氧化应激在帕金森病发病机制中的作用
氧化应激与疾病发生机制
氧化应激与疾病发生机制随着现代社会的发展,人们所受到的生活压力与日俱增。
无论是学校里的考试压力、工作上的竞争压力、或是生活中的人际关系压力,都可能对人们的身体和心理健康造成负面影响。
这些压力也会引发氧化应激,对人体内部环境造成不利影响,使得机体出现一系列的疾病,包括糖尿病、心血管疾病、中风和癌症等。
氧化应激是指由于某些内源性或外源性因素导致机体的氧化还原平衡失调,而产生的一系列较为有害的生化反应。
在正常情况下,人体内部的产生与清除氧化物的过程保持平衡,能够维持体内的氧化还原平衡。
然而,当人体遭受到各种外界的压力因素时,如饮食营养不良、碧蓝光、环境污染、辐射、荷尔蒙失调等,会导致体内的自由基和氧化物大量产生,从而导致氧化应激的发生。
人体内部有一些能够抵抗自由基的天然抗氧化剂,如维生素E和维生素C。
它们能够通过捕捉自由基,抵消自由基对细胞膜、DNA、蛋白质等的损伤。
然而,在面对大量的自由基时,这些抗氧化剂可能会变得无能为力,从而导致氧化应激反应的进一步加剧。
氧化应激的疾病发生机制十分复杂。
在研究氧化应激与疾病的关系时,我们通常从以下几个方面来考虑其发生机制:1.细胞死亡和凋亡氧化应激对细胞死亡和凋亡产生了深远的影响。
自由基和其他氧化物的产生,可能会导致细胞的DNA、膜和蛋白质等分子的氧化和破损,从而加速细胞凋亡的发生。
这种加速凋亡的机制可能会引发人体出现一系列疾病,其中包括肿瘤、阿尔兹海默症、帕金森病、自身免疫疾病、心脏病、中风和糖尿病等。
2.免疫系统缺损氧化应激可能会导致免疫系统的缺损,使得机体对外界抵御病毒、细菌和其他有害物质的能力降低。
免疫系统缺损使得机体更容易感染和失去对细胞和组织的免疫力。
免疫系统缺损和氧化应激反应的结合,可能会导致一系列的疾病,包括心血管疾病、糖尿病、肿瘤、神经系统疾病等。
3.炎症反应炎症反应是人体对感染、组织损伤等事件产生的保护性反应。
虽然炎症反应有其积极的一面,但在炎症过程过度时也会使机体发生多种不良反应。
PN医学术语
PN医学术语PN医学术语:帕金森病的发病机制与治疗方法帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种常见的神经系统退行性疾病,其主要特征是运动障碍和神经精神症状。
帕金森病的发病机制目前尚不完全清楚,但已有一些重要的突破性研究,为其治疗提供了新的思路。
帕金森病的发病机制与多种因素有关,其中最重要的是多巴胺神经元的死亡和黑质神经细胞内含铁蛋白的异常积聚。
多巴胺是一种重要的神经递质,它在运动控制中起着关键的作用。
多巴胺神经元的死亡导致了多巴胺水平的下降,从而引发了帕金森病的运动障碍症状,如肌肉僵硬、震颤和运动迟缓。
研究表明,帕金森病的发病与遗传和环境因素的相互作用密切相关。
染色体上的一些基因突变可以增加患者患帕金森病的风险,而环境因素如毒物暴露和长期使用某些药物也可能引发帕金森病的发生。
此外,炎症反应和氧化应激也被认为是帕金森病发病机制的重要组成部分。
针对帕金森病的治疗主要包括药物治疗和手术治疗两个方面。
目前,最常用的药物治疗方法是使用多巴胺激动剂,如左旋多巴(L-dopa)和多巴胺受体激动剂。
这些药物可以补充多巴胺,缓解症状,但长期使用会引发药物副作用和耐药性问题。
因此,研究人员正在努力开发新的药物,以改善帕金森病的治疗效果。
手术治疗是帕金森病的另一种重要治疗方法。
深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS)是一种常见的手术治疗方法,通过植入电极来刺激大脑特定区域,从而缓解症状。
DBS的优点是具有可逆性和可调节性,可以根据患者的具体情况进行个性化治疗。
然而,手术治疗仍然存在风险和限制,需要患者进行严格的评估和选择。
除了药物治疗和手术治疗外,物理治疗和康复训练也是帕金森病患者管理的重要组成部分。
物理治疗可以通过锻炼和运动来改善患者的运动功能和平衡能力,减少运动障碍的程度。
康复训练可以帮助患者恢复日常生活能力,提高生活质量。
尽管帕金森病的治疗仍然面临许多挑战,但研究人员对其发病机制和治疗方法的理解正在不断深入。
氧化应激与疾病的发生发展
氧化应激与疾病的发生发展氧化应激这一概念常常被人们所忽视,但它在许多疾病的发生发展中都起着非常重要的作用。
那么,什么是氧化应激呢?氧化应激是指机体内过多的自由基与抗氧化防御机制失衡所造成的一系列损伤。
这些自由基通常由于氧化还原反应、光照、辐射等外界因素所引起。
如果人体的天然抗氧化体系不能完全清除它们,那么自由基就会与细胞内的大分子包括蛋白质、核酸、糖类等结合,最终导致细胞内分子的损伤。
