氧化应激损伤的生物化学诊断
氧化应激反应在疾病中的作用及其医学应用
氧化应激反应在疾病中的作用及其医学应用在人类体内，氧化应激反应是一个非常重要的生物化学过程。
它对于人体的健康和疾病具有着重要的影响。
在正常情况下，人体不断地产生一定量的自由基，如超氧阴离子、羟自由基等。
这些自由基虽然是一种有害的物质，但是人体本身也有一定的清除机制。
当人体面临着环境污染、辐射、磁场、病毒感染以及年龄等方面的压力或刺激时，这些“脆弱”的清除机制将失去平衡，导致氧化应激反应过度进行，当这种反应达到一定程度时，将引发多种疾病的发生和发展。
那么，氧化应激反应在疾病中作用是如何产生的呢？大多数疾病的发生与细胞内的氧化应激反应直接相关。
例如，在癌症患者体内，与生成癌细胞的相关因子，导致了细胞内的氧化应激反应明显增加。
同样，糖尿病、动脉硬化、高血压等疾病的发生与氧化应激反应的增加有直接关系。
低氧、感染、营养不足、运动过量和药物毒性等也都可能引起氧化应激反应的增加。
而由于细胞中的氧化应激反应会引发一系列的生理过程，市面上有一类药物被称为抗氧化剂，用于抑制有害的氧化反应。
抗氧化剂能够抑制有害的氧化应激反应。
它们能够从多个方面发挥药物功效，比如清除自由基，改善细胞内环境等。
自由基清除方面，抗氧化剂能够使细胞膜中的脂质分子更为稳定，减少过量氧化反应的产生，从而减少发生氧化应激反应的风险。
同时，抗氧化剂也能够阻止氧化工具活动的过程，从而保证机体内细胞的正常运转。
在医学上，抗氧化剂广泛应用于多种疾病的治疗过程中。
例如，临床上最常见的缺氧性脑损伤需要使用具有抗氧化剂功能的药物保护神经细胞，或进行手术切除脑损伤的组织。
天然的抗氧化剂多年来也被广泛应用于体育运动和健身领域，能够增强人体的免疫力，减缓疲劳感，并且加速身体的恢复和修复。
此外，抗氧化剂也被广泛应用于糖尿病、肝炎、高血压和动脉硬化等疾病的治疗中。
除了以上列举的药物，很多平时的食物也可以提供相应的抗氧化剂。
下面是一些能够提供抗氧化剂的食物：1、鲜橙汁：橙汁中含有大量的维生素C和丰富的膳食纤维，能够有效地帮助细胞抵御自由基的侵害。
氧化应激相关kegg通路
氧化应激相关kegg通路
氧化应激是一种细胞或组织在受到各种有害刺激时，如活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的产生超过其抗氧化防御能力的状态。
这种状态会导致细胞中的大分子（如DNA、蛋白质和脂质）受到损伤，从而引发一系列的生物化学反应。
在生物信息学和系统生物学领域，KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路是一种常用的分析工具，可以帮助我们理解氧化应激相关的生物过程。
以下是与氧化应激相关的一些KEGG通路：
p53信号通路：p53是一种重要的肿瘤抑制基因，其通路涉及细胞周期控制、DNA 修复、细胞凋亡等多种生物学过程。
在氧化应激状态下，p53通路可能会被激活，以应对DNA损伤和其他有害影响。
MAPK信号通路：MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）通路是一种重要的细胞信号转导通路，参与调节多种细胞功能，包括细胞增殖、分化、凋亡和应激反应等。
在氧化应激状态下，MAPK通路可能会被激活，参与调节细胞的应激反应。
NF-κB信号通路：NF-κB（核因子κB）是一种重要的转录因子，参与调节多种炎症和免疫相关基因的表达。
在氧化应激状态下，NF-κB通路可能会被激活，引发炎症反应和细胞凋亡等生物学过程。
抗氧化系统：包括谷胱甘肽代谢、超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶的通路。
这
些通路通过清除ROS和RNS等有害物质，维护细胞的氧化还原平衡。
需要注意的是，这些通路并不是孤立的，它们之间可能存在复杂的交互和调控关系。
因此，在研究氧化应激相关的生物学过程时，需要综合考虑这些通路之间的相互作用和影响。
急性脑卒中患者血清氧化应激指标测定及临床意义
