肝损伤时的抗氧化防御机制
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一、前言肝脏是人体最大的实质性器官,执行大量的新陈代谢的功能,是药物和其他异物如杀虫剂主要的代谢器官。
这些功能的实行需要线粒体中很多的有氧代谢来提供足够量的三磷酸腺苷(ATP)。
然而,这种代谢过程可不断产生一些氧化活性物质(reactive oxygen species,ROS)。
除此之外,药物的代谢和炎症时细胞的损伤能明显地增加细胞与器官氧化应激的负担。
本篇重点讨论活性氧和过氧化硝酸盐的形成,介绍不同细胞和血管腔隙中抗氧化系统,并分析肝脏中过多的氧化应激所产生的不良后果。
二、活化氧和氮的中间产物氧分子可以通过一个电子的转移生成超氧化物(O2-),过氧化氢(H2O2),羟自由基(OH.),然后可以生成水。
超氧化物不稳定,可在超氧化物歧化酶的作用下快速生成过氧化氢和单价氧分子,以及另一个ROS。
然而,在一氧化氮中,超氧化物易跟一氧化氮反映,生成过(氧化)亚硝酸盐。
过(氧化)亚硝酸盐生成的比率取决于一氧化氮和超氧化物(一级动力学)的浓度,这个反应倾向于扩散控制。
在生物体内,由于二氧化碳和碳酸氢根的普遍存在,过(氧化)亚硝酸盐根二氧化碳快速反应,生成反应中间体,这些中间体是可以高效的氧化和硝化的物质。
除此之外,过(氧化)亚硝酸盐可以经过质子化生成过氧乙酸,过氧乙酸是很强的氧化剂。
过氧化氢可以与过渡态金属发生氧化还原反应,生成羟基(芬顿反应)。
然而,如果吞噬细胞释放髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO),次氯酸就会产生,次氯酸也是一种强力氧化剂。
除了一些被发现的活性中间体,一些次要的自由基也可以形成,如烷基、过氧自由基和烷氧自由基。
一般而言,在反应中,次要的自由基反应活性低且有更多的选择性。
在机体中,这些活性氧和氮的形成和浓度的稳定取决于很多因素,包括:前体的形成率,解毒反应,酸碱度和过渡金属的可利用性。
三、细胞内和血管中氧化剂的来源1.线粒体所有的肝细胞和脉管产生的主要的初始氧化活性物质就是超氧化物和过氧化氢。
研究生课程论文(作业)封面(2014 至2015 学年度第1 学期)课程名称:兽医内科学专题课程编号:206332学生姓名:学号:年级:2014级任课教师:提交日期:2014年11月25日成绩:__________________教师签字:__________________开课---结课:第 1 周---第18 周评阅日期:年月日东北农业大学研究生部制Nrf2-Keap1抗氧化系统与肝脏疾病(东北农业大学动物医学院,黑龙江哈尔滨150030)摘要氧化应激与肝脏疾病关系密切。
Nrf2-Keap1是细胞抵御氧化应激的一个重要调控系统,可诱导抗氧化酶及Ⅱ相解毒酶的表达,清除活性氧族,减轻细胞凋亡,本文对Nrf2-Keap1抗氧化系统进行概述,探讨其与肝脏疾病的联系。
关键词:Nrf2-Keap1;氧化应激;肝脏Nrf2-Keap1 Antioxidant System and Liver Disease (College of veterinanry Medicine,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)AbstractOxidative stress and liver disease are closely related. Nrf2-Keap1 is an