氧化应激在许多疾病的发生中都发挥着重要作用。
例如,癌症的发生与发展与氧化应激有着密不可分的关系。
研究发现,肿瘤细胞中的氧化应激水平通常高于正常细胞,而且在化疗和放疗中,氧化应激水平会进一步升高。
除此之外,氧化应激还在心血管疾病、神经退行性疾病、糖尿病等许多疾病中发挥着关键作用。
心血管疾病是世界上最常见的疾病之一,它的发生与氧化应激密切相关。
因为血管内膜细胞产生过多的自由基,使得血管内皮细胞的功能受到限制,甚至引起动脉硬化。
神经退行性疾病也是由于氧化应激引起的,如老年性白质病、帕金森病、阿尔茨海默病等。
除了氧化应激在疾病中起到重要作用之外,许多人还不知道氧化应激是如何影响人体的健康的。
也就是说,氧化应激是如何引起人体疾病的呢?一方面,氧化应激可以直接损伤细胞内的蛋白质、核酸和脂质等大分子结构,从而引起细胞死亡甚至导致细胞癌变。
另一方面,氧化应激还能够影响细胞内的信号通路和基因表达。
例如,氧化应激能够在糖尿病发生时产生一系列的生化信号,从而导致β细胞的损伤和胰岛素分泌的减少,最终导致糖尿病的发生。
那么,如何来缓解氧化应激造成的损伤呢?目前,许多的研究都表明饮食中所摄入的抗氧化剂是缓解氧化应激造成的损伤的可行方法。
例如,常见的抗氧化剂有维生素C、E、β-胡萝卜素、花青素等。
这些抗氧化剂可以中和细胞内过多的自由基,从而减轻氧化应激的损伤。
此外,一些中药成分也被证实能够有效地缓解氧化应激带来的损伤。
例如,一些黄瓜、草莓等水果中所含的花青素,以及中草药中的黄芪、丹参等,都具有明显的抗氧化作用。
氧化应激在衰老和疾病中的作用
氧化应激在衰老和疾病中的作用氧化应激是指生物体中产生的活性氧类的积累到一定程度,引起细胞功能损伤、蛋白质、核酸、脂质等的氧化破坏和细胞凋亡等现象。
氧化应激在衰老和疾病中的作用是不可忽视的。
一、氧化应激在衰老中的作用氧化应激是导致衰老的重要因素之一。
人体的新陈代谢过程中,产生的氧自由基如果不能及时被清除,就会累积在细胞内,导致细胞死亡,从而加速人体的衰老进程。
氧化应激除了会加速衰老进程外,也可能会导致DNA突变、蛋白质质量下降、与色素生成有关的黄斑病、老年性白内障等问题。
研究提出:人类细胞的最大寿命由一部分DNA上的三个碱基决定,称之为“Telomere”。
当人类的年龄增长时,Telomere长度不断缩短,这个过程自我逐渐终止的时间。
最终会导致人体失去细胞增殖和修复的能力,增加衰老和患病的风险。
氧化应激会引起DNA的损伤,并缩短Telomere长度,进而加速衰老。
二、氧化应激在疾病中的作用氧化应激在疾病的发生、发展中也具有重要作用。
多种疾病机制涉及了活性氧类与自由基的生成和细胞氧化损伤,例如自由基和活性氧类能引起外周血管紧张性增加、导致高血压、肺部细胞自由基的生成会导致肺损伤和气管炎、神经细胞氧化损伤影响到神经传导、引起Alzheimer病和帕金森病等。
氧化应激还参与了肿瘤细胞的增殖和转移,对癌症的发生和发展有一定的作用。
三、如何预防氧化应激氧化应激的危害是明显的,所以预防氧化应激是很有必要的。
以下是可以预防氧化应激的方法。
1.饮食方面多吃新鲜蔬菜和水果,特别是沙棘、葡萄籽、胡萝卜、芹菜、蘑菇、洋葱、黑木耳等含有丰富的天然抗氧化物质的食物。
多喝水,少喝饮料等高糖、高脂肪的食品。
2.运动方面适度的运动可以帮助消耗过多的能量,增强体力,提高人的新陈代谢能力,有效地降低氧化应激的快速生成和持续性的危害。
3.生活方式方面合理日常生活规律,保证充足的睡眠和营养,避免过于疲劳;减少吸烟和酗酒等不良的生活方式,可以防止活性氧类和自由基的产生,降低氧化应激的程度。
氧化应激与神经系统疾病的关系研究
氧化应激与神经系统疾病的关系研究氧化应激是近年来备受关注的一个研究领域,其与各种疾病的发生和发展密切相关。
神经系统疾病也不例外,近年来,越来越多的研究发现,氧化应激与神经系统疾病的关系非常密切。
下文将对氧化应激及其与神经系统疾病的关系进行探讨。
一、氧化应激的概念和机制氧化应激是指机体中氧化与抗氧化之间失衡的情况,即氧化物质的产生超过了抗氧化物质的清除能力。
自由基是其基本成因之一,而自由基是指电子数与原子核数不相等的分子或离子。
自由基的活性较高,能够进行氧化反应并导致氧化损伤。
氧化应激的机制主要是由自由基产生的链式反应,其中包括:自由基产生、反应以及维持自由基链式反应的网络。
二、氧化应激与神经系统疾病的关系在神经系统中,氧化应激与多种疾病密切相关。
例如,老年痴呆症、帕金森病、脑出血等。
1、老年痴呆症老年痴呆症是一种神经系统退行性疾病,氧化应激作用是老年痴呆症发病的一个重要因素。
