李 霞,馬 寧,田 晶,赫春穎,陳 樂,徐 博 (吉林醫藥學院:.臨床醫學院,2.基礎醫學院實驗中心,吉林 吉林 3203)
氧化應激是指機體內外環境在遭受各種刺激或處于有害環境時,體內高活性分子如活性氧自由基和活性氮自由基等活性分子過度生成或過度減少,從而導致體內引起生理和病理反應[1]。由于它們可直接或間接氧化或損傷蛋白質、脂質和DNA,從而誘發蛋白質變性、脂質過氧化。氧化應激一方面可以保護機體基本調節,通過調節體內多種信號通路,調控多種轉錄因子,參與體內炎癥、免疫、細胞增殖、修復等過程;另一方面若氧化能力過強,超出體內抗氧化系統清除能力,氧化活性分子在體內大量積蓄,引起細胞和組織的損傷。本文目的探究氧化應激與各種組織損傷的關系。
梁娟[2]等研究發現心肌損傷與氧化應激有直接的關系,注射異丙腎上腺素的大鼠抗氧化酶的活性降低,抗氧化能力減弱。且經異丙腎上腺素處理后Ca2+過度內流,增強心肌收縮,需要更多的氧,進而引起呼吸鏈中電子泄露,電子與氧分子反應形成活性氧基團直接損傷心肌組織。蔣碧梅[3]等研究證明氧化應激引起心肌損傷,其中小鼠膿毒癥被認為有氧化應激機理參與,心肌細胞中活性氧(ROS)、丙二醛顯著增加,氧化應激加劇進而引起心肌組織損傷。趙亞楠[4]等研究表明氧化應激狀態下ROS水平增加進而使心肌組織損傷;黃靈珠[5]等研究附子多糖延緩心肌衰老中以及張會[6]實驗中表明,氧化絡氨酸和雙絡氨酸引起小鼠氧化應激反應,造成心肌組織損傷,兩實驗同樣表明氧化應激可導致心肌損傷。
氧化應激也可損傷肝組織。張真真[7]通過研究對乙酰氨基酚引起肝損傷提出了氧化應激的作用機理。當對乙酰氨基酚過量時,其代謝的活化產物N-乙?;?對-苯醌亞胺在體內蓄積,過多的N-乙?;?對-苯醌亞胺與干細胞線粒體內的大分子蛋白質共價結合,抑制線粒體的氧化呼吸,以及經過相關酶最終引起的線粒體氧化呼吸急劇減弱,造成氧化應激,致使肝細胞壞死,肝組織損傷。付曉春[8]等研究表明,雷公藤多苷可通過誘導氧化應激促進斑馬魚的肝組織損傷,雷公藤多苷濃度越大,其氧化應激作用越明顯,損傷肝組織越強烈。宋冉[9]實驗證明S-腺苷蛋氨酸因其可以抑制肝內氧化應激可以對原發性肝癌患者術后肝損傷起到保護作用,侯英[10]證明枳葛口服液有效防治大鼠酒精性肝病,趙月蓉[11]研究依帕司他能改善2型糖尿病大鼠肝損傷,均是由于提高了抗氧化能力,氧化應激能力減弱,進而對肝組織損傷起到保護作用。
樸光熙[12]研究殼寡糖對肺爆震傷小鼠氧化應激及凋亡作用的影響,其氧化應激作用機理是爆震傷誘導促氧化應激因子相關基因5和肌醇依賴酶αmRNA表達,抑制超氧化物歧化酶(SOD)-1 mRNA表達,氧化應激作用加強,肺組織損傷嚴重。劉洪艷[13]研究表明當體內ROS產生過多或抗氧化能力不足時,過量的ROS存于組織中發生氧化應激最終造成肺組織損傷。周進[14]的實驗中表沒食子兒茶素沒食子磷酸能改善慢性阻塞性慢疾病大鼠的肺損傷,原因是由于通過調節相應蛋白抑制氧化應激。同樣許東風[15]研究肉蓯蓉苷A對肺組織損傷的作用,黃旭晴[16]研究血管內皮生子因子抑制劑Z-3-[(2,4-二甲基吡咯-5-烴基)亞甲基]-2-吲哚滿酮對小鼠急性肺損傷的作用,都是由于減輕氧化應激所導致的。
羅肖肖[17]發現注射酪蛋白使C57BL/6J小鼠腎臟局部乃至全身慢性炎癥,當缺少CD36基因時卻無明顯改變,且過氧化氫含量明顯增加,抗氧化能力明顯減弱,說明在正常小鼠中注射酪蛋白導致氧化應激,致使腎組織損傷。氧化應激是引起急性腎小管損傷的重要機制之一,在氧氣量較低的狀態下,刺激腎小管細胞發生氧化應激反應,中間產物ROS增多,ROS過多時又會引起脂質過氧化反應,使腎小管嚴重損傷[18]。目前在臨床上,多種藥物對組織損傷有保護作用,均是運用了抗氧化應激的機制。如黃連多糖[19]和當歸補血湯[20]對糖尿病大鼠的腎組織的保護作用及連翹苷元[21]對老年大鼠腎功能的改善。
同樣,氧化應激對腦組織也有損傷作用。武檸子[22]等利用的大型低壓低氧實驗艙,導致大鼠出現了腦組織損傷,腦組織中丙二醛和乳酸含量明顯升高,而還原型谷胱甘肽、總超氧化物歧化酶以及Na+-K+-ATP酶活力明顯下降,使抗氧化能力減弱,自由基增加,表明體內發生的氧化應激導致腦損傷。王林[23]研究驗證了缺氧程度不同氧化應激的強度也不同,對腦組織損傷程度不同,若早期糾正缺氧狀態,可調節氧化應激,一定程度上改善腦組織損傷。另一研究中地黃飲子聯合去鐵胺[24]可以有效抑制氧化應激作用,因其降低丙二醛和SOD,從而對腦組織起到保護作用。
氧化應激也會引起脊髓損傷。宋宇[25]研究雷帕霉素對氧化應激引起脊髓損傷的作用,在實驗中加入過氧化氫,細胞發生氧化應激線粒體大量損傷,部分損傷線粒體放出ROS,ROS大量產生,發生氧化應激反應使PC12損傷,導致脊髓損傷,此在外國文獻[26]也做出了說明。生育三烯酚[27]對大鼠脊髓起保護作用正是由于其抑制大鼠脊髓TGF-β、Ⅳ型膠原和纖維黏連蛋白,減輕氧化應激作用。
范甜甜[28]研究證明農達引起小鼠睪丸病理性傷害,作用機制是農達導致睪丸抗氧化酶含量減少,加劇脂質過氧化物的積累,破壞小鼠睪丸內氧化平衡狀態,使睪丸組織細胞凋亡。環境中化學物對睪丸產生一定的影響同樣與氧化應激有關[29]。環境中化學物暴露,可引起睪丸內活性氧增加且抑制抗氧化酶的合成,從而導致功能缺失,使睪丸損傷。內源性抗氧化劑PRDX4[30]可通過清除活性氧基團,抑制睪丸內質網氧化應激,對睪丸減輕損傷。
綜上所述,氧化應激可導致人體多種組織損傷,產生病理反應。氧化應激在人體其他組織的損傷有待研究??寡趸瘧し磻彩悄壳搬t學著重研究的課題之一,需要更進一步探究和實驗。