important regulatory system cells against oxidative stress, and can induce the expression of phaseⅡdetoxifying enzymes, scavenging reactive oxygen species, reducing apoptosis, This article mainly reviewed Nrf2-Keap1 antioxidant system, discussing its links with liver disease.Key words: Nrf2-Keap1; oxidative stress; liver引言Nrf2是一个由氧化应激介导的转录因子,伴随一系列下游目的基因以保护细胞。
抗氧化剂在肝病治疗中的应用研究近年来,抗氧化剂在肝病治疗中的应用备受关注。
肝病是指肝脏损伤或疾病所引起的一系列临床表现,包括各种原因引起的肝炎、肝纤维化、肝硬化、肝癌以及药物或毒物引起的肝损伤等。
肝脏是人体内最重要的器官之一,具有多种功能,如代谢、排泄、免疫等。
因此,肝功能异常会直接影响人体健康,甚至威胁生命。
而氧化应激是引起肝脏损伤的重要原因之一。
抗氧化剂的作用即是清除自由基,减轻氧化应激反应,从而保护肝细胞。
本文将重点介绍抗氧化剂在肝病治疗中的作用及应用现状。
一、抗氧化剂的类别抗氧化剂是指能够清除自由基的化合物或物质。
在肝病治疗中,应用广泛的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、硒、花青素、茶多酚、姜黄素等。
这些抗氧化剂具有不同的化学性质和机制。
1. 维生素C维生素C是一种可以水溶性的抗氧化剂,常见于新鲜水果和蔬菜中。
它可以清除自由基、还原氧化物和修复受损蛋白质,从而具有抗氧化作用。
此外,维生素C 还能促进铁的吸收和代谢,并且具有免疫调节作用。
在肝病治疗中,维生素C可以减轻肝细胞氧化损伤,减缓肝纤维化和肝硬化的进展。
2. 维生素E维生素E是一种脂溶性的抗氧化剂,常见于坚果、种子和植物油中。
它主要作用是防止脂质过氧化,保护细胞膜,同时还能调节免疫功能、抗血小板聚集和抗炎反应。
在肝病治疗中,维生素E可以减轻肝细胞损伤,减少肝纤维化和肝硬化风险。
3. 硒硒是一种微量元素,常见于谷类、海鲜和动物内脏中。
它是一种重要的辅酶,可以参与多种酶的活性中心。
此外,硒还具有抗氧化作用、调节免疫功能、防止血小板聚集等作用。
在肝病治疗中,硒可以减轻肝细胞氧化损伤,并且能够降低肝癌的发生风险。
4. 花青素花青素是一类天然色素,常见于蓝莓、石榴、黑枸杞等植物中。
它具有强烈的抗氧化作用,可以清除自由基,降低氧化应激水平。
此外,花青素还有抗炎、增强免疫力、保护心脏等作用。
在肝病治疗中,花青素可以减少肝细胞氧化损伤,降低肝癌的发生率。
诱导肝脏产生TNF-α过程是急性酒精中毒氧化应激一个关键因素肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的生产是酒精性肝损伤的发病机制中的一个关键因素。
氧化应激和内毒素在酒精诱导的肿瘤坏死因子生产过程中都有涉及。
然而,这些因素之间的因果效应的关系没有得到充分的定义。
目前的研究,一般使用的急性酒精肝损伤的小鼠模型用来确定急性酒精中毒诱导的TNF-α产生的关键因素。
酒精的灌胃剂量为6克/公斤剂量129/Sv,由测量蛋白质水平,免疫组化,和mRNA表达来证明能诱导肝脏Kupffer细胞产生的TNF-α。