在老年痴呆症患者脑组织中,氧化应激产物的水平较高,而抗氧化酶的活性降低。
这些氧化应激产物会对神经细胞造成氧化损伤,导致神经元死亡,最终引发老年痴呆症。
2、帕金森病帕金森病是一种以运动障碍为主要表现的神经系统疾病,氧化应激也被认为是其发生和发展的一个重要因素。
研究发现,帕金森病的患者体内的氧化应激产量增加,而抗氧化系统的功能降低,这会导致细胞的氧化损伤和神经元死亡,最终引发帕金森病。
3、脑出血脑出血是一种神经系统疾病,其发生与氧化应激密切相关。
脑出血时,大量内皮细胞受到损伤,细胞膜的完整性遭到破坏,导致一系列氧化应激反应的发生。
氧化应激过程会释放大量自由基,并导致脑组织的氧化损伤,进而加剧脑出血的程度。
三、通过抗氧化作用预防氧化应激氧化应激与神经系统疾病发生的关系非常密切,预防和治疗这些疾病的一个有效策略就是通过抗氧化作用来减轻氧化应激对神经系统的损伤。
目前,有很多抗氧化剂能够防止氧化应激的发生。
例如,维生素C和E、多酚类化合物、锌、硒等物质都具有抗氧化作用。
氧化应激在帕金森病发病机制中的作用
氧化应激在帕金森病发病机制中的作用帕金森病(parkinsondisease PD)要紧的病理特征是黑质致密部的多巴胺能神经元显著缺失,尚存的神经元出现路易体(lewybody)。
近年来国内外大量研究说明氧化应激通过各类途径引起黑质多巴胺神经元的死亡,氧化应激是帕金森病(PD)重要的发病机制之一,深入研究其损害机制关于帕金森病的治疗有重要价值。
在细胞正常代谢过程中产生活性氧基团(ROS),发挥重要的生理功能。
当ROS的水平超过细胞生理需要时,由于其高度的活性,可通过关键分子如DNA、蛋白质及脂质的氧化降解,影响细胞结构及功能完整性。
当ROS的水平超过体内抗氧化防御的水平常可产生氧化应激。
一些组织特别是脑组织对氧化应激尤为易感。
尸检结果说明帕金森病(PD)中存在氧化应激机制。
但氧化应激与神经变性的时程及与PD其他发病机制,如线粒体功能紊乱、一氧化氮(NO)毒性、兴奋毒性及泛素蛋白酶体系统(UPS)等之间的关系仍有待于进一步研究。
本文对PD中氧化应激近年来的研究进展综述如下。
1 ROS的生物学活性及病理生理作用ROS是由外源性氧化剂或者细胞内有氧代谢过程中产生的具有很高生物学活性的含氧分子,如超氧阴离子、过氧化氢及羟自由基等。
ROS可发挥重要的生理功能,但当其水平超过细胞生理需要时,很容易与生物大分子反应,可直接损害或者通过一系列过氧化链式反应引起广泛生结构的破坏。
1.1 ROS的生理作用研究说明,ROS参与抵制外来物质的入侵,也充当内部生物学过程的调节因子,包含信号转导、转录或者程序性细胞死亡[1]。
细胞内存在许多信号系统,这些信号系统依靠复杂的激酶级联、蛋白酶级联与(或者)第二信使调节胞浆及核蛋白质,这些蛋白质再激活转录因子如AP-1及NκB等,调节细胞的生长与(或者)凋亡[2]。
比如,膜受体产生的信号通常经由小的蛋白质ras偶联胶浆信号转导。
被激活的ras能直接刺激小G蛋白ras,返过来结合并激活膜连接的NADPH氧化酶复合体以产生ROS。
氧化还原反应及其在代谢和疾病中的作用研究
氧化还原反应及其在代谢和疾病中的作用研究氧化还原反应(Redox reaction)是指发生电子转移的化学反应,其中一种物质被氧化,另一种物质被还原。
电子转移是指同一反应中一个化学物质失去一个或多个电子,另一个化学物质接受这些电子。
这种化学反应在生物体内的代谢和疾病中发挥着重要作用。
一、氧化还原反应在代谢过程中的作用代谢(Metabolism)是指生物体内化学反应的总体称谓。
代谢所需的能量由氧化还原反应提供。
能量通常以ATP(Adenosine Triphosphate)的形式储存和传递。
在相互关联的代谢途径中,一些分子被氧化和还原,电子通过许多酶和载体蛋白传输,提供所需的能量。
例如,呼吸链可将食物摄取的营养成分在线粒体内氧化,形成高能物质NADH和FADH2,这些物质将电子通过电子传递链传递,最终与氧结合成水,释放出能量。
氧化还原反应还参与生物合成和降解。
例如,细胞内的化学反应需要还原工具,NADPH被广泛用于生物合成过程,如脂质和胆固醇合成。
此外,ATP生成和核酸的合成也需要氧化还原反应。
二、氧化还原反应在疾病中的作用许多疾病与氧化还原反应有关,由于氧化反应产生的自由基和其他氧化物质对细胞膜脂质、DNA和蛋白质的损伤。
许多疾病都是由于氧化反应引发的细胞损伤而引起的。
1.癌症氧化应激被认为是癌症发病的因素之一。
癌细胞的代谢和能量需要与正常细胞不同,通常癌细胞有更高的氧化应激水平,导致DNA和细胞膜受损。