急性脑卒中患者血清氧化应激指标测定及临床意义张斯萌;王文;黄丹;杨曌;沈雪莉【期刊名称】《微循环学杂志》【年(卷),期】2012(022)004【摘要】目的:分析急性脑卒中患者氧化应激指标水平变化及其临床意义.方法:采用生物化学方法检测90例急性脑卒中患者(病例组)和50例健康体检者(对照组)血清超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)水平和总抗氧化能力(T-AOC),并将病例组进一步分为脑出血组和脑梗死组,比较两组氧化应激指标的差异.结果:病例组血清SOD和T-AOC水平明显降低,MDA水平明显升高,差异均有统计学意义(P<0.05).与脑梗死组相比,脑出血组血清SOD水平显著降低(P<0.05),MDA水平明显升高(P<0.05),T-AOC水平变化无明显差异(P>0.05).结论:急性脑卒中患者抗氧化能力明显降低,氧化损伤作用增强.【总页数】2页(P42-43)【作者】张斯萌;王文;黄丹;杨曌;沈雪莉【作者单位】中国医科大学,沈阳,110001;中国医科大学附属第一医院神经内科,沈阳,110001;中国医科大学附属第一医院神经内科,沈阳,110001;中国医科大学附属第一医院神经内科,沈阳,110001;中国医科大学附属第一医院神经内科,沈阳,110001【正文语种】中文【中图分类】R743.3【相关文献】1.脑卒中患者血清中氧化应激指标的检测及临床意义 [J], 李美珠;朱嫦琳;黄淑萱;陈社安;李炜煊2.急性缺血性脑卒中患者血清铁调素25及铁代谢指标变化及临床意义 [J], 孔德燕;黄振华;王凯华3.急性脑卒中患者凝血、抗凝和纤溶指标的测定及临床意义 [J], 王仕远4.阿尔茨海默病患者血清氧化应激相关指标及Aβ水平测定的临床意义 [J], 史殿志5.急性脑卒中患者血清一氧化氮和炎性细胞因子测定及其临床意义 [J], 陈光辉;张仁良;吴学豪;汪义军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
氧化应激反应的分子机制探究
氧化应激反应的分子机制探究氧化应激反应是指细胞内出现了过量的氧化物质，这些物质会损伤细胞的生物化学结构和功能。
细胞会通过多种途径来应对氧化应激反应，其中最主要的途径是抗氧化系统。
抗氧化物质可以中和过量的氧化物质，以降低氧化应激反应的危害。
然而，抗氧化系统也有其局限性，它只能中和一部分氧化物质，另一部分氧化物质则会较为顺畅地进入细胞内，对细胞结构和功能产生损害，从而引发多种有害的生理病理情况，如老化、疾病、癌症等。
氧化应激反应的分子机制，是指细胞内应对氧化应激时的具体调控过程。
研究表明，氧化应激反应的分子机制是一个涉及多种途径的复杂系统。
在这个调控系统中，活性氧（ROS）和抗氧化分子（如谷胱甘肽、还原型谷胱甘肽等）是核心研究对象。
ROS可以通过不同的途径产生，如线粒体电子传递链、NADPH氧化酶、类线粒体氧化酶、脂质代谢通路等。
ROS的产生受到多种因素的调控，如运动、饮食、环境和情绪等。
生物体抵御氧化应激反应的过程一般被称为抗氧化作用。
细胞内的抗氧化分子可以通过多个途径对ROS进行清除，以便降低氧化应激反应的危害。
与此同时，抗氧化分子还可以参与到多种生物过程中，如信号转导、免疫调节、细胞增殖和分化等。
另外，抗氧化分子还能调节肿瘤细胞的生长、增殖和凋亡等。
除了ROS和抗氧化分子，氧化应激还涉及到多种信号转导途径和相关分子。
在应对氧化应激时，细胞会启动多个信号转导途径，如Nrf2途径、Keap1-Nrf2途径、p53途径、NF-κB途径等。
这些途径可以通过不同的途径影响抗氧化分子的合成、代谢和清除，从而让细胞更好地应对氧化应激。
除了研究氧化应激分子机制的方法，科学家们还在探索一些与氧化应激相关的新方法。
这些方法可能有助于提高细胞内抗氧化作用的能力。
例如，研究人员通过在小鼠体内注射尿研酸酯类物质，可以显著提高抗氧化系统的能力，并延长小鼠的寿命。
另外，一些饮食和生活习惯的改变，如增加摄入富含抗氧化物质的蔬菜和水果、减少饮酒和吸烟等，都可以有效提高细胞内的抗氧化能力，从而减少氧化应激反应的危害。
临床生物化学检验-第27章 氧化应激的临床生化检验
抗氧化和氧化应激损伤指标检测的方法与方法学评价。
自由基、活性氧、氧化应激、脂质过度氧化作用的概念与种类； 氧化应激损伤机制、抗氧化损伤的防御系统组成和作用。
氧化应激与疾病和衰老的关系；氧化应激的原因。
氧化应激 (oxidative stress, OS)：机体受到各种内外源因素的干扰 ，使体内的活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 自由基和活性氮 (reactive nitrogen species, RNS) 自由基等相关物质产生过多 ，氧化程度超出抗氧化物的清除能力 ，氧化系统和 抗氧化系统失衡 ，从而导致分子、细胞和机体损伤的状态。
