氧化应激 PPT课件

乳动物的最高寿限与血浆某些抗氧化化合物的浓度相关，认为某些抗氧化物
可能是MLSP的决定因子。
氧化应激与人体衰老
• 依靠氧气，我们的身体才焕发出勃勃生机。我们
吸入氧气，用它来燃烧燃料（消耗食物）并制造 能量。但是，细胞使用氧气时会产生副产品—— 以高能氧气分子形式存在的废物。这些反应性氧 气分子有一个名字，叫自由基。自由基会对人体 组织和细胞结构造成损害，我们把这种损害称为 氧化应激——人体在利用氧气过程中加诸自身的 压力。
体内过多的活性氧（包括氧自由基）引起的氧化应激是涉及人类多种疾病的
发生发展与人体衰老的一个重要因素，因此受到重视。
•
营养与氧化应激间存在着双重密切关系。一方面，营养素在体内代谢过
程中可以产生活性氧及中间产物自由基；过渡金属微量元素，如铁离子、铜
离子可促进活性氧生成。另一方面，平衡膳食、合理营养可增强机体的抗氧
系统性红斑狼疮，大肠癌以及幽门螺杆菌感染引起的胃炎等。进一步
尚了解到，生活方式亦可使8-OHdG增加，比如吸烟饮酒、剧烈运动、 进食过饱和紫外线/放射线的暴露等：人们正在探寻，应该采用怎样
的生活方式来控制8-OHdG的水平，形成生活指南，维系个体的健康。
• 硫氧还原蛋白（TRX）
•
TRX为细胞内重要的氧化还原调节分子之一；遇有病
•
抗氧化应激
• 研究表明，抗氧化剂可以减缓氧化应激
带来的危害。改变饮食结构，调整生活方 式，补充营养物质及接受其他进补治疗。 比如，多吃水果和蔬菜，因为它们含有多 种抗氧化物质，如维生素C、维生素E和β胡萝卜素，以及类黄酮和其他高效化学物 质。红葡萄酒，蔬菜、茶叶、豆制品以及 可可豆、巧克力这一类食品
在与人类疾病的相互关系方面，HIV感染者和丙型肝炎患
者的血清中，可出现TRX浓度的上升。此外尚注意到，对
包括风湿性关节炎在内的自身免疫性疾病、缺血再灌注损
伤以及慢性心功能不全之类可导致氧化应激的疾病，亦均
可应用TRX做有效评价。TRX已有检测试剂盒。
微量营养素与氧化应激
• 综述
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上世纪70年代以来，生物学和医学的研究与实践积累了大量资料，证明
糖尿病dative Stress，OS）是指
体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化， 导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增 加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是 由自由基在体内产生的一种负面作用，并 被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。
简介
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• 氧化应激的概念最早源于人类对衰老的认识。1956年英国学者
毒感染、紫外线和环境污染物等各种刺激时，将诱导其细
胞内表达。 即使TRX单独存在也可表现出对单态氧和羟自
由基的消除作用，除可作为抗氧化剂使用之外，还用做还
原蛋白的二硫键。进一步，就突触传递， TRX能够抑制
ASK1和p38MAPK的活化。再者，认识到TRX也同样向细胞
外释放，显示其细胞因子/趋化因子样作用。有报告指出，
•
• 大部分与老化有关的健康问题，如皱纹、心脏
病和阿尔兹海默症，都与体内氧化应激过大有关。 正如美国加州大学伯克利分校的邓汉姆·哈尔蒙博 士指出的那样：“很少有人能活到他们潜在的最 大寿命。他们往往提早死于各种疾病，其中很大 一部分是自由基引发的。”尽管哈尔蒙博士的研 究成果已经是半个世纪以前的事了，人们却直到 最近才对他的理念有所了解。
外，已于上世纪90年代研制出8-OHdG的特异性单克隆抗体，此后相
关论文显著增加；不但用于理解各种疾病,尚以作为预防医学健康指标
的价值更加受到重视。进一步，近年已使用诸多抗氧化物质进行临床
干预实验，期待着通过减少8-OHdG，来达到抗衰老和预防疾病目的。
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目前报道，可导致8-OHdG上升的疾病就有：慢性病毒性肝炎，
氧化应激的产生
• 氧化应激的产生既有内部也有外部的。外因包括接触环境
污染、石化制品或重金属；内因包括慢性或急性感染，还 有血糖调节方面存在的问题。
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氧化应激的出现还与生活方式有关，如吸烟、喝酒、
运动过度、服用药物，还有进食过量。特别要注意的是，
日晒（紫外线辐射）过多也会引起氧化应激。
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此外，营养物质的缺乏也会导致氧化应激。如果我们
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2004年Ceriello教授提出共同土壤学说,即氧化应激是IR、糖尿病
和心血管疾病的共同发病基础,04年是学说，09年已经成为了不争的
事实。
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氧化应激导致的疾病
• 看法三：氧化应激加速动脉粥样硬化 低密度脂蛋