为了适应这种应激,癌细胞会表达更多的氧化还原酶和反应分子。
2.神经退行性疾病氧化应激也可以导致神经细胞的死亡和神经疾病的发生。
例如,阿兹海默症(Alzheimer's Disease)中脑组织中的氧化试剂可导致细胞膜受损和神经元丧失;在帕金森病(Parkinson's Disease)和亨廷顿病(Huntington's disease)中,氧化应激与脑部神经细胞死亡和疾病进展有关。
氧化应激信号通路在神经变性疾病中的作用
氧化应激信号通路在神经变性疾病中的作用神经变性疾病是一类以神经细胞死亡和功能障碍为主要特征的疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈病等。
这些疾病常常会伴随着多种因素的作用,如基因突变、代谢紊乱、神经炎症等,导致细胞损伤和死亡。
其中,氧化应激是影响神经变性疾病发展的重要因素之一。
氧化应激通路参与了诸多神经细胞损伤与死亡的过程,这篇文章将讲述氧化应激信号通路在神经变性疾病中的作用。
氧化应激是人体细胞内的一种常见的病理过程,与许多疾病如心血管疾病、癌症等有关。
在神经系统中,氧化应激是引起神经元损伤和死亡的主要机制之一。
这是因为神经细胞的能量需求很高,其约75%的能量都来自线粒体中的三磷酸腺苷(ATP)产生,而线粒体内大量存在的呼吸链能引起过氧化氢等氧化剂的产生。
一旦氧化应激过度,就会导致蛋白质的氧化、糖化和断裂,神经细胞膜的氧化和磷脂过氧化,以及DNA的氧化和核苷酸碎片的产生,这些都会直接或间接地影响神经元的正常功能。
氧化应激信号通路在神经系统中主要包括以下内容:氧化应激来源、抗氧化防御系统、氧化应激相关基因、内质网应激、氧化氮合成和释放等。
一、氧化应激来源氧化应激来源主要有线粒体呼吸链、脂质代谢和细胞色素P450(CYP450)等代谢通路。
线粒体呼吸链是氧化应激的主要来源,它是人体细胞呼吸过程中能量的主要来源。
然而,线粒体超量生成自由基和ROS,会引起DNA、RNA、蛋白质和细胞膜等生物大分子的损伤。
除此之外,脂质代谢和CYP450等代谢通路也会生成大量利于ROS积累的代谢产物。
这些就是氧化应激的来源。
二、抗氧化防御系统细胞内有机体维护其稳态非常复杂,特别是对于氧化应激来说。
因此,细胞具有令人印象深刻的抗氧化防御系统,以保护自身免受自由基和ROS对细胞的损伤。
抗氧化防御系统包括多种抗氧化物质和酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化酶(GPx)、谷胱甘肽还原酶(GR)、低分子量抗氧化物、大量基因等。
氧化应激反应及其在疾病发生中的作用
氧化应激反应及其在疾病发生中的作用氧化应激是一种生物学现象,是细胞内的氧自由基和其他构成氧化还原反应的生化物质与细胞蛋白、脂质和核酸等分子中发生的一系列反应过程。
如果氧化还原平衡被削弱或破坏,氧自由基就会大量产生,进而导致一系列有害反应,从而对细胞、组织和器官产生损伤。
氧化应激反应与各种疾病如心血管疾病、神经系统疾病、糖尿病、肝病和癌症等的发生发展密切相关。
本文将对氧化应激的生理学机制及其在疾病中的作用进行综述。
一、氧化应激的生理学机制氧化应激反应是一种细胞内氧自由基与生物分子的氧化反应。
通俗地讲,氧自由基是一种高度反应性的氧分子。
在细胞内,氧自由基的产生可以通过生物代谢和外界环境等因素的影响,如辐射、环境污染和化学药品等。
通常,氧自由基在细胞内为激活T细胞和吞噬细胞等细胞作用,这些作用都是正常的生理反应。
然而,当细胞受到过度刺激或外界因素的干扰时,氧自由基的产生将失去平衡,而且通常会明显增加。
这称为氧化应激反应。
氧化应激反应可引发一系列反应,如脂质过氧化、蛋白质氧化和DNA氧化等。
这些反应会导致生物分子分解失衡,从而对生物体产生危害。
二、氧化应激反应与心血管疾病的关系心血管疾病是一个广泛的概念,包括冠心病、高血压和心力衰竭等疾病。
许多研究表明,氧化应激反应是导致心血管疾病发生和进展的主要因素之一。
在心血管疾病中,氧化应激反应的主要作用是导致血管内皮细胞功能障碍和血管收缩功能失调。
同样,研究还发现,氧化应激反应还可能导致冠状动脉供血不足的病变,从而影响心肌细胞的功能。
三、氧化应激反应与神经系统疾病的关系眼前,在神经系统疾病的发生和进展中,氧化应激反应的作用也得到了认识。
诸如阿尔茨海默病、帕金森氏症和脑部创伤等神经系统疾病,都涉及到这种反应。
在这些疾病中,氧化应激反应的作用主要是破坏细胞的稳定状态和细胞氧化还原平衡,导致神经元死亡,从而加速疾病的发展。