酒精中毒引起的肝损伤与血浆内毒素和肝脏脂质过氧化增加相关。
用内毒素中和蛋白来治疗可以显著抑制酒精诱导血浆内毒素的高度,肝脂质过氧化和抑制TNF-α产生。
治疗通过使用抗氧化剂,N -乙酰- L -半胱氨酸,或二甲基亚砜,虽然不能降低血浆内毒素的高度,但可以显著防止酒精引起的肝脂质过氧化反应,TNF-α产生和脂肪变性。
这些所有的治疗可以防止酒精引起的肝脏坏死性细胞死亡。
因此,本研究将系统区分血浆内毒素升高,肝氧化应激,急性酒精中毒导致TNF-α产生之间的关系,结果表明,氧化应激在急性酒精中毒中介导了内毒素诱导的肝TNF-α产生饮酒所致的肝脏疾病在美国的疾病和死亡中为首要原因。
虽然有些药物已经用于预防和治疗酒精性肝病的实验模型或诊所试验评估,目前有没有FDA批准的治疗方案。
对酒精诱导的细胞损伤的发病机制的调查可能会提供开发新疗法的基础。
现已提出一些有关酒精导致细胞损伤的机制的假设中,氧化应激和促炎细胞因子的生产,被公认的首先的致病因素。
酒精代谢的主要途径存在于肝脏,位于不同的亚细胞间隔的每个细胞质,微粒体的乙醇氧化系统的内质网中的酒精脱氢酶和在线粒体中的醛氧化酶.所有三个结果会产生活性氧(ROS),包括超氧阴离子,羟基自由基和过氧化氢。
当氧化应激发生在肝脏,细胞的抗氧化能力是在足以应付与活性氧的积累的。
酒精引起的肝脏氧化应激已反复检测ROS的来证明,在这病人和动物的模型中通过测量脂质过氧化反应和氧化应激标志物。
肝脏内抗氧化作用的生化机制肝脏是身体最重要的器官之一,负责许多重要的生理功能,包括制造胆汁、代谢药物、调节血糖水平和清除毒素等。
一个健康的肝脏需要足够的营养和抗氧化保护来保持正常功能。
在本文中,我们将探讨肝脏内抗氧化作用的生化机制。
抗氧化剂的作用首先,我们需要了解抗氧化剂在肝脏中的作用。
氧化应激是指因体内氧化过程产生的自由基和其他反应性分子对细胞结构和功能的损害。
抗氧化剂是一类化合物,它们能抑制氧化应激并保护细胞免受损害。
在肝脏中,抗氧化剂的主要作用是抑制自由基生成,减少细胞膜的过氧化和蛋白质的氧化等反应。
肝脏内抗氧化系统肝脏内存在多种抗氧化保护机制,包括酶和非酶反应。
其中,最重要的抗氧化酶是谷胱甘肽过氧化酶和超氧化物歧化酶。
谷胱甘肽过氧化酶是肝脏中最重要的抗氧化酶之一。
它能将自由基和其他反应性分子还原为无害的物质。
它的功能取决于其对谷胱甘肽的还原。
谷胱甘肽是一个三肽,由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成。
谷胱甘肽过氧化酶通过还原谷胱甘肽,将被氧化的物质还原为无害的物质。
在这一过程中,酶本身也会被氧化,但谷胱甘肽再将其还原。
超氧化物歧化酶也是一个重要的抗氧化酶。
它能将细胞内生成的超氧化物离子(O2.-)分解为氢氧离子(H2O2)和氧分子(O2)。
其中,H2O2可以通过其他谷胱甘肽家族成员如谷胱甘肽过氧化酶进一步代谢。
此外,肝脏内还有其他抗氧化系统,如还原性谷胱甘肽、硫代乙醇等。
营养对肝脏内抗氧化机制的影响除了肝脏内的抗氧化机制,饮食中的营养也对抗氧化作用起着重要的作用。
维生素E是一种脂溶性抗氧化剂,可减少自由基的生成和细胞膜的损伤,从而保护肝脏免受氧化应激的影响。
硒是另一个重要的抗氧化营养素。
它是谷胱甘肽过氧化酶和超氧化物歧化酶的组成部分,有助于这些酶的活性。
除此之外,还有其他一些营养素如维生素C、β-胡萝卜素和多酚等均具有一定的抗氧化活性,它们能减少自由基的生成,从而保护肝细胞免受氧化应激的损害。
