自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑培訓(xùn)課件

1、自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑 鐵器在空氣中暴露日久會生銹，潔白的銀器也會由于氧化變黑。人的機(jī)體與金屬一樣也會受到氧化而導(dǎo)致“生銹”，罪魁就是自由基。2自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑 鐵器在空氣中暴露日久會生銹，潔白的銀器也會由于 1956 年英國分子生物學(xué)家Harman 首次提出： “氧化應(yīng)激決定壽命”，即自由基衰老學(xué)說， 認(rèn)為衰老是自由基引起的組織隨機(jī)毒害的結(jié)果。 Harman, D. J. Gerontol. 1956; 11: 298-300 氧化應(yīng)激是由于氧自由基過量生成和(或)細(xì)胞內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)受損,導(dǎo)致氧自由基及其相關(guān)代謝產(chǎn)物過量聚集, 從而對細(xì)胞產(chǎn)生多種毒性作用的

2、病理狀態(tài)。3自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑 1956 年英國分子生物學(xué)家Harman 首次提出： 生成增加，消除減少Physiol Rev. 2002; 82: 4795.44自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑生成增加，消除減少Physiol Rev. 2002; 82Free Radical Biology & Medicine (IF=5.423)Free Radical Res (IF=2.878)Antioxid Redox Signal (IF=8.456)Redox Report (IF=1.732)Journals of impact factor5自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑Journals of

3、 impact factor5自由基損Impact Factor DistributionsIF10.0 = 102 journals (1.6%)EliteIF5.0 = 228 journals (3.6%)ExcellentIF3.0 = 597 journals (9.3%)Very GoodIF2.0 = 869 journals (13.5%)GoodIF1.0 = 2,020 journals (31.5%)FairIF自由基的概念7自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑自由基的概念7自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑自由基（Free radicals） 是指外層電子軌道帶有一個或多個未成對電子的分子、

4、原子、離子或者基團(tuán)。8自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑自由基（Free radicals）8自由基損傷學(xué)說和抗氧化活性氧（ROS） 是指分子氧在還原過程中的一系列中間產(chǎn)物。 活性氧包括以自由基形式存在和不以自由基形式存在的具有高活性的中間產(chǎn)物。O2- H2O2 OHSOD Cat 活性氧自由基活性氧自由基GPX9自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑活性氧（ROS）O2- H2O2 常見自由基的理化性質(zhì)10自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑常見自由基的理化性質(zhì)10自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑常見自由基活性氧 （Reactive Oxygen Species, ROS）活性氮（Reactive Nitrogen Species，R

5、NS） 以碳、氧、氮或硫原子為中心的自由基 11自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑常見自由基活性氧 以碳、氧、氮或硫原子為中心的自由基 11自 活 性 氧（ROS）O2- H2O2 OHSOD Cat NO. + O2- ONOO- 活 性 氮（RNS）過氧亞硝基陰離子12自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑 活 性 氧（ROS）O2- H超氧陰離子 (O2-)化學(xué)性質(zhì)：O2-在細(xì)胞內(nèi)可直接導(dǎo)致DNA損傷，并可使過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶和肌酸激酶失活，其細(xì)胞毒性作用主要通過衍生產(chǎn)生H2O2和OH。 清除：細(xì)胞內(nèi)有SOD起清除作用。 13自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑超氧陰離子 (O2-)化學(xué)性質(zhì)：O2-在細(xì)胞內(nèi)可直