白(LDL)在动脉内膜的沉积是动脉粥样硬化（AS） 始动因素在血管细胞分泌的ROS作用下,“原 始”LDL成为氧化型LDL(ox-LDL),刺激内皮细胞分 泌多种炎性因子,诱导单核细胞黏附、迁移进入动 脉内膜,转化成巨噬细胞。ox-LDL还能诱导巨噬细 胞表达清道夫受体,促进其摄取脂蛋白形成泡沫细 胞。同时,ox-LDL是NADPH氧化酶激活物,能增强 其活性、促进ROS产生,也更有利于LDL氧化为oxLDL。另外,ox-LDL能抑制NO产生及其生物学活性, 使血管舒张功能异常
• 事实上，人体几乎所有的器官都很容易受到氧
化应激带来的伤害，症状表现不计其数，如疲倦、 全身无力、肌肉和关节痛、消化不良、焦虑、抑 郁、皮肤瘙痒、头痛，以及注意力难以集中和感 染难以痊愈等。由氧化应激水平升高诱发的最常 见疾病有心脏病、癌症、骨关节炎、风湿性关节 炎、糖尿病以及神经退化性问题如阿尔兹海默症、 帕金森病。
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氧化应激导致的疾病
• 看法二：氧化应激损伤胰岛β细胞
•
β细胞也是氧化应激的重要靶点[1]β 细胞内抗氧化酶水平较低,故
对ROS较为
• 氧化应激是糖尿病的核心
• 敏感。ROS可直接损伤胰岛β细胞,促进β细胞凋亡,还可通过影响胰岛
素信号转导通路间接抑制β细胞功能。β细胞受损,胰岛素分泌水平降 低、分泌高峰延迟,血糖波动加剧,因而难以控制餐后血糖的迅速上升, 对细胞造成更为显著的损害。
些信号通路与胰岛素抵抗和β细胞功能受损密切相关。
•
胰岛素抵抗可以先于糖尿病发生,在其作用下,疾病早期胰岛素代
偿性分泌增加以保持正常糖耐量。当胰岛素抵抗增强、胰岛素代偿性
分泌减少或二者共同出现时,疾病逐渐向糖耐量减退和糖尿病进展,血 糖开始升高。高血糖和高FFA共同导致ROS大量生成和氧化应激,也激 活应激敏感信号途径,从而又加重胰岛素抵抗,临床上表现为糖尿病持 续进展与恶化。体外研究显示,ROS和氧化应激可引起多种丝氨酸激酶 激活的级联反应。最近的抗氧化剂改善血糖控制试验也证实,ROS和氧 化应激会引起胰岛素抵抗
Harmna首次提出自由基衰老学说,该学说认为自由基(Free radical) 攻击生命大分子造成组织细胞损伤,是引起机体衰老的根本原因,也是 诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。1990年美国衰老研究权威Sohal 教授指出了自由基衰老学说的种种缺陷,并首先提出了氧化应激的概 念。
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氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时,体内高活性分子如活
氧化应激的生物标志物
• 8-羟化脱氧鸟苷(8-OHdG)
•
8-OHdG是敏感的DNA损害标志物，因一个氢氧基接在鸟嘌呤的
第8个碳上而形成。不过，其氧化“系由氧化应激所产生的羟自由基 诱导”这一点，则为1984年葛西首次报道。8-OHdG由高效液相色谱
分离后，容易为电化学方法检测出，故许多研究室都能进行测定。另
缺硒，或者体内的维生素E、维生素A或其他关键性抗氧化
剂含量不足，那么就无法给自身提供维护抗氧化系统正常
工作的必要因素。体重超重也有危害，脂肪组织制造发炎 分子，从而导致氧化应激。
• 氧化应激破坏了强氧化剂和抗氧化剂的平衡导致的潜在伤
害，氧化剂、抗氧化剂平衡的破坏是细胞损伤的主要原因。 氧化应激的指示剂包括损伤的DNA碱基、蛋白质氧化产物、 脂质过氧化产物。反应性氧化物（Reactive Oxidative Species,ROS）是血管细胞增长的重要细胞内信号。氧化 应激，过度的ROS活性状态，与血管疾病状态（如高血压、 动脉粥样硬化）有关。ROS家族的一个重要成员是过氧化 物。大量研究表明神经退行性病变中有ROS增加现象；在 冠状动脉疾病状态OS由于血管细胞外超氧化物歧化酶减少 而加剧，而超氧化物歧化酶在正常情况下是对抗超氧化物 阴离子的重要保护性酶；OS在肺纤维化、癫痫、高血压、 动脉粥样硬化、帕金森病、猝死中均扮演重要角色。
性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)和活性氮自由基
(reactive nitrogen species,RNS)产生过多,氧化程度超出氧化物的
清除,氧化系统和抗氧化系统失衡,从而导致组织损伤。
•
ROS包括超氧阴离子(.O₂-)、羟自由基(.OH)和过氧化氢(H₂O₂)
等;RNS包括一氧化氮(.NO)、二氧化氮(.NO₂)和过氧化亚硝酸盐
(.ONOO-)等。机体存在两类抗氧化系统,一类是酶抗氧化系统,包括
超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶
(GSH-Px)等;另一类是非酶抗氧化系统,包括维生素C、维生素E、谷
胱甘肽、褪黑素、α-硫辛酸、类胡萝卜素、微量元素铜、锌、硒(Se)
化防御功能；某些营养素和食物成分能直接或间接地发挥抗氧化作用。
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基础代谢、抗氧化剂与动物物种的寿限相关。物种比较发现：哺乳动物
的基础代谢率（SMR）与最高寿限（MLSP）之间存在一种关系，MLSP（年）
高的，其基础代谢率低；反之，MLSP低的，则基础代谢率高。SMR与MLSP的
乘积近于常数，也提示机体的氧利用情况与衰老相关。据文献资料分析，哺
等。
氧化应激导致的疾病
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1.糖尿病
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看法一：胰岛素抵抗源于氧化应激 高游离脂肪酸(FFA)刺激的后