【文章內(nèi)容簡介】 自海洋的天然抗氧化劑 病理生理學(xué)Pathophysiology 丁基羥基茴香醚 (BHA)、二丁基羥基甲苯 (BHT)和沒食子酸丙酯 (PG ） 小分子抗氧化劑 維生素 E、維生素 C 等 大分子抗氧化劑 人工合成抗氧化劑 體外抗氧化劑 病理生理學(xué)Pathophysiology 自由基的生物學(xué)意義 （ 1） 有益效應(yīng)： 適當(dāng)濃度的 和 H2O2作為生理功能的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，可發(fā)揮有益生物學(xué)作用。 （ 2） 有害效應(yīng)： 如果 ROS生成過多或機(jī)體抗氧化能力不足，可引發(fā)氧化應(yīng)激（ oxidative stress)反應(yīng) ,均可造成組織細(xì)胞損傷甚至死亡。 病理生理學(xué)Pathophysiology ■ 黃嘌呤氧化酶形成增多 缺血 ATP↓ Ca2+超載 Ca2+依賴性蛋白酶 ↑ 4. 自由基增多機(jī)制（ Mechanism of free radical increase） 病理生理學(xué)Pathophysiology 小腸缺血時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) XD（ %） XO（ %） 正常小腸 90 10 缺血 1小時(shí) 66 34 缺血 2小時(shí) 54 46 缺血 3小時(shí) 39 61 病理生理學(xué)Pathophysiology ■ 中性粒細(xì)胞 的作用 缺血時(shí) : 補(bǔ)體激活或細(xì)胞膜分解產(chǎn)生趨化物質(zhì)如LTB4→白細(xì)胞在缺血區(qū)激活 。 再灌時(shí)： 激活的白細(xì)胞耗氧量顯著 ↑ 氧自由基大量產(chǎn)生 。 NADPH +2O2 2O2 +NADP++H+ NADH+O2+2H+ H2O2+NAD 呼吸爆發(fā) NADPH氧化酶 NADH氧化酶 病理生理學(xué)Pathophysiology 激活的 PMN耗氧量顯著增加，攝入 O2的 70%~90%在NADPH oxidase和 NADH oxidase的催化下，接受電子形成 OFR。 再灌注 激活的 PMN耗氧 ↑ OFR↑ (respiratory burst) 病理生理學(xué)Pathophysiology ■ 線粒體損傷 →氧化磷酸化功能障礙 95%O2 細(xì)胞色素 C氧化酶 O2 H2O 【 正常 】 4e O2 ? OFR 【 缺血 】 2%O2 電子受體和傳遞電子 ↓ 4e 95%O2 呼吸鏈酶活性 ↓ O2 H2O↓ 【 再灌注 】 e OFR↑ Ca2+超載 ╳ 病理生理學(xué)Pathophysiology 病理生理學(xué)Pathophysiology （ 1）脂質(zhì)過氧化和生物膜損傷 何謂脂質(zhì)過氧化？ 不飽和脂肪酸的氧化變質(zhì)為 脂質(zhì)過氧化。 圖 活性氧使脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸氧化 病理生理學(xué)Pathophysiology 油脂久存以后會(huì)酸敗，其本質(zhì)即是脂質(zhì)的過氧化。生物體內(nèi)含有大量的脂質(zhì)，特別是各種膜相結(jié)構(gòu)含有豐富的不飽和脂肪酸，更易遭受自由基攻擊，從而造成一系列的疾病的發(fā)生，嚴(yán)重危害健康。 自由基對(duì)脂質(zhì)的損傷 病理生理學(xué)Pathophysiology 鏈起動(dòng)： 反應(yīng)性足夠強(qiáng)的起始自由基抽去脂質(zhì)分子的氫原子，或高能輻射使脂質(zhì)分子均裂，可生成起始脂質(zhì)自由基。 鏈擴(kuò)展： 起始脂質(zhì)自由基通過加成、抽氫、斷裂等一種或幾種方式生成更多的脂質(zhì)自由基，這種反應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，即成為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 鏈終止 ：兩個(gè)自由基之間可發(fā)生偶聯(lián)或歧化反應(yīng)，消除自由基，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止。 脂質(zhì)過氧化過程 脂質(zhì)過氧化是 1個(gè)典型的自由基鏈反應(yīng)過程，可分為鏈起動(dòng)，鏈擴(kuò)展和鏈終止 。 病理生理學(xué)Pathophysiology 、脂質(zhì)過氧自由基作為引發(fā)劑通過抽氫使蛋白質(zhì)分子變成自由基，引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致 蛋白質(zhì)聚合 。 