四、氧化应激反应与糖尿病的关系糖尿病是一种常见的代谢性疾病,氧化应激反应在其发生和发展过程中也扮演了重要的角色。
氧化应激与疾病发生的关系
氧化应激与疾病发生的关系随着现代生活的快节奏,人们的生活压力越来越大,环境污染也越来越严重,人们体内的氧化应激现象越来越常见。
要了解氧化应激及其与疾病发生的关系,我们首先需要了解什么是氧化应激。
氧化应激是指在机体内,由于缺氧、放射性物质、环境污染物等外界刺激以及内源性氧代谢产物等原因,导致体内产生大量反应性氧化物质,从而引起机体对氧的代谢出现异常反应的现象。
氧化应激导致机体的抗氧化能力下降,使得机体细胞和组织受到损伤。
氧化应激与疾病的关系不容忽视。
研究表明,氧化应激与多种疾病的发生和发展密切相关,如心血管疾病、糖尿病、肝脏疾病、神经系统疾病等。
下面我们将从几个方面介绍氧化应激与疾病的关系。
1. 氧化应激与心血管疾病心血管疾病是导致人们死亡的重要原因之一。
研究表明,氧化应激是导致心血管疾病的一个重要原因。
氧化应激可以引起内皮细胞损伤和炎症反应,促使血管内皮细胞增殖和血管壁增厚,从而导致动脉粥样硬化。
此外,氧化应激还可以使血小板活化、凝聚和血栓形成加剧,导致心肌梗死和中风等疾病的发生。
2. 氧化应激与糖尿病研究表明,氧化应激在糖尿病的发生和发展中发挥了重要的作用。
糖尿病是一种代谢性疾病,氧化应激可以引起胰岛β细胞和肝细胞的损伤和凋亡,从而导致胰岛素的分泌和作用受到干扰,引起血糖水平的升高。
此外,氧化应激还可以使糖化终产物的形成加速,进而增加氧化应激的程度,形成恶性循环。
3. 氧化应激与肝脏疾病肝脏是人体最大的代谢器官,氧化应激在肝脏疾病中也发挥了重要作用。
肝脏疾病包括肝炎、脂肪肝、肝纤维化等,氧化应激是导致这些疾病的一个重要因素。
研究表明,肝炎和脂肪肝患者的血液中自由基的含量和抗氧化酶的活性均明显降低,氧化应激水平明显升高。
此外,氧化应激还可以诱导肝细胞凋亡和炎症反应,加剧肝纤维化的程度。
4. 氧化应激与神经系统疾病神经系统疾病是现代医学面临的重要挑战之一,氧化应激在神经系统疾病中也发挥了重要作用。
细胞氧化应激的生理与病理功能
细胞氧化应激的生理与病理功能细胞氧化应激是指由于氧自由基(ROS)和其他化学物质导致的细胞内外环境的失衡。
ROS产生的原因包括细胞呼吸、光合作用、药物代谢、烟草使用、辐射和污染等。
适度的细胞氧化应激有助于防御感染、调节细胞增殖和损伤修复。
而过度的氧化应激则会破坏DNA、蛋白质和其他生物大分子,导致细胞死亡、组织损伤、衰老和多种慢性疾病。
1. 细胞氧化应激的生理功能适度的细胞氧化应激有利于细胞生长和细胞死亡。
氧化应激可以激活细胞增殖途径,促进细胞的周期、增殖和分化。
例如,氧化应激可以促进干细胞分化为神经元或其他类型的细胞,从而为神经元发育和再生提供必要的营养和能量。
此外,适度的氧化应激可以增强免疫系统的防御能力。
白细胞必须在感染和病原体进入体内的时候释放氧化物,将它们转化为氧化物来获得战斗或抵御病原体的能量。
氧化物浓度的控制是胞内和胞外病原体感染的一个关键点,对这点的控制可以更有效地打击细胞内病原体感染。
2. 细胞氧化应激的病理功能当细胞氧化应激过度时,它可以导致炎症、细胞死亡、DNA损伤、衰老和多种疾病。
氧化应激产生了太多的活性氧自由基,使其不能立即被细胞内的抗氧化物质所清除。
这些自由基可以直接破坏膜、酶和蛋白质,导致细胞死亡。
同时,氧化应激也会引起DNA损伤,影响基因的转录、翻译和表达,导致基因变异和突变,进而导致癌症、心血管疾病、阿尔茨海默症和帕金森病等疾病的发生。
3. 处理细胞氧化应激的策略抗氧化剂是一种能够消除活性氧自由基的化学物质。
抗氧化剂包括维生素C、E和A,硒、锌和铜等微量元素以及其他多种化合物,如多酚类化合物、类黄酮、类胡萝卜素、异黄酮等。
抗氧化剂通过中和氧化物质来稳定细胞内环境,避免DNA损伤和细胞死亡。
此外,有研究表明,运动和适度的饮食同样有助于处理细胞氧化应激。
运动可以提高细胞内抗氧化系统的酶活性、提高氧化应激物质的代谢能力,从而保护细胞免受氧化损伤。
适度的饮食同样可以帮助抗氧化,如膳食纤维、谷类、蔬菜和水果等富含抗氧化剂和维生素C、E,有助于对抗氧化应激。
氧化应激损伤在大脑退行性疾病发生中的作用研究
氧化应激损伤在大脑退行性疾病发生中的作用研究氧化应激是指机体内的自由基和抗氧化能力失衡,导致细胞内产生一系列的氧化反应,这些反应会对细胞内的蛋白质、核酸和膜进行损伤,从而引发多种疾病。
在大脑退行性疾病中,氧化应激对神经元的细胞死亡和大脑功能障碍起着至关重要的作用。