总结肝脏内抗氧化机制是维护肝脏健康的重要因素之一。
肝损伤靶点
肝损伤靶点是指在肝脏损伤过程中起关键作用的生物分子或生物过程,可以作为治疗肝损伤的靶点。
一些常见的肝损伤靶点包括:
1. 细胞因子和炎症介质:在肝脏炎症和损伤过程中,细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素(IL)等和炎症介质如前列腺素(PGs)、一氧化氮(NO)等起到重要作用。
针对这些靶点的治疗可以减轻炎症反应,保护肝细胞。
2. 氧化应激:氧化应激是导致肝脏损伤的重要机制之一。
抗氧化剂如谷胱甘肽、维生素 E 等可以减轻氧化应激,保护肝细胞。
3. 肝细胞死亡途径:肝细胞的死亡途径包括凋亡、坏死等。
调节肝细胞死亡途径的分子如 Bcl-2 家族蛋白、caspase 家族蛋白酶等可以作为治疗靶点,减少肝细胞死亡。
4. 肝纤维化相关靶点:肝纤维化是肝脏损伤的重要后果之一。
针对肝纤维化相关靶点如转化生长因子-β(TGF-β)、基质金属蛋白酶(MMPs)等的治疗可以减缓或逆转肝纤维化进程。
5. 肝脏再生和修复:促进肝脏再生和修复的靶点如肝细胞生长因子(HGF)、表皮生长因子(EGF)等可以加速肝细胞的再生和修复,促进肝脏功能的恢复。
这些靶点是肝脏损伤治疗的研究热点,但需要注意的是,不同类型的肝损伤可能涉及不同的靶点,治疗策略需要根据具体情况进行个体化选择。
同时,针对肝损伤靶点的治疗仍需要进一步的临床研究和验证。
如果你有肝损伤相关的问题或需要更详细的信息,建议咨询专业医生或医疗机构。
肝损伤的分子机制与肝脏保护措施概述:肝脏是人体内重要的器官之一,负责多项关键生理功能,包括代谢、解毒和合成等。
然而,由于不良的生活方式、疾病或环境因素的影响,肝脏可能遭受损伤。
本文将探讨肝损伤的分子机制,并介绍几种常见的肝脏保护措施。
一、肝损伤的分子机制1. 氧化应激:氧化应激在肝损伤中扮演重要角色。
当细胞受到外界刺激时,会产生过量的自由基物质,如超氧阴离子、羟自由基和一氧化氮等。
这些自由基能够破坏细胞结构和DNA,导致细胞死亡并引发炎症反应。
2. 炎症反应:在肝组织受到损伤后,免疫系统会释放多种细胞因子和介质进入血液循环,并招募炎性细胞前来清除病原体和坏死细胞。
然而,在某些情况下,炎症反应可能失控,导致过度的炎性细胞浸润和组织损伤。
这种不受控制的炎症状态可以引发肝纤维化和肝硬化等严重并发症。
3. 应激激素:应激激素如肾上腺皮质激素在调节肝脏功能中起着关键作用。
长期的压力、焦虑和抑郁等因素会导致肾上腺皮质激素水平升高,从而干扰正常的免疫和炎症反应。
二、肝脏保护措施1. 饮食调整:合理饮食是保护肝脏健康的重要措施之一。
增加富含维生素C、E和β-胡萝卜素等抗氧化剂的摄入,能够减少氧化应激对肝脏造成的损伤。
此外,限制高盐、高脂肪以及含酒精饮料的摄入也是预防肝损伤的有效措施。
2. 避免药物滥用:某些药物对肝脏具有毒性,滥用可能导致严重的肝损伤甚至药物性肝衰竭。
因此,在使用任何药物前应咨询医生,并遵循正确的用药指导。
3. 保持适量运动:适度的运动可以刺激肝脏血液循环和代谢,有助于降低胆固醇水平及脂肪堆积。
对于患有脂肪肝等疾病的人来说,适当的锻炼还可以帮助改善病情。
4. 减少焦虑和压力:长期处于焦虑和压力状态下会增加激素水平,并损害肝脏功能。
通过学习放松技巧、寻求支持和适当社交活动等方式,减轻压力将有助于促进肝脏健康。
5. 定期体检:定期进行体检是早期发现并预防肝损伤的关键。