6、接導(dǎo)致過氧化氫 (H2O2)化學(xué)性質(zhì)：H2O2的性質(zhì)較穩(wěn)定，半衰期最長，可以穿透大部分細(xì)胞膜，因而可以發(fā)揮重要的信使功能，但這一特性也增加了其細(xì)胞毒作用。 清除：H2O2在體內(nèi)可經(jīng)過氧化氫酶作用降解為水和氧氣?！伴L效”“穩(wěn)定”14自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑過氧化氫 (H2O2)化學(xué)性質(zhì)：H2O2的性質(zhì)較穩(wěn)定，半衰期羥自由基 (OH)化學(xué)性質(zhì)：OH是已知活性最強(qiáng)的氧化劑，化學(xué)性質(zhì)極為活潑，幾乎可以與所有細(xì)胞成分發(fā)生反應(yīng)，對機(jī)體危害極大。但是由于其作用范圍小，僅能與它的鄰近的分子反應(yīng)。清除：主要通過抗壞血酸、GSH（或其他的硫醇）、褪黑色素、NADPH等活性物質(zhì)及細(xì)胞色素P450體系降解和清除?！皦?/p>

7、命短”“穩(wěn)定差”15自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑羥自由基 (OH)化學(xué)性質(zhì)：OH是已知活性最強(qiáng)的氧化劑，過氧亞硝基陰離子（ONOO-）化學(xué)性質(zhì)：ONOO-作為一種強(qiáng)氧化劑，可以介導(dǎo)蛋白巰基和非蛋白巰基的氧化，并可氧化細(xì)胞膜脂、蛋白及DNA，導(dǎo)致細(xì)胞損傷和疾病的發(fā)生或介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。降解：在堿性條件下，ONOO-比較穩(wěn)定。一旦質(zhì)子化，立即分解產(chǎn)生類羥基和NO2自由基。16自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑過氧亞硝基陰離子（ONOO-）化學(xué)性質(zhì)：ONOO-作為一種強(qiáng)17自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑17自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑機(jī)體對自由基的防御18自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑機(jī)體對自由基的防御18自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑1

8、9自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑19自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑氧化應(yīng)激與心血管疾病20自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑氧化應(yīng)激與心血管疾病20自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑 在生理情況下活性氧可維持在極低水平，參與機(jī)體生長發(fā)育的調(diào)控，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、誘導(dǎo)增殖與分化、誘導(dǎo)凋亡，調(diào)節(jié)運動等多種生理過程，在生物體內(nèi)發(fā)揮著重要的功能。 生成增加，消除減少機(jī)體損傷 21自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑 在生理情況下活性氧可維持在極低水平，參與機(jī)體生長發(fā)動脈粥樣硬化是動脈硬化性血管病中最常見的一種。動脈內(nèi)膜積聚的脂質(zhì)外觀呈黃色粥樣。 引起管壁增厚變硬、失去彈性和管腔縮小。22自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑動脈粥樣硬化是動脈硬化性血管病中最常見的一

9、種。22自由基損傷2323自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑2323自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑氧化應(yīng)激與動脈粥樣硬化ATVB. 2005;25:29-38.24自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑氧化應(yīng)激與動脈粥樣硬化ATVB. 2005;25:29-38AT1 ReceptorAngIIThrombinPDGFTNF-NADPH Oxidase AcitvityO2.-NADPH氧化酶與動脈粥樣硬化AT1 Receptor AntagnoistLack of p47phox25自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑AT1 ReceptorAngIIThrombinPDGFT氧化應(yīng)激與高血壓26自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑氧化應(yīng)激與高

10、血壓26自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑自由基的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑27自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑自由基的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑27自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑氧自由基參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 EGF Receptor Protein Tyrosine Phosphatases Insulin Receptor Kinase Activity Cytoplasmic Protein Kinases MAPK Cascades Protein Kinase C Isoforms Cytosolic Ca2+ Concentrations Transcription Factor 28自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑氧自由基參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 E

11、GF Receptor 28Role of ROS in EGF Receptor-Mediated Signalling29自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑Role of ROS in EGF Receptor-MeMAPK信號級聯(lián)反應(yīng)StimulusGrowth factors, Mitogen, GPCRp38 MAPKStress, GPCR, Inflammatory cytokines, Growth factorsStress, Growth factors, Mitogen, GPCRMEKK1, 4, MLK3, ASK1MEKK2, 3, Tpl2MLK3, TAK, DLKRaf

