- 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
氧化应激与心肌氧化应激与心肌
氧化应激与心肌
1957年美国克里夫兰临床中心,首先将大隐静脉搭桥术应用于冠心病病人,此后冠状动脉粥样硬化性心脏病血运重建治疗快速发展。冠状动脉溶栓术、经皮冠状动脉成形术、冠状动脉支架植入术、冠状动脉旁路手术已成为挽救缺血心肌的重要治疗方式。但血流恢复本身也会引起显著的损伤,部分患者在血供恢复后,出现细胞超微结构变化、细胞代谢障碍、细胞内外环境改变,导致缺血再灌注损伤(ischemia/reperfusion-associated tissue injury,IRI),临床表现为心律失常、心力衰竭等。IRI也出现在心脏手术、心脏移植、心肺复苏等临床情况后。目前研究表明细胞IRI的机制主要包括:氧自由基含量增多、细胞内钙超载、线粒体膜去极化等。氧化还原失衡是IRI发生的重要起始因素,但其机制和细胞中存在的保护机制尚不完全明确,本文重点对氧化应激与心肌IRI的研究进展做一综述。
氧化应激和ROS
氧化应激(oxidative stress,OS)主要是由于内源性和(或)外源性刺激引起机体代谢异常而骤然产生大量活性氧簇(ROS)。ROS是指在外层电子轨道含有一个或多个不配对电子的原子、原子团或分子,包括超氧阴离子(O2- ·)、过氧化氢(H2O2)、过氧亚硝酸盐(ONOO-)和羟基自由基(·OH)。ROS作为二使介导了许多生理性与病理性细胞事件包括细胞分化过度生长、增殖及凋亡·)是O2- ·的单电子来源,还原细胞色素C(Cyt-C)是生成H2O2的双电子供体。线粒体呼吸链产生的O2- ·和H2O2构成生物体内最大数量ROS的恒定来源。过量产生的ROS损害线粒体的膜系统,影响线粒体膜两侧的质子梯度,引起膜结构蛋白质和脂质过氧化,膜通透性增加,电子传递链活性的进一步下降,形成恶性循环,最终造成线粒体破裂[14,15]。虽然线粒体电子传递链上ROS生成的具体位点尚有争议,但呼吸链电子传递受阻仍然是呼吸链大量生成O2- ·和H2O2等ROS的必要条件。
生理情况下线粒体通透性转换孔(mPTP)具有间断性开放的功能,维持线粒体基质与外室之间的物质平衡,但在持续氧化应激、ROS过量蓄积、Ca2+超载的情况下,mPTP不可逆性持续开放。mPTP的开放一方面引起线粒体内外离子平衡失调,线粒体膜电位(ΔΨm)迅速下降,线粒体肿胀,ATP耗竭,甚至细胞死亡。另一方面,mPTP的开放会导致Cyt-C释放进入胞浆,启动caspase级联凋亡反应,最终引起细胞凋亡。但Abdallah Y等的研究提示,在I/R中,线粒体内Ca2+超载是mPTP不可逆开放的原因,ROS过量生成是mPTP开放后的一种结果。总之,mPTP开放、线粒体功能障碍、氧化应激相互影响,构成心肌细胞IRI的重要机制[16,17]。
线粒体DNA(mtDNA)缺乏结合蛋白的保护和完善的损伤修复系统,直接暴露于氧化磷酸化过程中产生的高反应性氧中,氧化损伤是mtDNA突变的主要原因。心肌I/R中,ROS过量生成,致使核酸分子发生过氧化反应且无法修复,相应结构蛋白组分表达缺失,又将引起呼吸链中断,膜电位崩溃,ATP合成受阻,ROS生成增多,形成恶性循坏直至线粒体崩解,细胞凋亡、坏死。Yue R等[18]研究证明番茄红素可保护IRI诱导的心肌细胞mtDNA氧化损伤。
细胞核与氧化应激
细胞核膜也是细胞膜结构的一种,将真核细胞的细胞核和细胞质隔离开来。附着在细胞核膜上的核三磷酸核苷酶(NTPase)为核质物质交换提供能量,脂质过氧化反应抑制NTPase活性,mRNA和蛋白多肽的转运受到影响[19]。
心肌细胞中的肌球蛋白除参与心肌细胞收缩以外,位于细胞核中的肌球蛋白还可以作为一种核转录因子,肌球蛋白调节轻链(MLC20)能够与NOX2基因启动子上游靶序列结合,调控NOX2的表达[20]。脑组织IRI模型中,肌球蛋白调节轻链激酶(MLCK)上调MLC20的磷酸化水平,增加NOX2和NOX4的表达,促进IRI中的氧化应激反应,MLCK的特异性抑制剂ML-7抑制上述反应的发生,与NOX抑制剂DPI具有相似的细胞保护效应[21]。
细胞核对于氧化应激反应具有一定的保护能力,如沉默信息调节因子1(Sirt1)。Sirt1是 Sirtuins 家族成员之一,具有相当高的 NAD+ 依赖性组蛋白脱乙酰化酶的活性。Sirt1主要位于细胞核中,在氧化应激中Sirtl表达上调,作用于FoxO家族成员,保护心肌细胞免于氧化应激损伤。此外,Sirtl可以通过去乙酰化作用抑制 P53的活性而保护细胞免受凋亡,对PGC-1α的去乙酰化作用提高体内抗氧化酶的水平,对于细胞氧化还原稳态的维持起到重要的作用[22,23]。
氧化应激与几种信号通路
氧化应激造成心肌细胞IRI的机制一直是研究的热点,目前已探明的细胞内信号通路包括以下
文档评论(0)