活性氧自由基对心肌细胞损伤效应研究
活性氧自由基对心肌细胞损伤效应研究
*
林灼锋1
李校坤
1,2**
孟 娟
2
(1暨南大学药学院生物制药教研室 广州 510632 2暨南大学医药生物研究开发中心 广州 510632)
摘要 为探讨活性氧自由基对心肌细胞的影响,采用胰蛋白酶酶消化法分离SD 乳鼠心肌细胞,培养于适当的条件并观察其形态学和生理学方面的特征;加入H 2O 2活性氧刺激心肌细胞,模拟氧自由基损伤心肌细胞方式,构建心肌细胞缺血再灌注损伤的模型并了解H 2O 2对心肌细胞的损伤作用。结果表明胰蛋白酶消化分离的心肌细胞能够在体外完好生长,并能够在一段时间内维持其原有的生理特性;MTT 检测结果和形态学观察结果表明H 2O 2对心肌细胞的损伤与其浓度和作用时间呈正比关系,TUNEL 和DNA 凝胶电泳分析结果显示,H 2O 2在心肌细胞中的积累是造成细胞凋亡的主要因素之一。
关键词 心肌细胞培养 H 2O 2 氧自由基 心肌细胞损伤收稿日期:2004 02 25 修回日期:2004 04 19
*国家 863 计划项目(2001AA215131)和国家 十五 创新药物重大专项基金资助项目
**通讯作者,电子信箱:zflwf@s https://www.360docs.net/doc/f311462142.html,
1953年Durrows 和Moscona 首次成功地应用生物酶分离出鸡胚心肌细胞后[1]
,其分离培养技术不断发展,围绕着心肌细胞的质量和数量两方面,形成了多种多样的方法,其中包括离体心脏灌注法、心肌细胞酶浸泡消化法和贴块培养法。对新生幼年动物而言,酶浸泡消化法无论在分离心肌细胞的质量和数量方面,还是在操作方面均为研究人员的首选方案。心肌细胞在体外的成功培养对心肌细胞进行生物学特性的研究,建立一些实验病理模型[2]
,已成为心脏病研究的重要手段之一。本文采用胰蛋白酶酶消化法分离SD 乳鼠的心肌细胞进行体外培养,观察其形态学和生理学方面的特征,并用活性反应氧H 2O 2模拟氧自由基刺激心肌细胞,建立氧自由基损伤心肌细胞的模型,从细胞形态学及其它方面观察H 2O 2对心肌细胞的损伤效应,借此了解心肌细胞在缺血再灌注损伤过程中的损伤状况,为研究相关的抗氧自由基新药提供适当的细胞模型。
1 材料与方法
1 1 材 料
1 1 1 细胞培养材料 Trypsin !、Dulbeccos ?
Minimum Essential Medium (DMEM )、Fatal Bovine Serum(Gibic o BRL),SABC 免疫细胞化学染色试剂盒、anti sarcomeric actin 抗体、DAB 染料(武汉博士德生物公司),细胞培养板(Corning ),MTT 、BrdU (Sigma)。
1 1
2 实验动物 新生(1~3d)SD 乳鼠,雌雄不限,由中山大学医学院动物中心提供。1 2 方 法
1 2 1 新生原代心肌细胞的分离、提纯和培养 从15只新生乳鼠(出生3d 内)采用无菌操作的方式取出心脏,放入4#D Hanks 缓冲液中清洗几次以除去血液。将乳鼠心脏移至另一个无菌的平皿中,用眼科小剪刀剪成1~2mm 2
大小的快状,加入0 08%的胰蛋白酶!消化液中,置37#培养箱孵化5~10min,将上层液体转至10ml 离心管中,1000r min 离心3~5min,去上清,用生长培养基重悬细胞,保存于37#CO 2培养箱。将未消化完的心肌组织块加入消化液,重复上述步骤,直至所有心肌组织消化完毕为止。将所得的心肌细胞转至70ml 的细胞培养瓶中,37#C O 2培养箱培养60~90min,吸取上层细胞悬液至新的培养瓶中,计数后按0 8?105
个 cm 2
平板将细胞加至24孔细胞培养板,同
时加入BrdU 并使其终浓度为0 1mmol L,置5%CO 2~95%O 2的培养箱37#培养,次日将细胞换液,继续培养,同时观察和记录心肌细胞的生长状况。
第24卷第6期
中 国 生 物 工 程 杂 志
CHINA BIOTEC HNOLOGY
2004年6月
1 2 2 免疫细胞化学方法对心肌细胞进行鉴定 将分离的心肌细胞按1?105 cm2的密度接种于6孔细胞培养板,培养3d后用95%的乙醇固定,采用鼠抗兔 sacomeric ac tin antibody及SABC免疫组化染色试剂盒对心肌细胞中的特有的横纹肌肌动蛋白进行定位,对心肌细胞鉴定,同时确定心肌细胞的纯度。
1 2 3 缺血再灌注心肌细胞损伤模型的建立 将分离好的心肌细胞接种到培养板中,置5%CO2 ~95%O2的培养箱37#培养。当细胞培养至融合状态时,加入一定量的H2O2 DMEM刺激细胞,采用H2O2活性氧代替氧自由基的形式,模拟缺血再灌注时氧自由基对心肌细胞的损伤状况,观察心肌细胞的损伤状况。
1 2 4 H2O2对心肌细胞形态学和存活率的影响 将分离的心肌细胞按5?104 孔接种于96孔细胞培养板,培养3d后改用含有不同H2O2浓度(0 4、0 2、0 1、0 05mmol L)的DMEM无血清培养基,培养3h之后换为无血清DMEM培养基,同时在倒置显微镜下观察和记录其形态学的变化,然后加入MTT检测心肌细胞的存活率。
1 2 5 H2O2与心肌细胞凋亡 将分离的心肌细胞按3?105 孔接种于6孔细胞培养板,培养3d后加入含有0 625、1 25、2 5、5 0mmol L的H2O2 DME M 培养液,设立正常对照组,37#继续培养3h,观察细胞形态学变化,并收集细胞,提取细胞基因组,采用1%琼脂糖凝胶电泳分离并观察其基因组的变化。同时将培养了3d的细胞加入浓度为0 05和0 1mmol L H2O2的D ME M培养基刺激细胞,连续培养24h,采用TUNEL法检测细胞凋亡的状况,观察H2O2与凋亡的关系。
2 结 果
2 1 原代SD乳鼠心肌细胞培养
新生大鼠心肌细胞刚分离出来时呈圆形或椭圆形,培养了24h呈椭圆形分散生长,大部分细胞出现搏动,随着培养的时间增加,细胞细胞之间出现网状一样的细胞伪足,从而形成一簇一簇的呈同步搏动细胞团(图1)。这种搏动现象在维持到一定的时间后,心肌细胞的博动便逐渐减慢,
最终停
图1 新生SD乳鼠心肌细胞体外培养1d和10d的细胞形态(?10,?40)
Fig.1 The prim ary culture cardiomyocytes morphology of neonatal SD mouse
(observed under a reverse m icroscope,magnify10tim es and40
times)
图2 心肌细胞免疫细胞化学鉴定图(?40,?200)
Fig.2 Identified cardiac myocytes by immunocytochemical assay After culture3days,cardiac m yocytes were identify by its?specific alpha sarcomeric actin The positive cells were stained yellow brown color(DAB straining,?40,?200)
82中 国 生 物 工 程 杂 志第24卷
止。本次实验观察结果表明,在培养了10d之后,心肌细胞的搏动便开始减弱,但有相当部分细胞在培养了45d之后仍然维持缓慢的搏动状况。
2 2 心肌细胞的鉴定
采用胰蛋白酶酶消化法分离SD乳鼠心肌细胞,培养3d后,根据心肌细胞中所含有的各种蛋白特性,我们将其特有的横纹肌肌动蛋白( sac omeric actin)作为检测鉴定指标,采用免疫细胞化学法对所培养的心肌细胞进行鉴定。根据检测结果(见图2),在培养的细胞中,凡被DAB染上棕黄色的细胞均为心肌细胞,随机对5个显微镜视野中细胞总数和心肌细胞数量进行计算,采用本文所述的细胞分离、纯化和培养的方法所得的心肌细胞纯度可达到95%左右。2 3 H2O2对心肌细胞的影响
不同浓度的H2O2对心肌细胞形态学方面的影响存在显著的差异。形态学观察表明,0 05~ 0 1mmol L的H2O2作用于心肌细胞3h之后,心肌细胞形态变化并不明显。但当H2O2的浓度超过1mmol L时,心肌细胞的形态变化明显加剧,在倒置显微镜下已经可以观察到心肌细胞形态学方面的变化,细胞核与细胞膜均开始收缩,核内的染色体紧缩;当H2O2浓度达到5mmol L时,倒置象差显微镜观察发现,细胞体积缩小,细胞核浓缩,部分细胞核已经开始出现溶解的现象,细胞间的轮角已经变得相当模糊,细胞处于死亡状态(图3)
。
图3 不同浓度H
2
O
2
对心肌细胞形态学的影响(倒置显微镜观察、拍照记录)
Fig.3 The influence of cardiomyocytes m orphology(observing in reverse microscope)
after exposing in different concentration hydrogen peroxide for3hours
A:normal control group(magni fy?100);B:exposing i n1 25mmol L H2O2(magnify?200);
