氧化应激
氧化应激的指标
氧化应激的指标氧化应激是指因氧自由基（ROS）和反应性氮种（RNS）超过了体内抗氧化防御系统的处理能力，导致细胞和组织受到损伤的过程。
在临床研究中，常常通过检测氧化应激的指标来评估疾病或治疗方法的效果。
本文将详细介绍氧化应激的指标及其临床应用。
一、总抗氧化能力（TAC）总抗氧化能力是指生物体的抗氧化能力，包括内源性和外源性抗氧化剂。
内源性抗氧化剂包括谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等。
外源性抗氧化剂包括维生素C、维生素E、多酚等。
TAC是评估细胞氧化应激的一种常用方法，通常使用化学发光、比色法或电化学法测量血液或组织中的总抗氧化能力。
在某些疾病（如糖尿病、心血管疾病等）中，TAC可降低，提示氧化应激在疾病发生中起到重要的作用。
二、氧自由基（ROS）检测ROS是一类高度活性的分子，包括超氧化物阴离子、羟自由基、硝基自由基等。
ROS在细胞自然代谢和各种刺激（如环境污染、辐射、氧气浓度变化等）下产生，但当ROS生成速度超出了清除速度时，就会引发氧化应激。
检测ROS包括直接测量细胞或组织中含氧自由基的总量，或使用比色法、荧光法、电化学法等方法测量ROS引起的氧化损伤程度。
ROS 的检测可以帮助评估氧化应激的程度，临床上可应用于多种疾病的诊断、治疗和预后评估。
三、DNA氧化损伤指标DNA是生物体内遭受氧化应激损伤最为严重的分子之一。
DNA氧化损伤会导致基因突变、染色体畸变和DNA修复能力降低等影响细胞和机体正常功能的后果。
检测DNA氧化损伤的指标包括8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG）、单核苷酸多聚酶（PNM）活性等。
8-OHdG是DNA 氧化产物之一，常用高效液相色谱法等技术检测血液中的含量。
PNM参与了DNA修复过程中的一环，其活性可以反映DNA修复能力，通常采用光度计法等技术检测细胞或组织中PNM的活性水平，这些指标可用于差别诊断一些疾病的早期诊断和预后评估。
金属蛋白是遭受氧化应激最严重的机体分子之一。
氧化应激及其对免疫细胞功能的影响
氧化应激及其对免疫细胞功能的影响随着人们对健康的重视，免疫系统的研究变得越来越重要。
然而，免疫细胞受到许多因素的影响，其中一个重要的因素是氧化应激。
一、氧化应激的定义及其产生氧化应激是指由于单价氧及其代谢产物的过度产生与清除能力下降，从而导致细胞内外的过度氧化作用，引起蛋白质、核酸、脂质等生物分子的结构和功能改变的现象。
生体内产生氧化应激的原因多样，比如环境污染、放射线、电离辐射、病原菌感染、化疗药物、糖尿病、老年或肥胖等。
当氧化应激产生过多时，会破坏正常细胞结构和功能，影响到人体的健康。
二、氧化应激对免疫细胞的影响氧化应激不仅会影响细胞本身的正常功能，还会对免疫系统的功能造成影响。
免疫细胞的功能包括抗菌、抗病毒、抗肿瘤等，氧化应激会影响免疫细胞的这些重要功能。
1.氧化应激降低免疫细胞的活性氧化应激能够降低吞噬功能和溶酶体含量等，并导致免疫细胞数量减少，抗菌能力下降，免疫应答减弱。
2.氧化应激破坏免疫细胞的信号转导氧化应激还能够抑制免疫细胞的信号转导，包括抑制细胞内信号传递、减少细胞膜受体表达及细胞外信号分子的合成等，导致免疫细胞内外信号的传导受到影响，从而影响到免疫功能.3.氧化应激进一步诱导自身的发生与加重免疫系统中一些细胞如抗氧化酶，P轮廓单元素蛋白等可以帮助免疫细胞对氧化应激作出反应。
但是，当氧化应激程度过强时，容易进一步诱导其自身的发生以及加重。
三、抗氧化剂对氧化应激的处理机制抗氧化剂被视为克服氧化应激的有力武器。
抗氧化剂可以清除体内活化氧，减少氧化应激导致的细胞损伤，维护细胞内外稳态平衡。
在抗氧化剂中，主要的有维生素C、维生素E、β胡萝卜素、硒等。
1.抗氧化剂可以中和活性氧活性氧是氧化应激的重要原因，抗氧化剂可以清除体内活化氧，减少细胞的氧化应激对免疫细胞的伤害。
2.抗氧化剂可以维持免疫细胞的信号转导抗氧化剂可以减少氧化应激对免疫细胞的损害，维持免疫细胞的信号转导功能，保障免疫系统正常运行。
氧化应激的指标
氧化应激的指标
氧化应激的指标有很多，以下列出了一些常见的指标：
1. ROS（Reactive Oxygen Species，活性氧）：活性氧是氧化应激的主要物质，可以通过荧光染料或自由基捕捉剂等方法检测。
2. MDA（Malondialdehyde，丙二醛）：MDA是膜脂过氧化反应的产物，是氧化应激的重要指标之一，可以通过比色法或荧光法检测。
3. SOD（Superoxide Dismutase，超氧化物歧化酶）：SOD是一种重要的抗氧化酶，可以检测SOD的活性或基因表达水平来评估氧化应激的程度。
4. CAT（Catalase，过氧化氢酶）：CAT也是一种重要的抗氧化酶，可以检测其活性或基因表达水平来评估氧化应激的程度。
5. GSH（Glutathione，谷胱甘肽）：GSH是一种重要的抗氧化剂，可以通过比色法或荧光法等方法检测。
6. 线粒体膜电位（Mitochondrial membrane potential，MMP）：MMP是线粒体功能的重要指标，氧化应激可改变MMP，可通过荧光染料检测。
7. DNA氧化损伤：DNA氧化损伤是氧化应激的重要标志之一，可以通过单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）或8-OHdG 等指标检测。