一、氧化应激在阿尔茨海默症中的作用阿尔茨海默症是一种随着年龄增长而逐渐加剧的退行性疾病,其主要特征是神经元的损失和脑功能障碍。
研究表明,氧化应激在该疾病的发生发展中起着重要作用。
一方面,阿尔茨海默症患者的大脑中存在大量的自由基,这些自由基会攻击神经元细胞膜,造成细胞膜的破坏和离子泄漏,导致神经元的死亡。
另一方面,脑中存在着一种称为β-淀粉样蛋白的蛋白质,该蛋白质被认为是阿尔茨海默症神经元损失的主要原因之一。
研究表明,氧化应激能够促进β-淀粉样蛋白的聚集和沉积,从而引发神经元的死亡。
二、氧化应激在帕金森病中的作用帕金森病是一种常见的神经退行性疾病,其主要特征是黑质多巴胺神经元丧失导致的肌肉僵硬、震颤和运动功能障碍。
研究表明,氧化应激在该疾病的发生发展中也起着重要作用。
氧化应激可以导致黑质多巴胺神经元的死亡,从而加剧帕金森病的症状。
此外,氧化应激还会对该病患者的免疫功能造成损害,在炎症反应中起到促进作用,从而加剧症状的发生。
三、氧化应激在脊髓性肌萎缩症中的作用脊髓性肌萎缩症是一种罕见的神经退行性疾病,其主要特征是由于颈下肌肉的萎缩而导致的肌无力和麻痹。
研究表明,氧化应激在该疾病的发生发展中也起着重要作用。
氧化应激可以直接导致脊髓神经元的死亡,从而促进疾病的发展。
此外,氧化应激还可以加速病变区域的炎症反应,从而进一步加剧神经元的死亡。
四、氧化应激的损伤和预防氧化应激对神经系统的影响十分广泛,包括促进神经元死亡、损害神经传导、影响神经发育等。
因此,如何减轻氧化应激的损伤,保护神经系统的健康非常重要。
目前常用的减轻氧化应激的方法包括补充抗氧化剂、改善日常生活方式、进行体育锻炼等。
帕金森原理
帕金森原理帕金森病是一种神经退化性疾病,它由于脑部神经细胞的死亡和变性而导致运动障碍、肌肉僵硬和震颤等症状。
该疾病通常会在中老年人中发生,而且它的病因仍然未知。
然而,在研究过程中,科学家们发现了一些与帕金森病相关的重要原理。
帕金森原理是指一组与帕金森病相关的基本原理,这些原理涉及到神经元的功能和生存,以及脑部中的神经递质的作用。
这些原理是帕金森病研究的基础,也是开发新治疗方法的关键。
第一个帕金森原理是神经元死亡。
在帕金森病中,黑质多巴胺神经元死亡,这导致了运动障碍和其他症状。
这些神经元的死亡可能由于氧化应激、神经毒性和其他原因引起。
因此,保护神经元的生存可能是治疗帕金森病的一种方法。
第二个帕金森原理是多巴胺缺乏。
多巴胺是一种神经递质,它在脑部中起着重要的作用,包括控制运动和情感。
在帕金森病中,黑质多巴胺神经元死亡,导致多巴胺缺乏。
这可能导致肌肉僵硬、震颤和其他症状。
因此,增加多巴胺的水平可能是治疗帕金森病的一种方法。
第三个帕金森原理是神经递质失衡。
神经递质是神经元之间传递信息的化学物质。
在帕金森病中,黑质多巴胺神经元死亡,导致多巴胺缺乏,从而破坏了神经递质的平衡。
这可能导致运动障碍和其他症状。
因此,恢复神经递质平衡可能是治疗帕金森病的一种方法。
第四个帕金森原理是神经元功能障碍。
在帕金森病中,黑质多巴胺神经元死亡,导致神经元的功能障碍。
这可能导致肌肉僵硬、震颤和其他症状。
因此,恢复神经元的功能可能是治疗帕金森病的一种方法。
第五个帕金森原理是炎症作用。
在帕金森病中,炎症可能发挥重要作用。
炎症可以导致氧化应激和神经元死亡。
因此,减少炎症可能是治疗帕金森病的一种方法。
第六个帕金森原理是基因突变。
在一些情况下,帕金森病可能由基因突变引起。
这些基因突变可能导致神经元死亡和其他症状。
因此,研究基因突变可能有助于更好地理解帕金森病,并开发新的治疗方法。
第七个帕金森原理是环境因素。
环境因素可能也会影响帕金森病的发生和发展。
帕金森病发病机制研究进展
帕金森病发病机制研究进展作者:沈凡艺陈子方吴海妹郭沛鑫来源:《中国民族民间医药·下半月》2020年第11期【摘要】帕金森病是一种由各种致病原因相互作用于机体而导致的神经系统疾病,主要好发于中老年人群,严重影响病人的健康和生活质量。
PD的发病缘由和致病机理复杂,针对疾病各方面的研究较多,但详细发病机制至今尚未诠释清楚。
文章对近年来PD的发病机制研究进行综述,以期为新药研发和临床用药提供参考。