通过监测相关指标如肝酶、胆红素和血脂等,可以及时诊断出肝损伤并采取相应的治疗。
氧化应激在肝脏损伤中的作用肝脏是人体内最大的内脏之一,其在人体的正常活动中起着至关重要的作用。
然而,肝脏损伤是一种非常常见的疾病,其发生原因多种多样,其中氧化应激也是一种非常重要的因素。
本文将从氧化应激的概念、机制及其与肝脏损伤的关系等方面来进行探讨。
一、氧化应激的概念及机制氧化应激是指在人体内存在一些过氧化物和自由基等的化学物质,这些化学物质会与细胞中的各种分子结构进行反应。
由于细胞内分子结构的破坏和损伤,会导致人体的生理正常功能受到影响。
氧化应激的产生机制是非常复杂的,其原因有很多,比如自由基、重金属等化学物质的作用或是病毒感染等。
在人体内,氧化应激主要通过两个方式产生:一方面是生理性氧化应激,另一方面是病理性氧化应激。
生理性氧化应激是指在人体正常生理活动中,细胞会产生一些氧化性分子,这些分子主要是通过氧化还原反应实现人体的正常功能。
例如呼吸、运动、消化等基本生理活动都需要产生生理性氧化应激。
病理性氧化应激是指细胞内有一些不正常的化学反应,这些反应会导致过度的氧化损伤。
过度的氧化损伤会直接导致DNA的成本抵消、蛋白质的脱失、细胞膜的破损等,严重的情况下甚至可以导致细胞死亡。
二、氧化应激与肝脏损伤的关系在肝脏中,氧化应激和肝脏损伤之间的关系已经得到了越来越多的研究,氧化应激在肝脏炎症、胆汁淤积、脂肪肝、肝纤维化等疾病中都发挥了重要的作用。
(一)氧化应激与肝炎症肝炎症是指肝脏组织发生炎症反应所引起的一系列细胞病变。
研究表明,肝炎症使得细胞内的自由基和氧化物质增多,从而导致氧化应激的产生。
而氧化应激的产生,则会导致肝细胞的氧化损伤加重,加速肝脏的进一步病变。
(二)氧化应激与脂肪肝脂肪肝又称脂肪沉积性肝病,是指肝细胞内储存了过多的脂肪,导致某些脂质有害物质的蓄积,进而导致肝脏发生病变。
研究表明,脂肪肝中细胞内脂质的过多存储,反过来也会引起一定的氧化应激。
当氧化应激达到一定程度时,会导致肝脏的细胞膜的破坏,炎症的加重,从而加速脂肪肝病的进一步恶化。
维生素c保护肝细胞的原理
维生素C(抗坏血酸)作为一种抗氧化剂,可以帮助保护肝细胞。
以下是维生素C保护肝细胞的原理:
1. 抗氧化作用:维生素C具有强大的抗氧化活性,可以中和自由基,减少自由基对肝细胞的损伤。
自由基是一类高度反活性的分子,会在氧化过程中产生,可能对细胞膜、DNA和其他细胞结构造成损伤,维生素C可以提供电子给自由基,将其中和并减少在细胞中的损害。
2. 改善铁负荷:肝脏是负责储存铁的主要器官,但在某些疾病状态下(如肝炎、肝纤维化等),会导致肝脏内铁负荷过高。
过量铁可以通过催化自由基生成而引起肝脏损伤。
维生素C可以增加铁的溶解度,促进铁离子的转运和排泄,从而减少对肝细胞的损害。
3. 抗炎作用:维生素C还具有一定的抗炎作用。
慢性肝炎、肝纤维化等肝病往往伴有炎症反应,炎症反应可以导致氧化应激,增加肝细胞损伤的风险。
维生素C可以抑制炎症介质的释放和炎症反应,从而减少对肝细胞的伤害。
总的来说,维生素C通过其抗氧化和抗炎作用,可以减轻氧化应激和炎症反应对肝细胞的损伤,保护肝细胞的健康。
然而,需要注意的是,维生素C的保护作用可能会受到剂量、个体差异和其他因素的影响,具体使用时应在医生的指导
下进行。
一、前言肝脏是人体最大的实质性器官,执行大量的新陈代谢的功能,是药物和其他异物如杀虫剂主要的代谢器官。
这些功能的实行需要线粒体中很多的有氧代谢来提供足够量的三磷酸腺苷(ATP)。
然而,这种代谢过程可不断产生一些氧化活性物质(reactive oxygen species,ROS)。
