氧化应激及其生理学作用

２００８拄　第２９卷　ｌ０月　第５期　首都医科大学学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃａｐｉｔａｌ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　０ｃｔ．２００８　Ｖ０ｌ＿２９　Ｎｏ．５　

氧化应激在锰神经毒性中的作用　

张杰　李洁　吴萍　

（１．首都医科大学公共卫生与家庭医学学院；２．北京市丰台区疾病控制与预防中心）　・综　述・　

【摘要】　长期的锰暴露，可以引起锥体外系的神经损伤，出现类帕金森病的｝临床症状。虽然锰的神经毒性作用机制至今还不清　楚，但是已有的研究表明其很可能与机体内的氧化应激状态有关。本文将从锰诱导的氧化应激对线粒体的损伤、对多巴胺能神　经元及对体内钙、铁离子代谢影响的研究进展作一综述。　【关键词】锰；线粒体损伤；神经毒性；氧化应激　【中图分类号】Ｒ　１３６．３　１　

Ｒｏｌｅ　ｏｆ　Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　Ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｍａｎｇａｎｅｓｅ－ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｎｅｕｒｏｔｏｘｉｃｉｔｙ　

Ｚｈａｎｇ　Ｊｉｅ　，Ｌｉ　Ｊｉｅ　，Ｗｕ　Ｐｉｎｇ　（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＳｃｈｏｏｌ　ｏｆＰｕｂｌｉｃ　Ｈｅａｌｔｈ　ａｎｄ　Ｆａｍｉｌｙ　Ｍｅｄｉｃｉｒｖｅ，Ｃａｐｉｔａｌ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；　

２．Ｃｅｎｔｅｒｆｏｒ　Ｄ　ｅ∞ｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｆｏｒ　Ｆｅｎｇｔａｉ　ｏｆＢｅｉｊｉｎｇ）　

【ＡＢＳＴＲＡＣＴ】Ｌｏｎｇ　ｔｅｒｍ　ｅｘｐｏｓｕｒｅ　ｔｏ　ｍａｎｇａｎｅｓｅ　ｍａｙ　ｉｎｄｕｃｅ　ｅｘｔｒａｃｏｒｔｉｃｏｓｐｉｎａｌ　ｔｒａｃｔ　ｄａｍａｇｅ　ｉｎ　ｎｅｒｖｏｕｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｕｓｉｎｇ　Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ．１ｉｋｅ　ｄｉｓｅａｓｅ．Ｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｎｇａｎｅｓｅ—ｉｎｄｕｃｅｄ　ｎｅｕｒｏｔｏｘｉｃｉｔｙ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｃｌｅａｒ，ｓｔｕｄｉｅｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｍｉｇｈｔ　ｂｅ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｓｔａｔｕｓ　ｉｎ　ｖｉｖｏ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｓ　ａ　ｒｅｖｉｅｗ　ｏｎ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｕｐ—ｔｏ—ｄａｔｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇ　ｍａｎｇａｎｅｓｅ—ｉｎｄｕｃｅｄ　ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ　ｄａｍａｇｅ，ｉｍｐａｃｔｓ　ｏｎ　ｄｏｐａｍｉｎｅｒｇｉｅ　ｎｅｕｒｏｎｓ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｉｎ　Ｃａ“，Ｆｅ“ｉｏｎ　ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ．　【ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ】ｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ　ｄａｍａｇｅ；ｎｅｕｒｏｔｏｘｉｃｉｔｙ；ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｓｔｒｅｓｓ　

氧化应激反应与人类疾病关系研究

氧化应激反应是一种生理学过程，是维持生命和代谢正常所需要的反应。然而，当这种反应出现失调时，就会损害人体组织和器官，诱发多种疾病。本文将介绍氧化应激反应与人类疾病之间的关系以及相关的研究。

1. 氧化应激反应的定义和机制

氧化应激反应是指细胞内的氧分子与有机物发生反应，被称为氧化反应。在这一过程中，细胞内可以产生自由基，它们是氧化产物中的一部分。自由基是一种未成对电子的化学物质，可以对细胞膜和DNA等生物分子造成损害。细胞内有机体本身可以清除这些自由基，这种过程被称为抗氧化反应。

2. 氧化应激与人类疾病的关系

氧化应激反应失调对人类健康会产生影响。被证实的疾病包括心血管疾病、脑部疾病、糖尿病、癌症和衰老等。

在心血管疾病中，氧化应激反应的一个主要因素是氧化低密度脂蛋白。之后，这些物质可以损害血管内皮细胞，从而导致动脉粥样硬化和心血管疾病的发生。

在脑部疾病中，氧化应激反应也被证实对神经系统有损害。在帕金森症和阿尔茨海默症中，自由基和抗氧化反应失调可导致神经元的死亡和失去连接。

在糖尿病中，长期高血糖状况可以引起氧化应激反应加剧。该过程包括血管内皮细胞的受损和胰岛 B 细胞自身氧化应激的发生，这些都是导致糖尿病的关键因素。

癌症的发生也与氧化应激反应有关。自由基可以导致DNA的损伤和新生血管生成。此外，癌症细胞可以逃避抗氧化反应，因此抗氧化剂被认为是一种可能的治疗方法。 3. 相关研究

