漿對脂質(zhì)過氧化的敏感性。AMVN誘導的過氧化物的數(shù)量（AMVN孵育40分鐘后測量TBRS）在肝臟降低了79%,在皮膚降低了64%，在腦中降低了50%。這些實驗說明在飲食中添加的α硫辛酸有在組織水平和整體動物水平的均具有抗氧化作用，但它們沒能證明α硫辛酸實際上被完整的吸收。 采用放射性同位素標記α硫辛酸的實驗說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碳14標記的α硫辛酸給予大鼠，采用皮下注射或者通過胃管口服的方式，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物中，這也是真實的情況也是如此，而這些動物不太可能吸收由體內(nèi)細菌產(chǎn)生的代謝物。接下來的問題是，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，過去藥物在細胞內(nèi)的代謝命運是未知。最近的一項研究中，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胞或Jurkat T細胞的培養(yǎng)基中。采用高效液相色譜（HPLC）和電化學檢測方法，在不同的時間檢測對細胞內(nèi)和組織培養(yǎng)基中，2個小時內(nèi)多個時間點的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）合并電化學進行檢測，檢測時間點最長至2小時。結(jié)果發(fā)現(xiàn)。同時也發(fā)現(xiàn)這些細胞可釋放二氫α硫辛酸二氫硫辛酸進入培養(yǎng)基。這些結(jié)果說明，正常哺乳動物細胞能攝取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，當細胞外單獨給予α硫辛酸時，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硫辛酸補充劑預防LDL低密度脂蛋白氧化反應。最后，一項最近的研究，重復且延伸了Rosenberg和Culik4的實驗，在維生素E缺陷大鼠上證實了在組織中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硫辛酸補充劑的效果，因為無毛發(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硫辛酸補充劑可完全預防了維生素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α硫辛酸一樣，也檢測了所有組織中二氫α硫辛酸二氫硫辛酸，占總量21%至45%不等。沒有測量組織中α硫辛酸的代謝物沒有測量。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α硫辛酸在人體的吸收和還原情況進行研究沒有研究；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但在補充了α硫辛酸的個體中，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。在對給予放射性標記α硫辛酸的大鼠中開展的研究中顯示，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；另外在一項研究中，將α硫辛酸加入加至培養(yǎng)的T淋巴細胞的研究中，2小時內(nèi)沒有觀察到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題仍未得到解答。但該研究對于探討它們的作用是有價值的但是這些類似物的效應值得考慮。還原型的bisnorlipoate acid和 tetranorlipoate acid與可與過氧化物反應，且反應性比dihydrolipoate有更強的反應