12、, Mos, Tpl2MKK3/6MEK1/2MKK4/7MEK5ERK1/2MAPKKKGrowth, Differentiation, DevelopmentInflammation, Apoptosis, Growth, DifferentiationGrowth, Differentiation, DevelopmentERK5/BMK1JNK1,2,3MAPKKMAPKBiological responses30自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑MAPK信號級聯(lián)反應(yīng)StimulusGrowth fact自由基的檢測31自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑自由基的檢測31自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑化學(xué)發(fā)光法檢

13、測原理：活性氧、氧自由基與發(fā)光增效劑反應(yīng)，釋放能量，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。檢測對象：超氧陰離子、羥自由基、H2O2 和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的自由基都可以產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。優(yōu)點：靈敏、快速、操作簡單、價格低廉。 缺點：非特異性。另外，幾乎所有的氧化劑，如次氯酸、高錳酸鉀等都可以與發(fā)光增效劑反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，嚴(yán)重干擾活性氧的檢測。Fe2+也可以產(chǎn)生非常強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光。32自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑化學(xué)發(fā)光法檢測原理：活性氧、氧自由基與發(fā)光增效劑反應(yīng)，釋放能自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑培訓(xùn)課件Circulation. 2008;117:1045-1054.Determination of ROS by DHE Staini

14、ng34自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑Circulation. 2008;117:1045-105檢測原理：在堿性條件下，光澤精與超氧陰離子等過氧化物作用形成激發(fā)態(tài)N2甲基吖啶(N2methylacridan) 。并發(fā)出450nm的激發(fā)光，測量此激發(fā)光的強(qiáng)度即可定量產(chǎn)生的超氧陰離子的濃度?？梢远浚珯z測時間長，并需要新鮮組織樣本。Lucigenin (光澤精)-Enhanced Chemiluminescence35自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑檢測原理：在堿性條件下，光澤精與超氧陰離子等過氧化物作用形成Determination of ROS by Lucigenin-Enhanced Chemilu

15、minescence36自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑Determination of ROS by Lucige檢測原理：DCFH-DA本身沒有熒光，可以自由穿過細(xì)胞膜，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)后，可以被細(xì)胞內(nèi)的酯酶水解生成DCFH。而DCFH不能通透細(xì)胞膜，從而使探針很容易被裝載到細(xì)胞內(nèi)。細(xì)胞內(nèi)的活性氧可以氧化無熒光的DCFH生成有熒光的DCF，檢測DCF的熒光就可以得到細(xì)胞內(nèi)活性氧的水平。2, 7-二氫二氯熒光黃雙乙酸鈉(DCFH-DA)37自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑檢測原理：DCFH-DA本身沒有熒光，可以自由穿過細(xì)胞膜，進(jìn)Br J Pharmacol. 2008;154(1):105-13. Determ

16、ination of ROS by DCFH-DA Staining38自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑Br J Pharmacol. 2008;154(1):103939自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑3939自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑4040自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑4040自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑4141自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑4141自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑42自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑42自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑影響自由基的藥物43自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑影響自由基的藥物43自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑影響自由基的藥物抗氧化藥物促氧化藥物“以毒攻毒”44自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑影響自由基的藥物抗氧化藥物44自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑抗氧化藥物 維生素類及內(nèi)源性物質(zhì)，如維生素E、維生素C、維生素A、GSH等； 活性氧防御酶類，如SOD、過氧化氫酶、過氧化物酶、Co-Q類等； 化合物，如SOD模擬化合物、普羅布考以及一些傳統(tǒng)藥物如硫酸鋅、甘露醇、鈣拮抗藥、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制藥、肼肽嗪、乙酰半胱氨酸、2受體激動藥及阻斷藥等； 中藥及其有效成分，如銀杏、丹參、云芝及其所含的黃酮類、酚類、多糖類等.45自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑抗氧化藥物 維生素類及內(nèi)源性物質(zhì)，如維生素E、維生素C、維46自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑46自由基損傷學(xué)說和抗氧化劑