氧化应激反应与多种疾病之间的关系已被广泛探索。在心血管疾病中，抗氧化反应的研究已成为一个热门话题。 Thioredoxin 可以减少氧化应激反应，从而保护心血管系统。除了 Thioredoxin，还有一些其他天然物质，例如硫酸铁、硒和维生素E，它们也可以减轻氧化应激损害，具有一定的预防和治疗作用。

除了天然物质外，还有很多化学物质也可用于氧化应激的调节。例如， N-乙酰半胱氨酸 (N-Acetyl Cysteine, NAC) 是一种抗氧化剂，有被用于肺部疾病、肝炎、肝癌等的治疗。此外， α-麦角硷 (RA) 也可以抑制氧化应激和慢性炎症，具有广泛的治疗潜力。

氧化应激mapk通路

氧化应激和MAPK通路

氧化应激是指自由基和抗氧化剂之间的平衡被破坏，导致细胞损伤。MAPK通路是一条激酶级联反应，在细胞对氧化应激的反应中发挥着至关重要的作用。

氧化应激对MAPK通路的激活

氧化应激可通过多种机制激活MAPK通路，包括：

氧化损伤：自由基可直接氧化MAPK通路中的酶，导致激活。

ROS生成：活性氧（ROS）是氧化应激的主要介质，可激活MAPK通路。

钙离子流：氧化应激可导致钙离子流入细胞，激活MAPK通路。

MAPK通路和氧化应激应答

MAPK通路在响应氧化应激时执行多种功能，包括：

细胞存活：MAPK通路可激活下游靶标，促进细胞存活、增殖和分化。

细胞死亡：MAPK通路也可诱导细胞凋亡和坏死，这取决于激活的特定MAPK亚类。

抗氧化防御：MAPK通路可激活抗氧化酶的转录，增强细胞的抗氧化能力。

炎症反应：MAPK通路与炎症反应的调节有关，包括促炎细胞因子的释放。

MAPK通路中的关键酶

MAPK通路中的关键酶包括：

MAPKKK：丝裂原激活蛋白激酶激酶激酶，是MAPK通路的最高层级。

MAPKK：丝裂原激活蛋白激酶激酶，连接MAPKKK和MAPK。

MAPK：丝裂原激活蛋白激酶，是通路的下游靶标，可激活转录因子和细胞应答。

特定的MAPK亚类和氧化应激

MAPK通路中有三个主要的亚类，包括：

ERK：细胞外调节激酶，在细胞增殖、分化和存活中起作用。

JNK：c-Jun N端激酶，在细胞凋亡和炎症反应中起作用。

p38：p38激酶，在细胞存活、炎症和氧化应激应答中起作用。

不同的MAPK亚类对氧化应激有不同的反应，并且取决于氧化应激的强度和持续时间。

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氧化应激

本综述由解螺旋学员穿山甲说了什么负责整理（2017年12月）

氧化应激（oxidative stress, OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化而导致的组织损伤。1, 2一旦发生氧化应激，许多细胞生物分子，如DNA、脂质和蛋白质就会容易受到自由基引起的氧化损伤，从而导致细胞和最终的组织器官功能障碍。氧化应激与多种疾病有关。

1. 心血管疾病

过多的氧化应激反应物的堆积对血管系统有害1，它们会损伤内皮和平滑肌细胞膜，减少NO水平，氧化四氢生物蝶呤（BH4）作为一氧化氮合酶（NOS）的辅助因子，促进不对称二甲基精氨酸（ADMA）的合成，产生NOS抑制物，抑制鸟苷环化酶。其中的一个机制是低密度脂蛋白（LDL）中的多不饱和脂肪酸氧化成氧化低密度脂蛋白（oxLDL），这也是动脉粥样硬化的一个中间产物。3-5ROS依赖的信号通路引起转录和表观遗传失调，导致慢性低度炎症、血小板活化和内皮功能障碍。4, 6心血管疾病与心肌细胞活性氧族（ROS）的过多有关。7, 8

2. 神经退行性疾病9-11

图1. 氧化应激与各种神经退行性疾病的关系

3. 系统性红斑狼疮（SLE）

SLE的特点是产生有害的自身抗原，炎症因子的过度作用，以及破坏性的组织和器官损

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伤。所有这些紊乱都会因活性氧的异常消耗和过量生成而增强或减弱。12氧化应激在SLE中增加，导致免疫系统失调、细胞死亡信号的异常激活和处理、自身抗体的产生和致死性并发症。自身抗原的氧化修饰引起自身免疫，血清蛋白的氧化修饰程度与SLE的疾病活动和器官损害密切相关。13

4. 慢性阻塞性肺疾病（COPD）

有证据表明COPD患者存在氧化和羰基应激，特别是在急性加重期。14 COPD患者的肺泡巨噬细胞更活跃，释放更多的活性氧，表现为超氧自由基和过氧化氢。15COPD患者激活的外周血中性粒细胞释放的活性氧增加，特别是在病情恶化期间。14COPD常加重期患者体内内源性抗氧化物谷胱甘肽的浓度低于稳定期患者。16