C:exposing i n2 5mmol L H2O2(magnify?200);D:expos ing in5mmol L H2O2(magnify?200)
心肌细胞在含有不同浓度H2O2(0 05、0 1、0 2
和0 4mmol L)的DME M培养基中培养了3 5h之
后,采用MTT法检测细胞存活率。如表1所示,心
肌细胞在不同浓度的H2O2活性氧直接作用下,大
量的细胞死亡。0 1mmol L H2O2浓度直接作用
3 5h,超过10%的细胞死亡;当H2O2浓度达到
0 4mmol L时,接近50%的细胞死亡。
图4所示,H2O2与细胞凋亡存在浓度依赖关
系。0 625mmol L H2O2作用3h,凝胶电泳分析未
见有DNA小片段,这说明细胞基因组染色体仍然
83
第6期林灼锋等:活性氧自由基对心肌细胞损伤效应研究
保持其完整的状态,但随着H 2O 2浓度提高到1 25mmol L 时,电泳检测出现了许多DNA 小片段,这说明细胞相当部分细胞已经处在凋亡阶段;而当H 2O 2浓度达到5mmol L 时,只出现了弥散的泳带,这说明相当部分染色体DNA 已经被降解,而H 2O 2浓度达到10mmol L 时,总DNA 的量也变得更少了。由此可见,心肌细胞在H 2O 2的作用下,细胞的凋亡与H 2O 2的浓度相关。此外,TUNE L 的检测结果表明,0 1mmol L H 2O 2所造成的心肌细胞凋亡远远要比0 05mmol L 的H 2O 2严重得多(图5)。
Table 1 The cardiomyocyte viability treated with H 2O 2
was measured by MTT method
Group The c oncentration of H 2O 2 (mmol L)
A 570nm (x %s )Normal control
00 162%0 00710 050 153%0 01620 10 141%0 01730 20 108%0 012a)4
0 4
0 0898%0 006b)
Table 1the cardio myoc ytes viability was meas ured by MTT me thod The cardiomyocytes were exposed i n H 2O 2for 3 5hours,and de tected the absorb volume of A 570nm in auto equipment a)p <0 01c ompare with the normal control group;b )p <0 001compared wi th the normal control
group
图4 不同浓度的H 2O 2与心肌细胞凋亡的状况(作用5h)Fig.4 Electrophoresis analysis of D NA extracted from culture cultured m yocytes.C ardiac myocytes were exposed in different concentration of H 2O 2for 5hours,extracted the genome DNA and electrophoresis analysis
Lane 1:0 6125mmol L H 2O 2for 5hours;lane 2:1 25mmol L H 2O 2for 5hours;lane 3:2 5mmol L H 2O 2for 5hours;lane 4:5mmol L H 2O 2for 5hours;lane 5:10mmol L H 2O 2for 5hours;lane 6:DNA marker.
3 讨 论
本实验成功培养了新生SD 乳鼠的心肌细胞,
细胞形态变化及搏动规律基本与早期相关文献报道的结果相符[2]
。由于采用了差速贴壁分离技术,根据搏动细胞的比例表明心肌细胞的纯度达到95%,同时采用免疫细胞化学法对心肌细胞进行鉴
定的结果也得出了同样的结果,这说明酶消化法是分离培养心肌细胞简单有效的方法之一。关瑞锦等[3]
的实验研究结果显示,心肌细胞搏动与细胞内部代谢特别是酶活性改变有关,心肌酶学的变化反映了培养心肌细胞的代谢情况。本实验研究过程中,在对心肌细胞连续观察的过程中发现,心肌细胞在体外培养了10d 之后,其搏动频率开始逐渐下降,这说明体外培养过程中,细胞内部的某些代谢平衡被破坏,从而导致搏动频率下降,最终完全停止。
细胞凋亡是真核细胞最基本的生命过程之一,通过激活细胞内源性的自杀机制及时清除生理上不需要的、严重受损的和有潜在危险的细胞。最近研究表明,发生心肌疾病时,如缺血 再灌注损伤、心肌梗塞、心力衰竭等,在人或动物的心脏中,均存在心肌细胞凋亡性死亡
[4,5]
,细胞凋亡是心肌细胞
死亡的一个重要机制,在心脏重塑、心脏功能障碍进一步发展过程中有着重要的作用。导致细胞凋亡的许多刺激因素均能造成细胞内活性氧的产生,另将外源性氧化剂作用于细胞也可以诱导细胞凋亡[6]
,因此活性氧的产生可能直接参与细胞凋亡过程。
自由基引起脂质过氧化反应在心肌缺血 再灌注损伤中起着重要的作用,活性氧自由基是心脏疾病发生及诱导心肌细胞死亡的主要因素之一[7]
。为了更好的了解H 2O 2对心肌细胞的影响,本实验
建立了H 2O 2氧化损伤心肌细胞的模型,观察H 2O 2对心肌细胞影响。H 2O 2是体内氧化代谢的中间产物,同时又是一种活性氧。H 2O 2浓度积累到一定程度对机体细胞产生损伤作用。本实验的研究结果表明,低浓度的H 2O 2对心肌细胞的损伤在形态学方面并不显著,对细胞的生命不存在直接的威胁,同时,细胞凋亡检测结果显示,0 1mmol L 浓度的H 2O 2作用心肌细胞24h,发生凋亡的细胞数量要比0 05mmol L 多得多,但没有发生坏死性死亡;
然而,当H 2O 2浓度达到5mmol L 时,只要作用3h,心肌细胞便出现严重的坏死性死亡。这说明H 2O 2对心肌细胞的损伤具有浓度和时间的依赖
84
中 国 生 物 工 程 杂 志第24卷
图5 H 2O 2浓度与细胞凋亡效应检测图(TUNEL)
Fig.5
The apoptosis concentration relationship o f cardiomyocytes exposed in different
concentration of H 2O 2.Cardiomyocytes were exposed in 0 05mm ol L (A)and 0 10mmol L (B)H 2O 2 DMEM medium a fter incubating for 24hours,two types of specim en was exam ined by TUNEL method
关系。由此可见,建立H 2O 2氧化损伤心肌细胞的模型有助于对抗氧自由基药物的研究,为研究新药提供相关的方式。
参考文献
[1]Poper H M ,Gerrit I Is olated adult cardio myocytes.R aton:CRC
Press Inc N.W.Boca,1989.44~80
[2]
Wang G W,
Dale A.
Schuschke,
et al.M etallothionein
overexpressing neonatal mouse cardiomyocytes are resistant to H 2O 2toxici ty.Am J Physi ol Heart Circ Physiol.1999;276:H167~175
[3]关瑞锦,朱理安,胡锡衷,等.心肌细胞培养与病毒性心肌炎
实验模型的建立。福建医学(Medicine of Fujian),2000,22(1):208~209
[4]Fliss H,Gattinger G.Apoptosi s in is chemic and reperfused rat
myocardium.Circ Res,1996,79;949~956
[5]Itoch G,Tamura J,Suz ukiM ,et al.DNA fragmentati on of human
infracted myocardial cells demonstrated by the nic k end l abeli ng method and DNA agarose gel electrophoresis.Am J Pathol,1995,146;1325~1333
[6]Olivetti G,Abbi R,Quaini F.Apoptosis in the fai li ng human
heat.N Engl J M ed,1997,336:1331~1341
[7]Ferrari G,Agnoletti L,Comini L,et al.Oxidative s tress duri ng
myocardial i schemia and heart fail ure.Eur Heart J,1998,19(s uppl B):B2~B11.