8. 炎症因子：氧化应激可引起炎症反应，相关炎症因子如TNF-α（Tumor Necrosis Factor-α）和IL-6（Interleukin-6）等可以作为氧化应激的指标之一。
氧化应激
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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 看法三：氧化应激加速动脉粥样硬化
白(LDL)在动脉内膜的沉积是动脉粥样硬化（AS） (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, 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 LDL成为氧化型LDL(ox-LDL),刺激内皮细胞分 泌多种炎性因子, 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 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, 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, 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ox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, LDL。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
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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 看法二：氧化应激损伤胰岛β • 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 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,
对ROS较为 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 敏感。ROS可直接损伤胰岛β细胞,促进β细胞凋亡,
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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—— 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 氧化应激——人体在利用氧气过程中加诸自身的 压力。
氧化应激
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, 82.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。
134.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。
14COPD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。
氧化应激及其生理学作用
氧化应激及其生理学作用氧化应激（Oxidative Stress）是指人体内一些氧化剂（氧自由基、过氧化氢等）超过抗氧化防御系统的清除能力，导致细胞分子氧化损伤、代谢失调等现象的状态。
产生氧化应激的原因多种多样，包括环境污染、放射线、烟草、饮食等因素，同时人体自身的暴露于应激因素下也能引起氧化应激。
氧化应激在正常生理状态下起到调控机体代谢和防御损伤的作用，但过量和持续的氧化应激会导致细胞和组织的功能损伤和器官衰竭。
氧化应激与多种疾病密切相关，比如心血管疾病、癌症、肺炎、糖尿病、神经系统疾病等。
氧化应激对细胞的影响主要包括蛋白质氧化、脂质过氧化以及核酸氧化等。
蛋白质氧化（Protein oxidation）是指氧化剂能够夺取蛋白质的氢原子，使蛋白质的结构发生改变，导致蛋白质功能失调。
脂质过氧化（Lipid peroxidation）是指氧化剂将脂质中的双键氧化成单键和过氧化脂质，导致膜脂质结构和功能的改变，甚至损伤细胞膜。
核酸氧化（DNA oxidation）是指氧化剂作用于DNA分子，导致DNA链断裂和鸟嘌呤、胸腺嘧啶碱基的氧化损伤，进而影响DNA的复制和修复。
细胞内抗氧化防御系统是对抗氧化应激的主要手段，它由多种成分组成，包括酶类如超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase）、过氧化物酶（Catalase）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione Peroxidase）等，以及非酶类如谷胱甘肽（Glutathione）等。
这些成分协同起来，能够有效地清除自由基和过氧化物，保护细胞和组织不受氧化应激的损伤。
氧化应激对各种器官和组织的影响不同，但总的来说都与细胞损伤、氧气利用程度、代谢失调以及炎症反应有关。