蛋白質(zhì)交聯(lián) 。 生物膜功能異常 。 DNA損傷 。 脂質(zhì)過氧化作用對(duì)機(jī)體的損傷 病理生理學(xué)Pathophysiology 【 細(xì)胞膜損傷形式 】 ▲ 膜結(jié)構(gòu)破壞 膜脂質(zhì)過氧化 膜不飽和性異常 膜流動(dòng)性 ↓ 、 通透性 ↑ ▲ 膜蛋白功能抑制 受體失活 、 泵失靈 信號(hào)傳遞障礙 ▲ 線粒體功能受損 ATP生成減少 病理生理學(xué)Pathophysiology 丙二醛 (MDA)是脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物，它的含量變化可定量反映生物膜、細(xì)胞膜等的受損程度。 丙二醛 R C H 2HCHC COHR C HHCHC COHO O HR COHC H O C H 2 C H O+病理生理學(xué)Pathophysiology 脂質(zhì)過氧化物的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生丙二醛(MDA)， MDA為強(qiáng)交聯(lián)劑，可與蛋白質(zhì)氨基發(fā)生美拉德等反應(yīng)形成熒光物質(zhì)的脂褐素，從而在體表積聚起來就表現(xiàn)為斑，對(duì)老年人即為 “ 壽斑 ” 。 丙二醛與皮膚 病理生理學(xué)Pathophysiology ?Alzheimer病是 原因不明的腦退行性疾病，多見于老年人。病理改變主要為腦部彌散性老年斑。 ?斑塊是丙二醛可與一些蛋白質(zhì)、核酸等反應(yīng) ,導(dǎo)致分子間的交聯(lián)聚合 ,結(jié)果生成大分子的難溶物 (即脂褐素 )沉積在細(xì)胞內(nèi) ,該色素在腦組織中堆積會(huì)導(dǎo)致記憶力減退或智力障礙 , 丙二醛與老年癡呆 （ Alzheimer?。? 病理生理學(xué)Pathophysiology 采用銀染色 Alzheimer 病形成的斑塊。在大腦皮質(zhì)和海馬回處這樣的斑塊最多。 病理生理學(xué)Pathophysiology ?動(dòng)脈硬化是指動(dòng)脈內(nèi)壁上局部性的肥厚、硬化、變形，導(dǎo)致動(dòng)脈功能下降的一種疾病 ?在動(dòng)脈硬化的病灶中，有熒光的蠟樣物質(zhì)沉積，可用熒光顯微鏡觀察到。一般認(rèn)為，蠟樣物質(zhì)是由于丙二醛與蛋白質(zhì)及氨基酸等含氨基的化合物所反應(yīng)生成的物質(zhì)。 丙二醛與 動(dòng)脈硬化 病理生理學(xué)Pathophysiology 病理生理學(xué)Pathophysiology 脂質(zhì)過氧化作用造成生物膜包括細(xì)胞器膜損傷。丙二醛 (MDA)可與細(xì)胞器膜成分發(fā)生交聯(lián) 、聚合，改變膜的性質(zhì)，還可與 DNA、RNA堿基交聯(lián)，產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用。從而引發(fā)多種疾病，危害人類健康。 丙二醛與細(xì)胞 病理生理學(xué)Pathophysiology MDA（ malondiadehycle）是細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物之一，測其含量可間接估計(jì)脂質(zhì)過氧化的程度。 1個(gè)丙二醛（ MDA）分子與 2個(gè)硫代巴比妥酸（ TBA）分子在酸性條件下共熱，形成粉紅色復(fù)合物。以波長 536nm為激發(fā)光，在 550nm有最強(qiáng)熒光強(qiáng)度?？捎脽晒夥ㄟM(jìn)行微量測定。 丙二醛的測量 病理生理學(xué)Pathophysiology 蛋白質(zhì)是自由基攻擊的主要目標(biāo)，特別是肽鏈中的蛋氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸等殘基，更易受到攻擊，引起氨基酸殘基的修飾、交聯(lián)、肽鏈斷裂、蛋白質(zhì)變性受體、離子通道功能障礙、酶的巰基氧化， AA殘基氧化等 。 （ 2）自由基對(duì)蛋白質(zhì)的損傷 病理生理學(xué)Pathophysiology 蛋白質(zhì)斷裂 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)交聯(lián) SS CH3S 脂質(zhì) 脂質(zhì)交聯(lián) O 二硫交聯(lián) 脂質(zhì) 蛋白 質(zhì)交聯(lián) 氨基酸 氧化 OH HO 脂肪酸氧化 OH HO 從氧化的脂肪酸釋出的 丙二醛 病理生理學(xué)Pathophysiology ■ 抑制蛋白質(zhì)功能 【 蛋白失活機(jī)制 】 ▲ 破壞酶的活性中心－巰基； ▲ 破壞酶活性所必需的脂質(zhì)微環(huán)境； ▲ 酶之間形成多聚物； ▲ 攻擊酶活性中心部位的氨基酸； ▲ 激活磷脂酶 A2 PG、 LT生成 ↑ 炎癥反應(yīng)加劇 病理生理學(xué)Pathophysiology （ 3）自由基對(duì)核酸的損傷： 造成 DNA損傷的主要自由基是 OH， 依據(jù)損傷程度的不同，可引起突變、凋亡或壞死等。據(jù)有關(guān)專家估計(jì)， DNA的氧化損傷頻率可達(dá)： 1000次 /每個(gè)基因組 每個(gè)細(xì)胞 每天。 病理生理學(xué)Pathophysiology ■ 破壞核酸和染色體 胸腺嘧啶 5， 6雙鍵 胸腺嘧啶自由基 OH? （占 80%活性氧） 加成反應(yīng) 堿基發(fā)生修飾 、 斷裂 、 交聯(lián) 染色體畸變、斷裂 病理生理學(xué)Pathophysiology 二 、 鈣超載 （ Calcium overload） 【 Concept】 各種原因引起的細(xì)胞內(nèi)鈣含量異常增多并導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu) 損傷和功能代謝障礙 。 2． Ca2+離開胞液的途徑 Ca2+泵 、 Na+Ca2+交換 、 Ca2+H+交換 。 （ 一 ） 細(xì)胞內(nèi) Ca2+穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié) 1． Ca2+進(jìn)入胞液途徑 ■ 質(zhì)膜鈣通道 ▲ 電壓依賴性 Ca2+通道 （ VOC） ▲ 受體操縱性 Ca2+通道 （ ROC） ■ 細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放通道 病理生理學(xué)Pathophysiology Na + Ca 2+載體 Ca2+ B Pr 線粒體 肌漿網(wǎng) Ca 2+ Ca 2+ Ca2+泵 Ca2+ Ca2+ [Ca2+]e： 103M [Ca2+]i： 107M VOC ROC 細(xì)胞內(nèi) Ca2+的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié) 病理生理學(xué)Pathophysiology （二）細(xì)胞內(nèi)鈣超載的機(jī)制 （ Calcium overload production) ? Na+Ca2+交換異常 ? 生物膜的損傷 病理生理學(xué)Pathophysiology Na+Ca2+交換異常 正常： 3個(gè) Na+ 1個(gè) Ca2+ 可進(jìn)行雙相轉(zhuǎn)運(yùn) 生理?xiàng)l件下：正向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+升高或膜正電位的 情況下：反向轉(zhuǎn)運(yùn) （ IRI與鈣超載時(shí) Ca2+進(jìn)入 細(xì)胞的主要途 徑 ） Ca2+ 3Na+ K+ Na+ 病理生理學(xué)Pathophysiology 機(jī)制 : （ 1）細(xì)胞內(nèi)高 Na+直接激活 Na+Ca2+交換蛋白 缺血 → ATP↓→Na+泵 ↓→細(xì)胞內(nèi) Na+↑→ 再灌注時(shí)激活 Na+Ca2+交換蛋白 →Ca2+進(jìn)入細(xì)胞 K+ Na+ 3Na+ Ca2+ ATP↓ Na+↑ Ca2+↑ 病理生理學(xué)Pathophysiology (2)細(xì)胞內(nèi)高 H+間接激活 Na+Ca2+交換蛋白 膜 Na+/H+交換蛋白主要受細(xì)胞內(nèi) [H+]的變化調(diào)節(jié) 缺血時(shí)：無氧代謝 ↑→ 產(chǎn)生 H+增多 再灌時(shí)：組織間液 H+迅速減少 → 細(xì)胞內(nèi)外較高的 H+濃度差 → 激活 Na+/H+交換蛋白 → → → → 激活 Na+Ca2+交換蛋白 病理生理學(xué)Pathophysiology 3Na+ Ca2+ Na+ K+ H+ Na+ 再灌時(shí) H+↓ H+↑ Na+↑ Ca2+↑ 缺血時(shí) H+↑ 病理生理學(xué)Pathophysiology PIP2 PKC Gq IP3 DAG PLCβ NE α1 受體 Ca2＋ Ca2＋ H+ Na+ 3Na+ Ca2+ （ 3） PKC間接激活 Na+Ca2+交換蛋白 病理生理學(xué)Pathophysiology （ 1） 細(xì)胞膜通透性增加