The Cardiomyocytes Injury Efficiency Induced
by Hydrogen Peroxide
LIN Zhuo feng 1
LI Xiao kun
1,2
ME NG Juan
2
(1.Biopharmac y Depart ment of Ji nan University,G uangzhou 510632,China
2.Bi opharmaceutical Research &Development Center,Jinan University,Guangz hou 510632,China)
Abstract To study the cardiomyocytes injury efficiency induced by hydrogen peroxide,isolated the SD neonatal rat cardiac myocytes by trypsin enzyme digestion method,and cultured in suitable medium,observed the physiological charac ter of cardiomyocytes,add some different concentration hydrogen peroxide to induce the m,the change of cellar morphology were observed by reverse microscopy,viability were measure by MTT method and the rat of cardiomyocytes apoptosis were detected terminal deoxynucliotidyl transferase mediated dUTP nick end labeling (TUNEL)and DNA a garose gel electrophoresis analysis.The results indicated that there is a positive relation between the cardiomyocytes injury and the concentration of H 2O 2the sa me as the stimulation times by H 2O 2;H 2O 2is one of important factor to the cardiomyocytes apoptosis.
Key words Cardiomyoc yte Hydrogen peroxide Oxygen free radicals Cardiac myocytes injury
85
第6期
林灼锋等:活性氧自由基对心肌细胞损伤效应研究
蒲螨与人类疾病
蒲螨与人类疾病 崔玉宝 海南医学院检验医学系寄生虫学教研室 海口 Πψεμοτεσμιτεσανδηυμανδισεασεσ ≤∏ ≠∏ ?επαρτμεντοφΠαρασιτολογψ ΜεδιχαλΧολλεγε ∏ ≤ Αβστραχτ ≥ ∏ ∏ × ∏ × ∏ ∏ ∏ ? ∏ ∏ Κεψωορδσ 摘 要 蒲螨为一类农业害螨 部分种类可暂时性或偶然地侵袭人体?该文简要介绍了蒲螨的生物学!生态学!引起人体皮炎的蒲螨种类!皮炎的发生特点以及蒲可寄生人体内引起的疾病?并提出治疗方法和除螨措施? 关键词 蒲螨 皮炎 寄生 3∞2 收稿日期 2 2 修回日期 2 2 蒲螨属于节肢动物门 !蛛形纲 !蜱螨亚纲 !真螨总目 !前气门目° !蒲螨科 ° ?蒲螨种类较多 生境广泛 严重危害农作物 部分种类具重要的医学意义 可引起人体疾病?现就蒲螨与人类疾病简述如下? 1 蒲螨的基本概况 寄生性的蒲螨 其雌螨寄生于某些鳞翅目!
同翅目!鞘翅目!双翅目及膜翅目的幼虫或蛹体上 并刺吸其体液为食?雄螨则终生寄生于母体膨胀的末体上?蒲螨对宿主的选择并不严格 大多数粮仓害虫及农林物昆虫都可被寄生 以球腹蒲螨Πψεμοτεσ?εντριχοσυσ为例 其常见自然宿主有麦蛾!桃枝麦蛾!谷象!棉铃象!四纹豆象!绿豆象!胡椒象!麦茎小蜂!棉斑实蛾!莲纹夜蛾!绵红铃虫!苹果食心虫等 余种?麦蒲螨Πψεμοτεστριτιχι是粮仓中鳞翅目昆虫幼虫及蛹的天敌 其注入毒素于昆虫体内 使其麻痹 甚至死亡 由于其数量的迅速增加和具有毒性的特异性毒液 可引起人类疾病?麦蒲螨与茨氏蒲螨Πψεμοτεσζωοελφερι往往同时出现≈ ?此外 有学者在广州检查屋尘样本时发现赫氏蒲螨 说明蒲螨亦可孳生于人类生活环境中≈ ?蒲螨体甚小 如球腹蒲螨未孕时为 Λ ? Λ 卵圆形 躯体的后半部分节 前足体前缘无悬垂于颚体的板状延伸物?雌螨 足与 足构造相同 各足由 或 节组成 末端有膜质前跗节及爪 个?雌螨妊娠后 末体膨大如球 内含大量同时发育的卵? 蒲螨是胎生螨类 卵!幼螨!若螨都在体内发育 直至成熟后自母体产出?其性别可通过母体透明几丁质体壁观察到的特征而鉴别?母体内发育成熟的雄螨自行移动至母体生殖孔处爬出?产出的雄螨不离开母体 附着于母体膨大的末体上刺吸寄生?子雌螨在母体内移动到生殖孔附近即将产出时 母体外的雄螨以强有力的第 足抓住子雌螨 将其拖出生殖孔 完成生产?一旦雌螨产出生殖孔 母体外的雄螨即与其交尾 行有性生殖?若将所有雄螨都从受孕雌螨的末体移去 雌螨则进行孤雌生殖 产出的螨均为雄性? 2蒲螨性皮炎 蒲螨寄生于昆虫体表 人类受其骚扰是偶然和暂时的?蒲螨叮咬人体后约 被叮咬处即出现持续性剧痒 继而出现皮疹 以丘疹或丘疱疹为主要特征 亦可有荨麻疹或紫红色斑丘疹?皮疹呈圆形或椭圆形 直径 1 ? 1 皮疹上常可见螨叮咬的痕迹 中央有水泡 由于抓挠水泡易被破坏?少数患者可出现全身症状 可有发热!全身不适!乏力!恶心!心动过速!头痛!关节痛等?甚至尿中出现少量蛋白 局部淋巴结肿胀 血检有白细胞增高 诱发哮喘和出现继发感染等?如果患者连续接触蒲螨 则皮炎反复出现症状加重?如无重复接触一般 ? 日后痒感渐退 ? 日后消失?皮炎好发部位为背部!腹部和前臂屈侧等裸露部位 严重者可遍及全身 但以躯干居多 面部较少≈ ?在欧洲 ∏ 地区某农场的猪舍 名工作因接触猪饲料被赫氏蒲螨Πψεμοτεσηερφσι感染引起皮炎?除手和脸外 身体其他部位均有丘疹出现?当患者停止接触该饲料 丘疹迅速消失≈ ?由于蒲螨体小 肉眼难于观察 临床医生检查时常难发现?且当痒状开始时 蒲螨通常已离开宿主?因此 对于不明原因皮炎 检查其环境中体外寄生虫的存在非常重要?在英国 关于蒲螨引起皮炎的报道始于 年 一位渔夫因接触陈旧的樱桃木材发生了急性皮炎 随后在该木材中发现的一种螨 形态学鉴定为博氏蒲螨Π βεχκερι 是导致患者皮炎的原因≈ ? 年 月 法国 2 数人因接触来自南斯拉夫的一种持久开放的Ηελιχηρψσιυμανγυστιφολιυμ花发生瘙痒症?患者第 周即出现红斑样皮损 且中央有水泡 此症状至第 周尚未消失?在那些永久开放美丽的花内发现数不清的!移动迅速的雌性茨氏蒲螨Πψεμοτεσζωοελφερι≈ ?自 至 年得克萨斯州暴发了 次谷痒症 年暴发的第 次皮炎事件起源于工作人员暴露在被球腹蒲螨Πψεμοτεσ?εντριχοσυσ侵袭的小麦 该小麦正被销往一个现代化的大型购物中心?大多数患者出现丘疹症状 另有一员工出现寒战!发热!全身不适!腹泻!食欲不振等症状? 等人提出当临床发现水痘样或恙螨叮咬样皮炎 应考虑蒲螨叮咬的可能性 尤其是患者居所或工作环境有蒲螨孳生物品时≈ ?佛罗里达大学曾发生一起由蒲螨侵袭马及其接触人群引起的皮炎 检查周围环境发现苜蓿草内孳生有大量的麦蒲螨
活性氧自由基与疾病的关系研究进展
活性氧自由基与疾病的关系研究进 展 内江师范学院毕业论文(设计) 中英文摘要............................................................... . (2) 1 前言............................................................... ..................................................................... ...... 3 2 氧自基............................................................... ..................................................................... .. 3 氧自基的种类............................................................... ......................................................... 3 超氧化物自基[O2]............................................................. ............................................ 4 过氧化氢自基源...............................................................