除此之外,药物的代谢和炎症时细胞的损伤能明显地增加细胞与器官氧化应激的负担。
本篇重点讨论活性氧和过氧化硝酸盐的形成,介绍不同细胞和血管腔隙中抗氧化系统,并分析肝脏中过多的氧化应激所产生的不良后果。
二、活化氧和氮的中间产物氧分子可以通过一个电子的转移生成超氧化物(O2-),过氧化氢(H2O2),羟自由基(OH.),然后可以生成水。
超氧化物不稳定,可在超氧化物歧化酶的作用下快速生成过氧化氢和单价氧分子,以及另一个ROS。
然而,在一氧化氮中,超氧化物易跟一氧化氮反映,生成过(氧化)亚硝酸盐。
过(氧化)亚硝酸盐生成的比率取决于一氧化氮和超氧化物(一级动力学)的浓度,这个反应倾向于扩散控制。
在生物体内,由于二氧化碳和碳酸氢根的普遍存在,过(氧化)亚硝酸盐根二氧化碳快速反应,生成反应中间体,这些中间体是可以高效的氧化和硝化的物质。
除此之外,过(氧化)亚硝酸盐可以经过质子化生成过氧乙酸,过氧乙酸是很强的氧化剂。
过氧化氢可以与过渡态金属发生氧化还原反应,生成羟基(芬顿反应)。
然而,如果吞噬细胞释放髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO),次氯酸就会产生,次氯酸也是一种强力氧化剂。
除了一些被发现的活性中间体,一些次要的自由基也可以形成,如烷基、过氧自由基和烷氧自由基。
一般而言,在反应中,次要的自由基反应活性低且有更多的选择性。
在机体中,这些活性氧和氮的形成和浓度的稳定取决于很多因素,包括:前体的形成率,解毒反应,酸碱度和过渡金属的可利用性。
三、细胞内和血管中氧化剂的来源1.线粒体所有的肝细胞和脉管产生的主要的初始氧化活性物质就是超氧化物和过氧化氢。
细胞内一种主要的连续的超氧化物形成的来源就是:线粒体中的电子传递链。
每个细胞中约有2%的氧用来产生超氧化物。
即使在生理条件下,还原型辅酶I脱氢酶(复合体1)和泛醌-细胞色素b复合体(复合体3)也能释放超氧化物。
研究发现,在缓慢的安静状态下,每分钟呼吸四次,线粒体中超氧化物的形成最多,话句话说,当呼吸链中的组分主要处于简化形式时,超氧化物的形成最多。
当线粒体受损时,线粒体中的超氧化物可以明显增加。
当超氧化物从电子传递链中释放出来时,它可以和一氧化氮反应生成过(氧化)亚硝酸盐。
据推测,线粒体中包含一氧化氮合成酶(NOS)。
然而,是否真的存在一氧化氮合成酶还是个问题。
不过,当一氧化氮从线粒体外扩散进线粒体时,线粒体中也可以形成过(氧化)亚硝酸盐。
除了位于线粒体内膜的电子传递链,位于外膜上的单胺氧化酶也可以产生一定量的过氧化氢,它是通过生物胺的氧化脱氨作用产生的。
由于定位的关系,单胺氧化酶对线粒体内和胞浆内的氧化应激具有重要的贡献。
已证实,线粒体的氧化应激与它在某种情况下的功能异常有关:如缺血再灌注,化学缺氧,细胞外的氧化应激,乙醇的毒性和胆汁酸。
在对乙酰氨基酚肝毒性中,活性氧和过(氧化)亚硝酸盐在线粒体中形成。
2.微粒体在异源性物质I相代谢的过程中,微粒体中的细胞色素P450酶类系统可以释放活性氧中间体。
有资料显示,分离出的微粒体可以产生过氧化氢和超氧化物。
然而,药物代谢的体内实验很少能证实氧化应激的增加,说明体内完整的细胞中细胞色素P450酶类和分离出的微粒体相比,产生的氧化活性物质比较少。
另一方面,细胞色素P450 2E1是肝脏中乙醇代谢时,产生氧化活性物质的主要来源。
此外,肝脏中的药物代谢可以引起二次氧化应激,例如,损伤线粒体和影响过渡态金属的动员。