【关键词】帕金森病;发病机制;研究进展【中图分类号】R742.5 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517(2020)21-0060-05Research Progress on the Pathogenesis of Parkinson’s DiseaseSHEN Fanyi CHEN Zifang WU Haime GUO Peixin*Yunnan University of Chinese Medicine,Kunming 650500,ChinaAbstract:Parkinson’s disease is a neurological disease caused by various pathogenic factors interacting with the body.It mainly occurs in the middle-aged and elderly people,which seriously affects their health and quality of life.The etiology and pathogenesis of PD are complicated.There are more studies on various aspects of disease,but the detailed pathogenesis has not yet been clearly explained.This article reviews the research on the pathological mechanism of PD in recent years,in order to provide reference for new drugs developmene and clinical use.Keywords:Parkinson’s Disease; Pathogenesis; Research Progress帕金森病(Parkinson’s disease,PD)又名震颤麻痹,多发生在中老年患病人群里,是一种神经退行性慢性疾病。
帕金森病的病因与发病机制解析
帕金森病的病因与发病机制解析帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种常见的神经退行性疾病,主要特征是运动障碍、肌肉僵硬和震颤。
这种疾病会明显影响患者的生活质量,给他们的家庭和社会造成重要负担。
虽然帕金森病已经有一定的病史,但其病因和发病机制至今仍然是科学界关注的热点之一。
本文旨在对帕金森病的病因和发病机制进行深入解析。
一、遗传因素遗传因素被认为是帕金森病发病的重要原因之一。
多个基因异常与帕金森病的遗传有关,其中最为典型的是帕金森病的突变基因SNCA、PARK2、PINK1以及LRRK2等。
这些基因突变导致特定的信号传导途径受损,进而导致神经元的功能失调和死亡,引发帕金森病的发生。
二、环境因素环境因素也被认为是帕金森病的重要诱因之一。
大量研究表明,长期接触某些化学物质,如农药、有机溶剂以及重金属等,都与帕金森病的发病风险增加相关。
这些化学物质可以干扰神经元正常的代谢和功能,引起细胞的损伤和死亡。
三、氧化应激与线粒体功能异常帕金森病的发病过程中,氧化应激和线粒体功能异常起着重要的作用。
氧化应激是指细胞内的氧化物质产生超过抗氧化防御系统清除能力的情况,导致细胞中的抗氧化能力不足,进而引起细胞损伤。
帕金森病患者常常存在氧化应激的现象,细胞内的氧化物质生成增加,抗氧化物质生成减少,这可能是帕金森病神经元损伤的重要机制之一。
同时,线粒体是细胞内的“能量中心”,负责供应细胞所需的能量。
帕金森病患者的线粒体功能严重受损,导致细胞能量供应不足,从而引起神经元的功能障碍和死亡。
四、炎症反应和免疫系统异常越来越多的证据表明,炎症反应和免疫系统异常在帕金森病的发病机制中起着重要作用。
帕金森病患者的大脑中存在过多的炎症细胞和炎症介质,这些炎症因子会进一步引发免疫系统的异常激活,并导致神经元的损伤和死亡。
免疫系统异常还会引发异常的自身免疫反应,导致机体免疫功能的紊乱。
五、蛋白质异常沉积及神经变性帕金森病患者中常见的脑内病理特征是Lewy小体的形成,这是由α-突触核蛋白(alpha-synuclein)的异常沉积所致。
DJ-1,α-Synuclein基因对帕金森病氧化应激作用的机制
DJ-1,α-Synuclein基因对帕金森病氧化应激作用的机制【关键词】DJ-1;α-Synuclein;帕金森病;氧化应激帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种常见的神经退行性疾病,尽管其确切的发病机制还不清楚,但是许多证据提示,氧化应激可能在其发病过程中起重要的作用。
1 DJ-1基因与PD中氧化应激的关系DJ-1基因突变可引起常染色体隐性遗传性PD。
DJ-1编码蛋白属于ThiJ/PfpI/DJ-1超家族。
DJ-1是具有多种功能的蛋白质。