自由基与疾病研究进展_李勇
动物医学进展,2008,29(4):85-88 Pr ogress in Veterinary Medicine 自由基与疾病研究进展* 李勇,孔令青,高洪*,严玉霖 (云南农业大学动物科学学院,云南昆650201) 摘要:随着基础医学和生命科学的不断发展,人们对自由基的研究越来越多,其中就有大量关于自由基与疾病的研究。自由基作为机体的正常代谢产物,在平衡状态下,其在抗菌、消炎和抑制肿瘤等方面具有重要作用和意义;一旦平衡被打破,如机体受到疾病或某些外源性药物和毒物的侵害,自由基便会产生强大的伤害作用,造成生物膜的脂质过氧化损伤,引起酶、氨基酸、蛋白质的氧化破坏,对内脏器官、免疫系统的形态功能产生影响,从而引起机体疾病,甚至死亡。目前,研究发现很多疾病的发生发展都与自由基有关。文章就自由基的产生、种类、与疾病的关系及清除进行了综述。 关键词:自由基;疾病;应用 中图分类号:S852.33文献标识码:A文章编号:1007-5038(2008)04-0085-04 1900年,Comberg提出了/有机自由基(or ganic free radical)0这一概念。此后,大量关于自由基的医学和生命科学研究迅速开展起来。20世纪50年代,H arm an提出了/自由基学说(free radical theo-r y)0,并于1956年发现放射线诱导突变和诱发肿瘤的发病机理与自由基有关。1968年,M cCord和Fridovich报道了超氧化物歧化酶(super oxide dis-m utase,SOD)在抗氧化方面的生物学作用,开创了自由基生物学的新篇章[1]。自由基(fr ee r adicals, FRs)指的是那些游离存在的,含有1个或1个以上不配对电子的分子、离子、原子或原子团,它们是机体正常代谢的产物,在体内有很强的氧化反应能力,易对蛋白质、脂质和核酸等产生伤害,从而引起机体的损伤[2]。自由基也是机体内不可缺少的活性物质,它可作为第二信使参与细胞信号转导[3]。正常情况下,机体的氧化与抗氧化处于一种动态平衡,但在患病或衰老等状态下,会出现由于自由基水平升高而导致的病理现象[4]。 1机体中自由基的产生及种类 1.1自由基的产生 自由基的形成主要有共价键均裂法和电子俘获法2种方式。前者是指共价化合物均裂时共用的电子对被双方平均获得,所形成的产物即为自由基,如A:B y A#+B#。后者是指带有成对电子的有机化合物或无机化合物俘获了一个电子,就可因带有不成对电子而成为自由基,如O2+e y O2-#。体内活性物质代谢异常时也可产生自由基,如细胞硫醇和对苯二酚等发生自氧化或蛋白酶等的催化反应都可引起自由基水平升高[5]。 1.2自由基的种类 1.2.1活性氧及氧自由基活性氧(reactive o xy- g en species,ROS)是指由氧形成并在分子组成上有氧的一类化学性质非常活泼的物质的总称。氧自由基是由活性氧衍生而来的一类自由基。其约占机体总自由基的95%以上[6],包括超氧阴离子O2-#,羟自由基OH#,过氧化氢H2O2,单线态氧.O2,三线态氧3O2等。它们对细胞膜、脂肪组织和蛋白质都会产生影响,从而引起疾病[7]。 1.2.2脂类自由基和脂类过氧化物在活性氧的作用下,组织细胞会因脂质过氧化而产生脂类自由基,如脂自由基L#,烷自由基R#,脂氧基LO#,烷过氧基ROO#,脂氢过氧化物LOOH等。它们的性质稳定且寿命长,可蔓延而发生连锁反应,造成更严重的损伤。生物和理化因素也可引起脂质过氧化,其反应过程及产物脂质过氧化物(lipid perox ida-tion,LPO)对机体都有严重的损害[8]。 1.2.3半醌类自由基通常是指磺素类蛋白、辅酶Q(泛醌)的单电子还原形式或氧化形式。它们一般由苯醌和苯酚类化合物发生氧化还原反应而产生,且广泛产生于许多生命过程之中。这两类化合物在电子传导中起特殊作用,此类自由基还是线粒体中执行功能的主要自由基。 *收稿日期:2007-12-07 作者简介:李勇(1982-),男,云南文山人,硕士研究生,主要从事分子病理学及比较病理学研究。*通讯作者
自由基与疾病的关系
西医发展史上的第二次革命 ——论自由基与疾病关系无论是国内还是国外，SOD都受到科学家和普通百姓越来越多的关注，大量的私人和国家资本源源不断地投入到SOD及自由基的研发中。SOD的作用其实很简单，只有一个——高效清除自由基。那么，什么是自由基呢？人们为什么非要除之而后快呢？ 自由基，化学上也称为“游离基”，是含有一个不成对电子的原子团，它总是试图从其他物质那里夺取的一个电子，使自己形成稳定的物质，因而其化学性质极为活泼，极具攻击性，是机体氧化反应中产生的有害化合物，具有强氧化性，可损害机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。 所有引发自由基的综合因素、尤其是越来越多的外源途径，导致自由基的瞬时增多、过量堆积，而大量自由基就像“高能连锁炸弹”一样，在人体内产生恶性连锁氧化反应，损伤机体的生物大分子和各种细胞成份，降低细胞活性，并使细胞结构和功能遭到破坏，甚至变性变异。 我们了解了自由基在微观分子及细胞水平上的危害，当细胞损伤程度微弱或损伤数量不足时，它往往以我们认为可以忽略不计的轻微不适或查无病因的亚健康状态展示出来，而损伤的积累则会诱发种种疾病。 具体来说，自由基与人体炎症、自身免疫性疾病、辐射损伤、衰老、皮肤疾病、白内障、心脑血管疾病（冠心病、动脉硬化、高血压）、
老年痴呆症、脂肪肝、前列腺病、肾病、糖尿病、癌症等密切相关。下面我们来看看自由基造成损伤的积累后果——各类疾病的具体成因： 1、自由基与心脑血管疾病 心脏和大脑的动脉血管发生粥样硬化是引发心脑血管疾病的常见原因。 动脉粥样硬化的成因则是：自由基攻击血管壁的“低密度脂蛋白”LDL，使其丢失电子变成“氧化低密度脂蛋白”即坏胆固醇，这时作为人体重要免疫细胞的巨噬细胞就会将这种“坏胆固醇”作为异物吞噬掉，进而形成粥样硬化的斑块。 由于动脉粥样硬化，导致血管腔狭窄，血流受阻，心肌细胞和脑细胞供血不足，容易引发缺血性组织坏死。缺血所引发的组织损伤是致死性疾病的主要原因，诸如冠动脉硬化与中风。但许多证据说明仅仅缺血还不足以导致组织损伤，而是在缺血一段时间后又突然恢复供血(即再灌注)时才出现损伤。缺血再灌注造成的微血管和实质器官的损伤，主要也是由再灌注瞬时产生大量自由基所引发的。显然，自由基在心脑血管疾病致病过程中的作用非常关键。 2、自由基与糖尿病 糖尿病致病因素很复杂，遗传、肥胖、衰老、免疫力下降等因素都与糖尿病的发生相关。实验发现，I型糖尿病（胰岛素依赖型糖尿病）和Ⅱ型糖尿病（非胰岛素依赖型糖尿病）患者血清中，自由基含量都明显增加，抗氧化物质明显降低。
活性氧自由基与疾病的关系研究进展样本
中英文摘要........................................ 错误!未定义书签。 1 前言............................................ 错误!未定义书签。2氧自由基.......................................... 错误!未定义书签。 2.1氧自由基的种类.................................. 错误!未定义书签。 2.1.1 超氧化物自由基[O2-] .......................... 错误!未定义书签。 2.1.2 过氧化氢自由基源.............................. 错误!未定义书签。 2.1.3 羟基自由基[HO·].............................. 错误!未定义书签。 2.1.4 单线态氧...................................... 错误!未定义书签。 2.1.5 过氧化脂质.................................... 错误!未定义书签。 2.2氧自由基的相互作用原理.......................... 错误!未定义书签。3氧自由基对人类造成的危害及防治手段................ 