一种严重的氧化应激可以通过氧化还原因子的代谢产生,如敌草快,百草枯,维生素K。
这些化合物质可以通过细胞色素P450还原酶转化为一种基础的物质,从而可以为氧转化为超氧化物提供原始材料。
氧化还原循环的因子在被排泄和产生强大的氧化应激前,可以经历很多的循环,使肝脏严重受损。
3.过氧化物酶体过氧化物酶体包括很多的氧化酶,例如,脂肪酸酰基辅酶A氧化酶,氨基酸氧化酶和尿酸氧化酶,它们的主要作用就是产生过氧化氢。
这是因为在过氧化物酶体中有很多过氧化氢酶,在生理条件下,对其不利的影响很少。
然而,高脂饮食和药物这些过氧化物酶体增值剂可以引起脂肪酸酰基辅酶A氧化酶的增加,并增加细胞器中氧化应激的可能性。
4.胞浆黄嘌呤脱氢酶是所有肝细胞的胞浆中主要的酶。
虽然在肝脏的三种细胞中,这种酶的活性是一样的,但是肝细胞包含了大于85%的该种酶的总活性。
长期的缺血和某些药物可以引起该酶的蛋白水解,导致结合辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的能力降低。
相反,这种酶可以起到氧化酶的活性,它通过把氧分子作为电子接受体,这样可以在胞浆中产生超氧化物和过氧化氢。
不久前,黄嘌呤脱氢酶(XO)被认为是在缺血再灌注时的细胞内活性氧形成的主要来源。
然而,在肝细胞中,黄嘌呤脱氢酶(XO)是否可以产生一定量的相关的氧化应激得到质疑。
在培养基中,限制黄嘌呤或次黄嘌呤的供应,可能是黄嘌呤脱氢酶(XO)相关的活性氧形成持续性和程度的限制性因素。
这说明黄嘌呤脱氢酶(XO)可能是枯否细胞中活性氧的一个来源,当它被肝细胞释放时,就和内皮细胞结合在一起,成为血管内皮细胞中氧化应激的主要来源。
5.血管的氧化应激枯否细胞激活和肝脏中的中性粒细胞募集可在下列情况下发生:药物代谢,缺血再灌注,内毒素血症,酒精性肝炎和阻塞性胆汁淤积症,这可能会引起肝损伤。
许多炎性介质被激活,包括激活的补体因子、肿瘤坏死因子和血小板活性因子,枯否细胞也被激活,中性粒细胞被招募,用来增强超氧化物的形成,枯否细胞的位置是固定的,它位于窦状小管内。
枯否细胞中还原型辅酶Ⅱ(NADPH)氧化酶产生的超氧化物,被释放到窦状小管内和窦周隙。
因为和其它细胞挨得很近,枯否细胞产生的活性氧可以直接引起细胞损伤,血管的抗氧化剂可以抑制这种现象。
与枯否细胞相比,附于血管内皮细胞上的中性粒细胞只有在过度刺激时才会产生细胞毒性介质。
然而,在机体的病理生理中,这种现象罕见发生。
当发生趋化刺激、迁移,中性粒细胞粘附到肝细胞后,才会引起损伤。
这个过程需要很多的粘附分子,包括:B2整合素和细胞间粘附分子-1(ICAM-1)。
B2整合素Mac-1 (CD11b/CD18)的上调与跟这个受体的粘附性是中性粒细胞诱导产生活性氧的关键因素。
每个中性粒细胞引发的肝损伤中都可见到Mac-1的表达,这种现象证实了上述假说。
此外,加入Mac-1的抗体,中性粒细胞引起的缺血后氧化应激明显减低,抑制中性粒细胞引发的肝损伤。
还有,在CD18基因敲除的小鼠中,当患上阻塞性胆汁淤积症或者用萘基异氰酸酯处理时,中性粒细胞诱发的氧化应激和引起的损伤是明显降低的。
活化氧在中性粒细胞介导的细胞杀伤中的作用机制还不清楚。
共培养系统显示:在体外,超过15小时,活化的中性粒细胞通过蛋白酶的释放引起肝细胞损伤,而不是通过氧化应激。
然而,最近的研究发现:通过迁移和中性粒细胞粘附所产生的活化氧,不仅可以引起脉管系统内的氧化应激,在细胞内也可以引起。
在中性粒细胞毒性中,3-氯酪氨酸蛋白加合物和改造的次氯酸蛋白决定簇的出现证明在目标细胞中,中性粒细胞衍生的氧化剂的存在。