自由基 (free radical)： 自由基是单独存在的 ，最外层电子轨道上具有不配对电子的离子、原子、分子基团 ，化学性质十分活泼 ，极易与周围分子发生反应 ，具有多种生物学活性。
活性氧 (reactive oxygen species, ROS)： R OS是一类由氧形成、并在分子组成上含有氧且化学性质比氧自身活泼的物质的总称。
ROS包括超氧阴离子 (O2-)、羟 自由基 (·OH)、烷氧基 (RO ·)、烷过氧基 (ROO ·) 等氧自由基及过氧化氢 (H2O2)、 单线态氧 (single oxygen, 1O2)、氢过氧化物 (ROOH) 和次卤酸 (HOX) 等。
活性氮 (reactive nitrogen species, RNS)： NO及其生物体内继发性产物的统称。
R NS包括一氧化氮 (NO)、二氧化氮 (NO₂) 和过氧化亚硝酸盐 (ONOO-) 等。
1.ROS过多(1) 外源性因素 ：① 加热；② 环境化学污染物； ③ 电离辐射；④ 细菌感染。
(2) 内源性因素 ： ① O2-的产生； ② ·OH的产生； ③ 脂质过氧化作用；④ 一氧化氮 (NO) 的产生； ⑤ 吞噬细胞中活性氧的产生。
生化检验
1．危急值：是指某些检验结果出现了可能危及患者生命的数值。
2．量值溯源：就是应用参考系统，即用参考测量程序或参考物质建立或验证常规检验结果的准确性。
3．金标准：指当前为临床医学界公认的诊断某种疾病最可靠的诊断方法，可通过活检、尸检、外科手术、随访等所作出的决定性诊断，又称确诊试验。
4．参考范围：指所有正常人某指标测定结果剔除离群值并补充数据后在95%的分布范围，即95%的正常人某指标所在范围。
5．临界值：指划分诊断试验结果正常与异常的界值，又称阈值、分界值、诊断界值等。
6．酶活性测定V max：最大反应速度V max是指当酶的结合位点与底物结合饱和时的反应速度。
含义是对底物浓度变量而言，底物足够时酶促反应速度最大，酶量[E]只与V max成正比例。
7．酶活性定时法测定：是将酶与底物在特定条件下孵育一定时间后，用终止液终止反应，通过化学或生物化学的方法测出底物或产物的总变化量，除以时间后，计算出底物消耗速度（-d[S] /min）或产物生成速度(d[P]/min).8．酶活性连续监测法：是将酶与底物在特定条件（缓冲液、温度等）下孵育，每隔一定时间连续测定酶促反应过程中某一底物或产物的特征信号的变化，从而计算出每分钟的信号变化速率。
9．酶促反应的零级反应：当[S]远远大于K m时，V=V max[S]/K m+[S]中的反应速度与底物浓度的关系可以表示为：v = V max= [S]0 V max，即酶促反应速度与底物浓度无关。
10．酶促反应的一级反应：当[s]《K m时，V= V max[S]/K m+[S]公式中的反应速度与底物浓度的关系可以表示为：V=[S]/K m*V max=V max/K m*[S]’，即酶促反应速度与底物浓度成正比例。
11．酶偶联反应：当酶促反应的底物或产物无可直接检测的特征，需要偶联一个或多个酶转化为可直接检测的产物，酶偶联反应广泛用于酶活性测定和酶法分析代谢物。
12．酶促反应的最适条件：是指能满足酶发挥最大催化效率所需的条件。
线粒体氧化应激指标
线粒体氧化应激指标
线粒体氧化应激是细胞内产生的一种生物化学反应，它与细胞老化、疾病和死亡密切相关。
线粒体氧化应激指标是用于衡量细胞内氧化应激水平的一些生化指标，常用的指标有：线粒体DNA损伤、线粒体呼吸链复合物活性、线粒体膜电位、线粒体超氧化物歧化酶活性、线粒体动态等。
线粒体DNA损伤是线粒体氧化应激的一个重要标志，它可以通过检测线粒体DNA的氧化损伤程度来评估细胞内氧化应激的程度。
线粒体呼吸链复合物活性是评估线粒体氧化应激的另一个重要指标，它可以反映细胞内线粒体的呼吸功能。
线粒体膜电位是细胞内氧化应激的重要指标之一，它反映了线粒体内膜的电势差，是线粒体内能量转换的重要驱动力。
线粒体超氧化物歧化酶活性是评估细胞内氧化应激的一个关键指标，它可以反映线粒体内氧化应激的程度和抗氧化能力。
线粒体动态是细胞内氧化应激的重要标志之一，它可以反映线粒体内膜的形态和结构，是线粒体功能和氧化应激状态的重要指标。