错误!未定义书签。 3.1氧自由基会造成什么样的危害...................... 错误!未定义书签。 3.2活性氧自由基的清除和对疾病的减缓................ 错误!未定义书签。 3.2.1 微量元素对活性氧自由基的清除.................. 错误!未定义书签。 3.2.2 药用植物中存在的天然抗氧化剂.................. 错误!未定义书签。 3.2.3 具有抗氧化作用的植物.......................... 错误!未定义书签。 3.2.4 具有抗氧化性的酶.............................. 错误!未定义书签。 3.2.5 化学合成药作为抗氧化剂........................ 错误!未定义书签。4总结.............................................. 错误!未定义书签。参考文献.......................................... 错误!未定义书签。声明........................................... 错误!未定义书签。致谢.............................................. 错误!未定义书签。
活性氧与人体的衰老机制
生老病死是人的客观规律 人们常说：“生老病死，人之常情。”但同时，这种司空见惯和豁达洒脱的口吻在每个人真正直面时显得单薄而寡淡。新生命的降生让人热泪满襟，疾病的折磨让人痛苦不堪，日复一日的衰老让人无力悲凉，死亡让人徒留多少遗憾。“生如夏花般灿烂，死如秋叶般静美”，这是泰戈尔的生与死；“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”，这是文君的慷慨赴死；“老骥伏枥，志在千里，”这是曹操的壮士暮年—— 人生的必然过程被千古风流人物演绎得隽永而灿烂。而如今，随着科学技术迅猛发展，人们对生老病死的认识也越加客观，研究也越发主动。经过前辈的刻苦钻研，我们得以站在巨人的肩膀上，对“生老病死”认识、了解，从而强壮其体魄，认真工作五十年，健康生活一百。 首先，我们要对在自然界中扮演了重要角色的自由基加以了解。什么是“自 由基”？自由基是指外层轨道中具有奇数电子的原子、原子团、分子。正是这些 数量级仅在原子、分子水平的小东西却对生命进程起了至关重要的作用。自由基的化学性质是活性强，结构不稳定,存在的时间短暂，一旦发生反应，常呈链锁 式反应。 在化学上，自由基的产生方法主要有三种：一、光照法，具有一定能量的光 辐照某些化合物时，使化学键断裂，生成自由基；二、氧化还原法，通过电子转 移生成自由基；三、热均裂法，很多过氧化物和偶氮化合物受热时均裂，生成自 由基，这是最方便而且用途最多的方法。而在实际生活中，则例如，外界环境中 的阳光辐射、电脑辐射、空气污染、吸烟、农药、X 射线、电磁波、酒精、一些
药物和污染物质等。而且，医学研究指出，人类在极端不良情绪下，如愤怒、紧张、恐惧时会产生自由基——所以各位，就算为了自己的性命着想，也要修身养性才是。 自由基就像空气一样无处不在：化妆品里，吸烟做饭时，化学制剂中，工业 废气中，汽车尾气中。人体里的自由基可以帮助传递维持生命活力的能量，也可以被用来杀灭细菌和寄生虫，还能参与排除毒素。受控的自由基对人体是有益的。但当人体中的自由基超过一定的量，并失去控制时，这种自由基就会给我们的生命带来伤害——正所谓是过犹不及。而伴随着生态环境形势日益严峻，自由基数目也与日剧增。 自由基对人体的损害主要有三个方面：一、使细胞膜被破坏；二、使血清抗 蛋白酶失去活性；三、损伤基因导致细胞变异的出现和蓄积。自由基不仅存在于人体内，也来自于人体外。因此，降低自由基危害的途径也有两条：一、利用内 源性自由基清除系统清除体内多余自由基；二、发掘外源性抗氧化剂--自由基清除剂，阻断自由基对人体的入侵。大量研究已经证实，人体内本身就具有清除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由基清除系统，它包括超氧化物歧化酶（SOD ）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、胡萝卜素、硒等一些抗氧化剂。酶类物质可以使体内的活性氧自由基变为活性较低的物质，从而削弱它们对肌体的攻击力。酶的防御作用仅限于细胞内，而抗氧化剂有些作用于细胞膜，有些则是在细胞外就可起到防御作用。 这些物质就深藏于我们体内，只要保持它们的量和活力它们就会发挥清除多余自 由基的能力，使我们体内的自由基保持平衡。我们生物体系主要遇到的是氧自由
认识自由基
什么是自由基 我们需要氧气才能维持生命。离开氧气我们的生命就不能存在，但是氧气也有对人体有害的一面，有时候它能杀死健康细胞甚至致人于死地。当然，直接杀死细胞的并不是氧气本身，而是由它产生的一种叫氧自由基的有害物质，人体进行新陈代谢时，体内的氧会转化成极不稳定的物质——自由基（Free radical）。它是人体的代谢产物，可以造成生物膜系统损伤以及细胞内氧化磷酸化障碍，是人体疾病、衰老和死亡的直接参与者，对人体的健康和长寿危害非常之大。 细胞经呼吸获取氧，其中98%与细胞器内的葡萄糖和脂肪相结合，转化为能量，满足细胞活动的需要，另外2%的氧则转化成氧自由基。由于这种物质及其不稳定，非常活跃，可以与各种物质发生作用，引起一系列对细胞具有破坏性的连锁反应。 自由基对人体的危害 自由基攻击正常细胞加速细胞的衰老和死亡。自由基像尘粒在人体内部到处游荡，当人体自身的抗氧化系统不能及时消灭过多的自由基，人体的器官和细胞就像裸露在空气的金属一样会被氧化侵蚀，进而导致一些身体不适并加速衰老，如出现皱纹、老年斑、动脉硬化、以及老年痴呆等。 自由基是身体细胞在代谢过程中利用氧气产生的自然产物。自由基主要是指含有活性氧的氧自由基，它会干扰正常细胞的正常功能，破坏细胞膜、溶酶体、线粒体、DNA、RNA、蛋白质结构，使酶失去活性，使激素破坏失去作用，使免疫系统受损，抵抗力下降，促进细胞老化，加速人的衰老，诱发多种疾病甚至引起死亡。 氧自由基的过氧化杀伤，主要是破坏细胞膜的结构和功能，破坏线粒体，断绝细胞的能源，毁坏溶酶体，使细胞自溶。同时它对人体的非细胞结构也有危害作用，可以使血管壁上的粘合剂遭受破坏，使完整密封的血管变得千疮百孔，发生漏血、渗液，进而导致水肿和紫癜等等。同样，当供应心脏血液的冠状动脉突然发生痉挛的时候，心肌细胞由于缺氧而发生一系列的代谢改变，心肌细胞内抗氧化剂含量减少，使生成氧自由基的化学反应由于缺氧而相对加快，在冠状动脉痉挛消除的一刹那，心肌细胞突然重新得到血液的灌注，随之而来有大量的氧转化成氧自由基，而同时由于抗氧化剂的相对不足，不能够清除氧自由基，结果使具有高度杀伤性的氧自由基严重损伤心肌细胞膜，大量离子由心肌细胞内溢出，而后者可以扰乱控制心脏搏动的电流信号，引起心室颤动，从而导致死亡。
试验一细胞和组织的适应损伤与修复
实验一 细胞和组织的适应、损伤与修复 一、实验目的 1. 掌握细胞水肿、脂肪变性、玻璃样变性的大体和镜下标本的病变特征 2．掌握不同类型坏死的大体表现 3. 掌握肉芽组织的形态、结构 二、实验内容 （一）大体标本观察 1．脑萎缩：脑体积缩小、重量减轻，脑回变窄，脑沟变宽。 2．心脏萎缩：心脏体积缩小，重量减轻，呈深褐色或棕褐色。心脏表面的冠状动脉呈蛇行状迂曲，切面心壁变薄。 3．心脏肥大：高血压性心脏病时，心脏重量增加，左心室心肌代偿性肥大，左心室壁增厚，可达2.0cm ，乳头肌、肉柱增粗。 4. 肾细胞水肿：肾脏肿胀，包膜紧张，重量增加；切面隆起，边缘外翻；灰白混浊，失去正常光泽，似沸水烫过。 5．肝脂肪变性：肝脏增大，边缘钝圆，包膜紧张；切面稍隆起，边缘外翻；色淡黄、质软、有油腻感。 6．脾凝固性坏死：脾的近表面区域见一个或多个边界清楚、锥体形的梗死区（凝固性坏死），锥体的底位于脾表面，稍凹陷，尖端指向脾门。切面见呈梗死灶呈楔形，土黄色或灰白色，均匀一致，质致密而干燥。 7. 淋巴结干酪样坏死：淋巴结体积增大，切面正常淋巴结结构消失。新鲜干酪样坏死为淡黄色，质地松软、细腻，状似干奶酪样或豆腐渣样（固定后及陈旧性干酪样坏死呈灰白色）。 脑回变窄 脑沟变宽