例如，氧化应激对心血管系统产生的影响是心脏肌细胞死亡、血管壁Thickness增加、心肌收缩能力下降等；对肺部产生的影响则是肺气肿、慢性支气管炎、哮喘等；对神经系统的影响是神经退行性疾病、帕金森病、多发性硬化症等；对骨骼系统产生的影响是骨质疏松、风湿性关节炎、骨关节炎等。
氧化应激指数osi
氧化应激指数osi
氧化应激指数（Oxidative Stress Index，OSI）是一种用来评估体内氧化应激水平的指标。
氧化应激是指细胞内产生的氧自由基和其他活性氧物质超过了生物体的清除能力，导致细胞内发生氧化损伤的过程。
氧化应激指数是通过测量血液中抗氧化物质和氧自由基之间的平衡来计算得出的。
该指数是抗氧化物质浓度与氧自由基产生速率的比值。
如果该比值高于1，表示体内氧化应激水平较高，细胞发生氧化损伤的风险增加；如果该比值低于1，表示体内抗氧化能力较强，细胞受到氧化损伤的风险较低。
氧化应激指数可以通过检测血液或组织样本中的抗氧化物质和氧自由基水平来确定。
常见的抗氧化物质包括维生素C、维生素E、谷胱甘肽等，而氧自由基通常通过检测血液中的反应性氧化物质（ROS）或过氧化氢浓度来评估。
氧化应激指数的测量可以帮助评估细胞氧化应激水平，进而了解细胞损伤程度和身体健康状况。
这对于疾病的诊断和预防具有一定的指导意义。
氧化应激和硝化应激
氧化应激和硝化应激氧化应激和硝化应激是生物学中两个重要的概念，与许多疾病的发生和发展密切相关。
氧化应激是由于体内自由基的产生和抗氧化系统之间的不平衡导致的一种负面作用。
自由基是高度反应性的分子，可以攻击并破坏细胞内的关键蛋白质和DNA，从而引发一系列有害的生化反应。
当自由基的产生超过抗氧化系统的清除能力时，就会发生氧化应激。
ROSs（活性氧物种）是氧化应激的主要来源，包括超氧阴离子、羟自由基和过氧化氢等。
为了对抗氧化应激，生物体存在两类抗氧化系统：酶抗氧化系统（如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶等）和非酶抗氧化系统（如麦角硫因、维生素C、维生素E、谷胱甘肽等）。
硝化应激则是由RNS（活性氮物种）引起的，包括一氧化氮、二氧化氮和过氧化亚硝酸盐等。
RNS不仅可以作为硝化剂引起硝化应激，还可以作为强氧化剂参与氧化应激。
NO及其衍生物在ROS的参与下可以介导硝化应激，同时NO也可以直接作用于线粒体引起其功能损伤。
因此，氧化应激和硝化应激是相伴产生、密不可分的循环过程。
在中枢神经系统中，由于其高能量需求、高耗氧和相对缺乏抗氧化剂等特点，使得该系统对氧化和硝化应激高度敏感。
中枢胰岛素抵抗时，线粒体功能受损会促进ROS和RNS的产生和释放，进而引起中枢神经系统的氧化应激和硝化应激。
这种应激状态不仅可以直接损伤神经元，还可以通过参与硝化应激过程引起细胞损伤并扩大氧化应激。
总之，氧化应激和硝化应激是生物体内两种重要的应激反应，它们相互关联、相互影响，并在许多疾病的发生和发展中扮演重要角色。
为了维护健康，需要保持体内自由基的产生和抗氧化系统之间的平衡，以减轻氧化应激和硝化应激的负面影响。
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诱导抗氧化有关的酶类产生：
•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。
减轻氧化硝基化损伤
维持金属离子稳态
降低心脏自噬作用
金属离子 稳态
转运 代谢
重金属 清道夫
•缓解金属 离子浓度 过高造成 的结构损 伤 •解除金属 诱导的细 胞毒性 •保护心肌 细胞
非特异性
不产生新氧化物质
靶向分布
安全性
• MT抗氧化过程中不影响心肌细胞正常功能表达
减轻氧化硝基化损伤
维持金属离子稳态
降低心脏自噬作用
氧化还原循环：
•低氧化水平时，当环境氧化程度 因为某些因素例如谷光甘肽 （GSH）/氧化型谷胱甘肽（GSSG） 比例增加而减弱，Zn结合MT-硫醇 生成MT； •高氧化水平时，随着在ROS或 GSSG存在下环境氧化程度增加， MT在Se催化作用下转为MT-硫醇 结合自由基，Zn被释放出来作用 于蛋白质、脂质等生物大分子。
MT-mRNA
检测 金属饱和度测定法 电化学方法
质谱偶联法
巯基显色法 分 离 电泳法 色谱分析法 层析法 DEAE-Sepharose Fast Flow
凝胶电泳、毛细管电泳 高效液相色谱法（HPLC）、高效液相原子吸收法（HPLC-AAS） 离子交换层析法等
纯化
抗酸 抗碱
高金属 含量
低分子 量
高诱导 性
减轻氧化硝基化损伤
维持金属离子稳态
降低心脏自噬作用
PI3K（I） -Akt信 号通路
代谢失 调
自噬信 号级联
减少心 脏畸形
氧化应激
• 指机体在内外环境有害刺激的条件下，体内产生活性氧自由基（ROS）和 活性氮自由基（RNS）所引起的细胞和组织的生理和病理反应。 • 可以直接或间接氧化或损伤DNA、蛋白质和脂质，可诱发基因突变、蛋白 质变性和脂质过氧化，被认为是人体衰老和各种重要疾病的主要危险因子。
心血管疾病
三者之间相互 作用
加重损害
血管内皮细胞 受损、血管平 滑肌受损
影响骨骼肌葡 萄糖转运作用
ACE增加与 NFκB激活炎 性过程相关基 因转录
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