总之，线粒体氧化应激指标是评估细胞内氧化应激水平的重要工具，它可以帮助我们更好地理解氧化应激与细胞老化、疾病和死亡之间的关系。
- 1 -。
缺血性脑卒中的氧化应激相关因子研究进展_王志成
。
8hydroxy2deoxyguanosine， 8羟基脱氧鸟苷（ 8-
DNA 被 ROS 氧化损伤后产生大量嘌呤羟基化 、 嘧
［18 ， 19 ］
PON2 和 PON3 3 个成员， 有 PON1 、 它们彼此相邻， 定位于人 类 7 号染色体长臂和小鼠 6 号染色体， 其中 PON1 抗 AS 作用 可以抑制 LDL 氧化、 逆转 最为重要。当 PON1 活性升高时， oxLDL 的 生 物 学 活 性、 保护卵磷脂胆固醇酰基转移酶 （ LCAT） 的活性、 抑制 HDL 脂质过氧化并增加其抗氧化的能 从而抑制泡沫细胞及粥样斑块形成 力，
ELISA 法检测了 143 例急性脑梗死患者和 34 例健康成人血 isoPGF2 α 的水平， iso发现急性脑梗死患者血浆 8浆中 8PGF2 α 的水平明显升高， 且与神经功能缺损程度成正比 。 这 8isoPGF2 α 可以作为观察 IS 病情、 筛查高危 些研究均表明， 稳定性以及在正常 患者的敏感血清学指标 。由于其特异性、 并且不易受脂类饮食的影响， 被认 人体体液中的可检测性， 为是目前判断活体内脂质过氧化损伤程度和评价抗氧化治 疗效果的最理想的生物学指标 2． 1． 3 OHdG）
［20 ］
。 黄建敏等［28］ 对
72 例颈动脉狭窄的脑梗死患者和 38 例健康人进行 PON1 活 性检测， 发现脑梗死患者血清 PON1 活性显著低于对照组， 并随颈动脉狭窄程度加重， 呈逐渐下降趋势， 由此证实 PON1 具有抗 AS 的作用。 Liu 等
［29 ］
OHdG 可能是识别动脉粥样硬化 发现 8-
得出结论 PNO1Q192R 基因的 做了系统性回顾和 meta 分析， 等位基因 或 基 因 型 与 IS 关 系 最 为 密 切。 最 近 研 究 显 示， PON3 也可以减少活性氧而阻止细胞和组织的氧化应激， 从 而抑制 LDL 氧化、 增强 HDL 的抗氧化性和转运胆固醇能力， 不仅具有抗 AS 作用， 而且在肥胖、 炎性肠病、 肝损伤等许多 疾病中发挥有利作用
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
第一节 氧化应激的生物化学基础
一、氧化应激的概念
氧化应激（oxidative stress, OS）是指多种
原因致使体内的活性氧(ROS ) 、活性氮(RNS )
等相关物质产生过多，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
分子、细胞和机体的损伤。
6Leabharlann 第二十三章氧化应激损伤的生物化学诊断
1. O· 2的产生
通过线粒体的辅酶Q· 半醌、内质网膜上细胞色 素P450和Hb、肌红蛋白、肾上腺素等自氧化作 用均可产生O2·
SQ· +O2
Q +O2·
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
10
第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
3．吞噬细胞中活性氧的产生
H2O2 除可生成 · OH 外，在 Cl － 存在时，经髓过
氧化物酶 (myeloperoxidase, MPO) 的作用，生成活
性很强的次氯酸 (HOCl)和 1O2， 1O2是一个强的亲电
子性的氧化剂。
H2O2＋Cl－ MPO MPO H2O＋OCl－
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
过氧化物酶体中多种需氧脱氢酶催化生成的H2O2， 如不迅速被分解，在Fe2+的催化下也可生· OH。
H2O2＋Fe2++H+
· OH＋H2O＋Fe3+
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酶促氧化过程中均可产生O2·
黄嘌呤＋2O2＋H2O
黄嘌呤氧化酶
+ 尿酸＋2O· ＋ 2H 2
• 胞液中的黄嘌呤氧化酶与醛氧化酶 • 线粒体中的黄素蛋白酶 • 内质网中的NADPH-细胞色素P450还原酶 • 质膜上的NADPH氧化酶等