8．足干性坏疽：足自其远端起始发生凝固性坏死，坏死组织干固皱缩，呈黑褐色，与周围健康组织之间有明显的分界线。 9．足湿性坏疽：足明显肿胀，湿润。呈暗绿或污黑色，与正常组织间无明显分界线。 10．肺脓肿（液化性坏死）：肺切面可见单房之脓肿，脓液已流失，腔较大，边界清楚，有一较厚的脓肿壁，由灰白色的纤维结缔组织构成。 （二）病理切片观察 1. 肾细胞水肿：首先找到肾小体，区分肾小体周围的近曲小管和远曲小管。观察：近曲小管上皮细胞体积增大，细胞界限不清，凸出于腔内，以致管腔狭小而不规则；胞浆内有伊红染色的颗粒，颗粒细小，大小较一致。部分胞浆已崩解脱落入管腔，细胞核清晰。肾间质中毛细血管受挤压。 2．肝细胞水肿：此为急性普通型病毒性肝炎之切片。肝细胞因胞浆内水含量增多而明显变大，胞浆淡染，称胞浆疏松化；有的肝细胞胞浆透明，称气球样变。肝细胞核的形态大致正常。肝窦受压变狭窄。 3. 肝脂肪变性：肝小叶的结构尚存在（肝细胞以中央静脉为中心呈放射状排列）。肝细胞体积增大、变圆，胞浆内出现了大小不等、边界清楚的脂肪滴空泡（该空泡处原为脂滴，制作石蜡切片时被有机溶剂溶去）。有的空泡细小、量多，分布在核周围，有的融合成一个大脂滴空泡，将肝细胞核压向边缘，形似脂肪细胞。肝窦受压、变狭窄。 4．肉芽组织：肉芽组织内有大量新生的毛细血管，内皮细胞肿胀；毛细血管之间为纤维母细胞和各种炎细胞，纤维母细胞胞体呈圆形、椭圆形或星芒状，胞浆丰富，略显嗜碱性，胞核体积大，染色淡，可有1～2个核仁；炎细胞以巨噬细胞为主，也有多少不等的中性粒细胞及淋巴细胞。 5. 结缔组织玻璃样变：玻璃样变性的结缔组织，纤维细胞明显减少，胶原纤维变粗，彼此融合，形成均质的梁状或片状粉染、半透明的玻璃样物质。 6. 血管壁玻璃样变：常见于高血压病时的细动脉，如脾中央动脉、肾入球小动脉等。此为血浆蛋白渗入内膜，在内皮下凝固，形成均匀红染的无结构状物质，使血管壁增厚、变硬，管腔狭窄甚至闭塞，又称细动脉硬化， 7．宫颈腺体鳞状上皮化生：宫颈管粘膜部分粘液腺泡腺腔尚可辩认。部分宫颈管粘膜固有的柱状上皮被复层鳞状上皮取代，鳞状细胞分化成熟，腺泡腔消失，细胞团周围有完整基底膜。腺泡之间结缔组织内有慢性炎细胞浸润。
大脑的营养
《大脑的营养》文章摘要 原书作者：（美）简·卡珀翻译：雷丽萍李海燕新华出版社出版发行 2002年1月第一版。北京简·卡珀 --美国保健和营养学领域知名权威，《纽约时报》科学撰稿人，曾荣获美国有线新闻电视网（CNN）颁发的医学报道奖，著有多种保健与营养学专著及畅销书，包括《食物药理学》、《延缓衰老--延缓和逆转衰老进程的基本策略》等。 1、通过大脑成像科学家们看到：在心里数数时会出现红黄相间的火焰状图像。可以看到听音乐时大脑中的反应，根据这些图形你可以猜测此人听的是哪种音乐：令人愉快的优美旋律还是乱七八糟的声音。大脑图像还可以记录到脑细胞膜脂类成分的改变，告诉人们脑细胞是在遭受破坏还是在增生。 2、许多新兴的、高清晰度的大脑成像技术，包括PET（正电子发射计算机断层成像）、MRI（核磁共振）及最新出现的SPECT能够追踪活体人脑的工作情况。 3、如何发掘蕴藏在大脑中的巨大潜能？有史以来人类第一次开始认识到：原来人们在控制大脑功能方面可以如此大有作为，可以通过事物、营养及简单的生活方式改变如脑力及体力锻炼等来影响与脑功能有关的诸多因素。 举个例子，人们曾一度认为大脑及中枢神经系统是不易受饮食影响的。这基于一个错误的假设：血脑屏
障可以严格识别血液中的营养成分，使其选择性地进入大脑组织，从而维持中枢神经系统内环境的平衡或稳定。新的研究则显示营养物质，包括葡萄糖、脂肪酸等，进入血液后几乎马上对脑细胞及脑功能产生影响，使情绪发生快速的变化，并对远期行为发生广泛影响。例如，多年来，维生素一直被认为仅是酶促反应的辅助因子，而现在已证明维生素是强力的抗氧化剂，它对包括脑细胞在内的所有体细胞都有巨大的影响。我们从这样一种蒙昧状态觉醒过来仅仅有30年，这对科学发展史来说只是一眨眼的工夫。想到此怎不叫人感叹。 4、大脑中突触连接的数目粗略估计为100万亿个。 5、至今为止已有大约50种物质被确认为神经递质，是它们决定了你每时每刻的生命状态。神经递质在神经元间快速地穿来穿去，通过这些生物高速公路，他们携带着你的每一个思维和感受，使其传遍大脑中庞大的神经元网络。它们是大脑中由化学反应到生物电反应的物质基础，是产生记忆、激发才智和创造力、调节情绪的关键物质。 饮食中的成分对大脑的影响程度使大脑显得与众不同。你上顿饭吃的什么不大会影响到体内其他器官的功能状态，而大脑就不同了。 6、20世纪70年代后期，在理查德博士的领导下，麻省理工学院的研究人员终于看到了一线曙光。他们发现，许多食物成分在调节神经递质、引起脑活动及人类行为变化方面与某些药物有异曲同工之效。从那时开始，人们对神经递质的合成途径和作用过程，及其对个性和行为的潜在影响等方面的研究，取得了突破性的进展。 基本结论：大脑神经元产生和释放的神经递质类型及其在大脑中的最终归宿，很大程度上取决于你吃什么。显然，食物成为大脑的重要调节因素。 其基本思路是这样的：大脑合成各种各样的神经递质，需要特定的营养物质作为原料。因此能获得某一特定的营养成分，将决定相关神经递质的水平及效力。例如：5-羟色胺是一种能产生愉悦情绪的信使，脑细胞合成该递质需要食物提供一种氨基酸--色氨酸；与此相似，蛋黄中有大量的胆碱，大脑生成乙酰胆碱这种与记忆力相关的关键递质离不开胆碱；大脑通过酪氨酸合成多巴胺神经递质，此递质对维持大脑的运动协调功能不可缺少，而高蛋白食物中就有丰富的酪氨酸。其他一些营养物质如脂肪酸、鱼油等也与脑内许多重要的神经递质密切相关，有助于调节这些递质的含量、种类及功能。
3、自由基与疾病
自由基与疾病【自由基是万病之源】 大家在日常生活中都非常了解，铁在空气中会生锈、钢在空气中会变绿色，银器在空气中会变黑，这就是氧化作用。大自然中氧化作用是破坏性，如铁生锈若不及时处理、保护，很快就会被腐蚀掉，而人的新陈代谢也是一种氧化，还原过程，自由基就是在这一过程中产生的，也如同人体生锈，如不及时预防处理也会构成对人体损害。 人体本身有一种能力称为“抗氧化能力”来清除多余的自由基，但人随年龄增大或患疾病时清除自由基的能力也随之降低。所以自由基开始对人的细胞攻击，诱发多种疾病，医学研究证明与自由基有关的疾病有100多种。 脑梗塞、脑出血、颅脑外伤、蛛网膜下腔出血、脑膜炎、脑水肿、老年性痴呆、帕金斯症、多发性硬化，甚至精神分裂症，都应当注意自由基的损伤。 氧自由基不但与衰老有关，而且还和许多衰老有关的疾病有关系，比如动脉硬化症、高血压、骨关节炎、白内障以及帕金森氏病等等。正常人体内有一套清除自由基的系统，即便如此，这个系统的力量会因人的年龄增长及体质改变而减弱，随着时间的推移，自由基会在细胞内不断积累。这会致使自由基的负面效应大大增强，从而引起多种疾病发病率的提高。 自由基与疾病的连锁反应 自由基与衰老有明显的关系，一些科学家认为自由基是引起衰老的主要原因。自由基能促使体内脂褐素生成，脂褐素在皮肤细胞中堆积即形成老年斑，在脑细胞中堆积，会引起记忆力减退或智力障碍，甚至出现老年痴呆症。自由基还可导致老年人皮肤松弛、皱纹增多、骨质再生能力减弱等，还会引起视网膜病变，诱发老年性视力障碍(如眼花、白内障)。而且，自由基还可引起器官组织细胞老化和死亡。老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的一个重要原因，就是由于过多的自由基导致了神经细胞数量大量减少。另外，自由基和脂质过氧化还与肺损伤、艾滋病、癌症、肾病、糖尿病的发生有密切关系，所以寻找消除自由基及抗氧化药物对于保护人类健康具有重大意义。 衰老与自由基1 自由基有两个来源：一是来自体外，如环境污染、紫外线照射、室内外废气、烟尘、细菌等等，它们会直接导致自由基的产生；二是来自体内，人体内也会自然形成自由基，它是人体代谢过程的正常产物，十分活跃又极不稳定，它们会附着于健康细胞之上，再慢慢瓦解健康细胞。 人体细胞遭受到自由基攻击,就好比铁暴露在空气中久了会生锈一样,这个过程叫做氧化。铁生锈了,就表示开始耗损,渐渐就会被腐蚀,人体衰老的过程就好像是铁被氧化的过程一样，实际上，生命衰老和病变的过程也就是氧化的速度超过还原的速度，而让我们体内细胞“生锈”的物质就是自由基。如果受损“生