此外,在谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)基因敲除的小鼠中,对中性粒细胞毒性的高敏感性说明:中性粒细胞可以通过活化氧杀伤肝细胞,这个过程发生在中性粒细胞侵袭不到一小时的时候。
我们怎么解释体内试验和体外培养系统中结果的明显不同呢?对这种相反的结果的最可能的解释就是:肝细胞的作用不同。
在体内,当中性粒细胞引起趋化因子细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的上调,形成和释放CXC趋化因子的时候,肝细胞暴露在相同的炎性介质中。
趋化因子和细胞间粘附分子-1(ICAM-1)对中性粒细胞的趋化和粘附在肝细胞上起重要的作用,这是中性粒细胞脱颗粒和长期持续的活化因子形成的最后激活步骤。
相比之下,所有的控制肝脏细胞的共培养实验都做了。
既然中性粒细胞不侵袭正常的细胞,它们在机体中并不是稳固的粘附,它们的毒性取决于炎性因子过度的刺激。
虽然活性氧可能会产生,但它可能不够引起毒性,不易接近肝细胞。
因此,体外的细胞毒性可能是有蛋白酶的缓慢消化引起的,而不是因为活性氧的快速的定向攻击。
四、氧化应激的病理生理结果1.脂质过氧化肝细胞中的氧化应激可以引起脂质过氧化(LPO),这是引起细胞损伤的较常见的机制。
然而,在定量的基础上,机体内的脂质过氧化(LPO)还不足以引起直接的细胞死亡。
在细胞内,单独的过量的超氧化物形成通过脂质过氧化(LPO)也不足以杀伤肝细胞,即使在谷胱甘肽耗竭的情况下。
除了活化氧形成外,体内肝脏中过多的脂质过氧化(LPO)被发现出现在下列情况下:细胞内的抗氧化剂如维生素E和谷胱甘肽(GSH)耗竭,胞膜中出现大量的多不饱和脂肪酸,还有就是铁从细胞内的储存库中被动员。
如果这些因素一起出现,过量的脂质过氧化(LPO)就会引起严重的细胞损伤。
然而,在很多病理生理情况下,脂质过氧化(LPO)是很少的,直接引起细胞损伤的可能性不大。
这是不是就意味着脂质过氧化(LPO)不重要?脂质过氧化(LPO)产物是中性粒细胞强有力的趋化因子,可以调节超氧化物的形成。
此外,脂质过氧化(LPO)产物可能增加趋化因子的形成。
这些发现可以解释除了原先的调节因子的形成外,脂质过氧化(LPO)产物在控制炎症反应中的作用。
此外,在活化的星状细胞中,脂质过氧化(LPO)产物促进胶原蛋白基因的表达,并可以诱发纤维化。
因此,在某些病理生理情况系,脂质过氧化(LPO)产物可能是重要的信号分子。
2.过(氧化)亚硝酸盐的形成过(氧化)亚硝酸盐跟二氧化碳反应生成硝化产物,继而又和酪氨酸发生反应。
在对乙酰氨基酚肝毒性期间,在线粒体中,一种线粒体中的氧化应激可以跟一氧化氮在诱导型一氧化氮合酶的作用下合成过(氧化)亚硝酸盐。
当胞浆和线粒体中的谷胱甘肽(GSH)被大量消耗时,过(氧化)亚硝酸盐被认为是细胞损伤的关键调节因子,减少过(氧化)亚硝酸盐,不仅可以减少细胞死亡,还能促进细胞循环活化与增殖。
虽然,详细的机制没有完全搞清楚,过(氧化)亚硝酸盐被认为在线粒体膜通透性转换(MPT)转运孔的开放中起作用。
膜通透性转换(MPT)破坏线粒体中的膜电位,引起ATP的耗竭,释放膜间隙蛋白,如:核酸内切酶G和凋亡诱导因子,它们可以进入细胞核,进而使DNA断裂。
这些足以说明对乙酰氨基酚诱导的坏死的发展过程。
在肝脏的缺血再灌注损伤中,肝脏中可以检测到硝基酪氨酸残基,在酒精性肝病中也可发现,但是相关的病理生理过程还不清楚。