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如：一氧化氮（NO）、过氧亚硝酸根（ONOO－）
氧自由基（oxygen radical）
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
二、氧化应激产生的原因
(一)外源性因素 1．电离辐射及大气污染 γ和X射线等 ；
2．药物
解热镇痛药、抗结核药；
OCl－＋H2O2
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H2O＋1O2＋Cl－
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
4．脂质过氧化作用 (lipid peroxidation)
定义：机体产生的活性氧，攻击生物膜磷脂中的
多聚不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA) 引发一种自由基链式反应，链式地产生脂质过氧化 物，这种作用就称～。 在过氧化条件下，脂过氧化物 LOOH是不稳定的， 能分解成一系列复杂产物。通常以小分子降解产物的 数量来表示脂质过氧化的程度。
3．其他 环境污染的镉、水银、铅等重金 属离子 。
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
(二)内源性因素 · 1．O2 的产生
2．· OH的产生
3．吞噬细胞中活性氧的产生 4．脂质过氧化作用
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
第二节
氧化应激的生物学效应
一、氧化应激对机体的生理作用
(一) 吞噬细胞杀灭外来病原微生物
吞噬作用所产生的活性氧如H2O2· 、O2 、· OH、 1O 和HOCl等可用来杀灭外来病原微生物。 2
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
目
1
2 3 4 5 6
录
氧化应激的生物化学基础 氧化应激的生物学效应 抗氧化应激损伤的防御系统
氧化应激与临床疾病的关系 氧化应激指标的检测方法及评价
小结与展望
2
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
(三) 参与许多酶促反应 • 羟脯氨酸、羟赖氨酸的酶促羟化作用需要O2· ，· OH， H2O2或1O2的参与； • 氨基酸的氧化脱氨作用需自由基的参与；
第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
教学目标与要求
掌握：自由基、活性氧、氧化应激、歧化反应的 概念及脂质过氧化作用。氧化应激指标的种类。
熟悉：氧化应激的损伤效应；主要活性氧、过氧 化脂质、抗氧化酶、NO与NOS以及常用抗氧化 剂的常用检测方法的原理及方法学评价。
了解：心肌缺血再灌注、衰老的概念；氧化应激 的原因，抗氧化损伤的防御系统组成与作用。
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
(二) 参与合成某些重要的生物活性物质 • 合成前列腺素时需要H2O2· 和O2 的参与。 · • 合成凝血酶原时，凝血酶原前体的羧化过程需要O2 和CO2反应形成的“活性碳”。 • 参与第二信使cAMP和cGMP的激活等过程。
8
第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
2． · OH的产生
· 主要是通过Fenton反应由O2 直接衍生形成： · · O2 + O2 + 2H+
过渡金属离子 · O 2 ＋ H2 O2
H2O2+O2 (歧化反应) O2 ＋ · OH＋OH－(Fenton反应)
歧化反应是指反应中的某种底物既能作为还原剂 供应电子，又可作为氧化剂接受电子。上述反应中的 O2· 就承担这种角色，故属于歧化反应。
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第二十三章
氧化应激损伤的生物化学诊断
活性氧(reactive oxygen species, ROS )
如：超氧阴离子( O2 )、过氧化氢（H2O2）、单线态氧 （1O2）、氢过氧化物（ROOH）
活性氮( reactive nitrogen species, RNS )