线粒体外NADH的氧化;非线粒体氧化;活性氧与人体疾病
第三节线粒体外NADH的氧化 述：线粒体外膜通透性较高，允许分子量1000以内的物质通过。 线粒体内膜具有选择性通透性，主要依赖内膜中不同的转运载体转运物质。 ※线粒体内NADH的氧化 NADH直接进入NADH氧化呼吸链氧化生成水。 ※胞液中NADH的氧化： ⒈胞液中3-磷酸甘油等脱氢生成的NADH+H+在细胞有氧情况 下进入线粒体氧化并产生ATP。 ⒉NADH +H+不能自由透过线粒体内膜，需经2种转运机制进 入线粒体，再通过呼吸链进行氧化磷酸化。 一、α－磷酸甘油穿梭作用 ⒈发生部位：主要存在于脑和骨骼肌。 ⒉作用过程：（课本P63图5－12）幻灯80、81 ⒊能量生成：每1 NADH +H+ 氧化产生2ATP 二、苹果酸－天冬氨酸穿梭作用 ⒈发生部位：主要存在于肝和心肌 ⒉作用过程：（课本P64图5－13）幻灯83、84 ⒊能量生成：每1 NADH +H+氧化产生3ATP
第四节 非线粒体氧化体系 一、需氧脱氢酶类和氧化酶类 二、微粒体加单氧酶系 （一）加单氧酶（混合功能氧化酶、羟化酶）： ⒈ 利用氧分子在代谢物中加入一个氧原子； ⒉ 需NADPH 提供电子，黄素蛋白（辅基FAD ）、铁氧还蛋白 （辅基Fe-S ）Cyt-P450传递电子。 ⒊ 参与类固醇激素、胆汁酸及胆色素的生成和生物转化作用 RH + NADPH + H + + O 2 → ROH + NADP + + H 2O （二）加双氧酶：利用氧分子在代谢物中加入2个氧原子。 三、过氧化物酶体中的酶类 （一）过氧化氢酶(catalase) 又称触酶，其辅基含4个血红素 受氢体 辅酶（辅基）产物不需氧脱氢酶 辅酶需氧脱氢酶 O 2 FMN 或FAD H 2O 2氧化酶 O 2 含Cu H 2O 2H 2O 2 2H 2O + O 2 过氧化氢酶
自由基、活性氧与疾病
自由基、活性氧与疾病 摘要：本文主要介绍了自由基、活性氧与疾病的关系，并简要提出了抑制自由基的办法。 关键词：自由基；活性氧；疾病 Free Radicals, Reactive Oxygen Species and Disease [Abstract] In this article, the interactions of free radicals, reactive oxygen species and disease were mainly introduced. A brief overview of the free radical scavenging capacities is introduced. [Key words] Free Radicals；Reactive Oxygen Species；Disease； 生物体内绝大多数分子是由氢原子和其它基团组成，相互之间常常可以发生解离作用，形成各带一个电子的基团与氢原子，称为自由基（free radicals）。自由基又叫游离基，其性质非常活泼，几乎可以在任何惰性条件下和任何惰性物质发生连锁反应[1]，即与其它物质反应生成新的自由基，从而导致基质的大量消耗及多种自由基产物的生成。 人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的95%。氧自由基包括过氧化氢分子、羟自由基、过氧化羟基自由基、烷氧基自由基、超氧阴离子自由基等, 它们统称活性氧（reactive oxygen species，ROS），是人体内最为重要的自由基[2]。 有关氧自由基的报道和发现层出不穷，最重要的发现就是它们对人体健康的危害以及它们和许多疾病有着直接的或潜在的联系[3]。目前，自由基已经成为一个大众性的普及概念[4]，人们就像知道细菌、病毒可以通过感染人体而导致疾病一样，知道自由基可以通过对人体内细胞或组织的氧化损伤而在更基础的水平上使人体处于非健康的状态[5]。 1 自由基在机体中的作用 1.1 自由基对机体的损伤 在生理情况下，自由基有增强白细胞对细菌的吞噬和抑制细菌增殖的功能，增强机体抗感染及免疫能力；但在病理情况下，自由基又能对组织产生不可逆的损伤，使组织细胞发生破坏性的化学结构变化，直接导致许多疾病的发生。可见，自由基在机体内的生物活性具有双重性，是个“两面派”。 自由基对机体攻击的途径是多方面的, 既有来自体内的, 也有来自外界的。当机体中的自由基超过一定的量, 并失去控制时,机体就会受到各种各样的伤害, 以致产生各种各样的疑难杂病。下面，简单介绍自由基对机体的损伤作用。（1）自由基在生物体内攻击和破坏生物大分子，引起过氧化变性，产生组织损害和器官退行性变化，导致老年病和衰老的发生。（2）生物体在外界因素如感染、毒物、辐射等作用下，释放自由基，攻击细胞结构，诱发自身抗体，促使自身组织破坏。（3）自由基可能增加毛细血管通透性，使大量血浆渗出，而有效循环血量减少，从而使细胞屏障作用遭到损害，加重休克。（4）自由基是缺血再灌注损伤的一个重要因素，涉及各主要器官组织，因组织缺血、缺氧时细胞内能量分解大于合成，三磷酸腺苷分解产物大量产生，在酶的催化下形成自由基。诸如冠动脉硬化与中风。（5）自由基对视网膜的损伤导致晶状体组织的破坏，从而产生白内障。 值得一提的是，自由基对蛋白质的不利影响是其对生物体危害的最重要方面, 这可从两方面去理解：首先是自由基直接对蛋白质的氧化破坏和因此引起的交联变性，这是衰老形成
细胞组织的适应、损伤与修复
怀化医专《病理学与病理生理学》教案编号
第一章细胞、组织的适应、损伤与修复 概念： 适应（adaptation）: 指细胞或由其构成地组织、器官能够耐受内、外环境中各种有害因子的刺激作用而得以存活的过程。形态上表现为萎缩、肥大、增生、化生。 损伤（injury）: 指细胞和组织遭受内、外环境不能耐受的有害因子的作用时即可发生损伤。分为可复性损伤和不可复性损伤。 引起变性或死亡与有害因子的强度和性质及受累组织和细胞的种类有关。常温下大脑缺氧后能复苏的时间为5~10分钟，肝：30~35分钟，肺：60分钟，肾：60~180分钟。 第一节细胞和组织的适应与损伤 一、细胞和组织的适应。 （一）肥大（hypertrophy） 细胞、组织和器官的增大。可分为生理性肥大和病理性肥大。 1．代偿性肥大细胞肥大及其组成的组织和器官体积增大，重量增加，功能增强。
2．内分泌性肥大由激素引发的肥大称内分泌性肥大。如：妊娠期子宫和哺乳期乳腺的肥大。 代偿而肥大的器官超过其代偿限度时便会失代偿。如：肥大心肌的失代偿→心衰。 假性肥大：组织、器官的细胞（实质）萎缩时，常继发其间质（主要是脂肪组织）增生，有时使组织、器官的体积比正常还大，称假性肥大。 发育不全（hypoplasia）: 器官先天的部分性和完全未发育所致的体积小分别称为发育不全和不发育（agenesis）。 （二）增生（hyperplasia） 指实质细胞数目增多。分为代偿性增生（如：低钙血症引发的甲状旁腺增生）；内分泌性增生（如：妊娠期的子宫，哺乳期的乳腺）；再生性增生。 受机体调控的细胞增生在引发因素去处后便可停止，而肿瘤细胞属于失控性增生，但是过渡增生的细胞有可能演变为肿瘤性增生。（如：宫颈上皮非典型增生）。 （三）萎缩（atrophy）
自由基与疾病
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/f311462142.html, 自由基与疾病 作者：吴国隆 来源：《现代养生》2006年第04期 自由基又称游离基，是化合物分子中的共价键，为人体代谢过程中形成的原子或原子团。人体的自由基是一种活性氧，活性氧是人体内极不安定的原子碎片，因为它本身缺少一个电子，它总想从正常细胞里拉出一个电子作为它的配偶。但是正常的细胞失去一个电子后，可能导致癌变。机体内常见的自由基有羟自由基、脂质自由基、氧化脂质自由基、过氧化脂质自由基…… 自由基的生物活性具有双重性。在生理情况下有增强白细胞对细菌的吞噬和抑制细菌增殖的功能，增强机体抗感染及免疫能力；在病理情况下，又能对组织产生不可逆的损伤，使组织细胞化学结构发生破坏性反应，因此是许多疾病的病理基础。可见自由基是个“两面派”。 一、自由基是缺血再灌注损伤的一个重要因素，涉及各主要器官组织，因组织缺血、缺氧时细胞内能量分解大于合成，三磷酸腺苷分解产物大量产生，在酶的催化下形成自由基。 二、自由基造成器官组织损伤是导致休克发生的基础。自由基可能增加毛细血管通透性，使大量血浆渗出，而有效循环血量减少。自由基使细胞屏障作用损害，加重休克。休克时缺血、缺氧造成细胞能量代谢障碍，可产生大量的自由基，故休克本身又是体内自由基增多的原因之一。 三、人体内中性粒细胞在吞噬过程中，可生成自由基，炎症区的吞噬细胞被细菌等激活后，其耗氧量急剧上升，高达正常的2～20倍，产生自由基而杀伤正常组织细胞。 四、人体在外界因素如毒物、辐射、感染等作用下，吞噬细胞被激活，释放出自由基，攻击细胞结构，诱发自身抗体。一些对自身抗体敏感的细胞，与受体结合的同时，也激活中性粒细胞生成自由基，促使自身组织破坏。在某些自身免疫病，如类风湿性关节炎除吞噬细胞产生大量的自由基外，还存在铁代谢异常，也可产生自由基。 五、自由基在体内攻击和破坏生物大分子，产生过氧化变性，引起细胞结构上功能破坏，产生组织损害和器官退行性变，导致老年病和衰老的发生。 六、①自由基是对脂质的过氧化作用和破坏细胞膜引起的，脑外伤时催化自由基反应导致脑水肿，还引起微循环障碍，加重脑细胞损伤；②当冠状动脉供血不足，心肌梗塞和心脏术后恢复供血，心脏功能并不象人们所期望的那样好转，而是继续恶化，其原因在于自由基的形成；③细菌感染后，内毒素激活中性白细胞产生自由基并释放炎性介质和前列腺素等物质，它们共同破坏肺血管内皮细胞和肺泡组织，最终发生成人呼吸窘迫综合征；④大剂量的肝毒性物
人类疾病与自由基的关系
人類疾病與自由基的關係
人類疾病與自由基的關係 癌症(Cancer) 心血管疾病(Cardiovascular disease) 糖尿病(Diabetes-mellitus) 巴金森氏症(Parkinson disease) 阿茲海默症(Alzheimer disease) 風濕性關節炎等發炎性疾病 老化(Ageing)。 2
癌症(cancer) ?在癌細胞中發現氧化壓力造成氧化還原失衡的比例遠大於正常細胞 ?活性氧分子(ROS)或活性氮分子(NOS)會去破壞DNA的結構，造成DNA的突變是細胞癌化的最關鍵因素。 3
心血管疾病 活性氧分子(ROS)可能引起的心血管疾病包括 ?動脈粥狀硬化（atherosclerosis） ?缺血性心臟病（ischemic heart disease） ?高血壓（hypertension） ?心肌疾病（cadiomyophathies） ?心肌肥大（cardiac hypertrophy） ?鬱血性心衰竭（congestive heart failure）等。 4
心血管疾病 ?低密度脂蛋白(LDL)很容易被自由基氧化。 ?被氧化的LDL經過一連串的變化促進泡沫細胞的形成而附著在血管壁上。 ?被氧化的LDL亦會抑制HDL的合成、損傷內皮、使單核球黏附至內皮及促使血小板聚集，進而產生動脈粥狀硬化及血栓。 ?血栓會將血管阻塞，如果發生在供應心臟血管的冠狀動脈造成心肌缺血，就是冠心症；如果發生在腦部，就會造成中風。 5
心血管疾病 ?血栓缺血後血液再灌流造成的傷害是因為當血液再度灌流時，會使氧氣突然大增，導致大量的自由基產生。 ?為了要清理因缺氧而壞死的組織，體內會產生大量的白血球來做善後的工作，而白血球清理的方法就是製造更多的自由基，因而對組織造成更進一步的傷害。 ?自由基也會氧化細胞膜上磷脂質及細胞內的蛋白質，而造成細胞通透性改變及細胞功能受損。 6
头皮针对急性缺血中风自由基的影响
头皮针对急性缺血中风自由基的影响 Clinical Research on Free Radical Changes with Scalp Acupuncture Intervening Acute Ischemic Stroke 韩舰华付鲲 Han Jianhua Fu Kun 天津中医药大学第二附属医院（中国300150） The Second Affiliated Hospital of Tianjin Traditional Chinese Medicine University(China 300150) 中图分类号：R245.32+1 文献标识码：A 文章编号：1818－0086（2009）05 摘要：目的观察头皮针对急性缺血中风患者自由基的影响。方法检测头皮针针刺前后患者自由基指标丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）和红细胞过氧化氢酶（CA T）的变化。结果头皮针组能降低MDA含量、升高SOD、CAT、GSH-PX含量（P＜0.05）。结论肯定头皮针具有较好抗氧化作用，直接清除自由基，减少脑缺血后自由基对脑细胞的损伤。 关键词：头皮针；缺血性中风；自由基 Abstract Objectives to observe the free radical changes with scaslp acupuncture intervening acute ischemis stroke. Method Changes of free radical index malonaldehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-PX) and Erythrocyte Catalase (CAT) were observed before and after the patients were given scalp acupuncture therapy. Results comparing experimental group with control group, the scalp acupuncture therapy reduced the MDA, but elevate SOD, CAT and GSH-PX (p<0.05). Conclusion it is convinced that the scalp acupuncture therapy possess positive anti- oxidation effect, can clear up free radical directly and relieve the brain cell damage derived from free radical after the acute ischemis stroke. Key words: scalp acupuncture; acute ischemic stroke; free radical 近年来，中风的发病率呈逐年升高，当前随着世界人口老龄化进程的加快，中国已步入了老龄化社会，中风病的其威胁与危害将会越来越严重[1]，社会和经济将不堪重负。头皮针在治疗缺血中风中以其独特的优势倍受青睐。笔者通过对202例急性缺血中风患者的自由基各项指标的观察，发现头皮针确有减弱缺血中风患者脑组织损害的作用。 1 一般资料 222例患者均符合诊断标准参照1995国家中医药管理局脑病急症协作组制订的《中风病诊断与疗效评定标准》[2]并经头颅CT或MR确诊的我院住院患者，其中男性130例，女性92例;年龄最小35岁，年龄最大79岁，平均65岁;既往有中风病史120例。发病有关的危险因素：高血压病史157例，入院时发现高血压19例，高血压病共176例，有糖尿病病史114例，入院时发现糖尿病15例，糖尿病共129例。 2 治疗方法 2.1基础治疗两组西医基础治疗按2005年出版的脑血管病防治指南进行治疗[3]。 2.2头皮针刺法取穴头皮针是在2个头部腧穴的基础上引出的4条治疗线。第1条顶中线（百会向前至前顶），第2条顶斜1线（百会外斜下45o，长1.5寸），第3条顶旁线（距顶中线2.25寸，承灵穴与正营穴连线），第4条顶斜2线（承灵前外斜下45o，长1.5寸）。双