人类的DJ-1最初是作为癌蛋白被发现的,它能与激活的Ras蛋白相互作用引起细胞改变,对于DJ-1结构的研究提示,DJ-1可能具有分子伴侣或蛋白水解酶功能,但与帕金森病密切相关的是它的抗氧化应激功能。
首先,在氧化应激的状态下,DJ-1的功能状态和定位发生改变。
在氧化应激时,DJ-1基因106位半胱氨酸转变成半胱氨酸亚磺酸,这一改变使DJ-1向等电点偏酸的方向转移,说明DJ-1受细胞内氧化还原状态的调节,是氧化应激的内在指示剂[1]。
这种转变也使DJ-1成为具有抗氧化应激作用的蛋白。
在帕金森病患者中,DJ-1被氧化,这种氧化随着年龄的增长而逐渐增多。
氧化应激后,DJ-1转移到线粒体,主要定位在线粒体的基质和膜间腔。
DJ-1定位于线粒体后,可保持线粒体复合物1的活性[2]。
在体外实验中,过表达野生型DJ-1可保护神经元抵抗氧化应激[3]。
在体内实验中,转染了野生型DJ-1的小鼠对MPTP引起的黑质纹状体的损伤有抵抗作用,使更多的多巴胺能神经元存活[4]。
其次,敲除DJ-1后增加细胞或动物模型对氧化应激损伤的敏感性。
在DJ-1敲除的细胞中,与应激、氧化应激、凋亡、细胞毒性等有关的基因表达增高,SOD3的表达下降。
各种原代培养的神经元敲除DJ-1后,对H2O2,MPP+,6-0HDA等刺激诱导细胞死亡的敏感性增加[5]。
在DJ-1敲除的小鼠中,黑质纹状体多巴胺能神经元和纹状体中神经纤维密度和多巴胺的含量正常。
靶向调控HO_1_NOX2治疗帕金森病的新进展_王玉敏
自治区高等学校科学研究资助项目( NJZZ12306; NJZY234; NJZZ14271) ; 内蒙古教育厅高校创新平台培育资助项目; 内蒙古人类遗传病研究重
点实验室资助项目; 赤峰学院科研创新团队建设计划资助项目 作者简介: 王玉敏,女,博士,副教授 研究方向: 心脑血管药理学
* 通讯作者: 王洪权,男,博士,副教授
基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 81450036; 81260196) ; 内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划资助项目( NJYT-13-B20) ; 内蒙
古自治区人才开发基金资助项目; 内蒙古自然科学基金资助项目( 2013MS1176、2014MS0892、2014BS0802、2014MS0814、201kinson's disease,PD) 是一种以黑质多巴胺 能神经 元 丢 失 为 特 征 的 氧 化 损 伤 相 关 性 神 经 退 行 性 疾 病[1-2]。越来越多的证据表明氧化应激 ( oxidative stress) 损 伤在 PD 的发病机制及其多巴胺能神经元死亡中发挥重要作 用[3-4]。鉴于此,针对抗氧化应激的策略则成为 PD 有效的治 疗途径[5]。
与此相仿,6-OHDA 可诱导多巴胺神经元产生大量 O2·- 和氧化应激 的 发 生,而 NOX 介 导 产 生 的 ROS 参 与 这 一 进 程[31]。Pestana 的研究显示,6-OHDA 诱导小鼠 黑 质 细 胞 膜 蛋白 p67phox 的水平显著升高,这表明 p67phox 发生了细胞 膜转位,从而形成 NOX 酶复合体进而能够介导 O2·- 的产生,
因 NOX2 最初在吞噬细胞中被发现以及其在吞噬细胞 内高表达,被命名为吞噬细胞氧化酶( phagocyte NADPH oxidase,PHOX) 。故 NOX2 又 称 gp91phox ( gp 表 示 糖 蛋 白,phox 代表吞噬细胞氧化酶成分) ,是 NOX2 NADPH 氧化酶复合体 的催化亚基,参与小胶质细胞产生细胞外 O2·- 。NOX2 广泛 表达于脑内各种细胞内[6-7]。大量研究显示,NOX2 介导产生 的 ROS ( ROS derived from the NOX2-containing NADPH oxidase) 是多巴胺能神经元氧化应激损伤的重要来源[8-13]。利 用体内 和 体 外 模 型 研 究 显 示,小 胶 质 细 胞 表 达 NOX2、 p22phox 、p40phox 、p47phox 和 p67phox[14]。许多对多巴胺能( DA) 神 经元具有选 择 性 损 伤 作 用 的 神 经 毒 素,包 括 内 源 性 致 病 蛋 白[15]、神经元损伤[16-19] 及杀虫剂鱼藤酮 ( Rotenone) 和 百草 枯( Paraquat) [20-21]能够激活小胶质细胞 NOX2 NADPH 氧化 酶。PD 脑内 NOX2 的激活参与 PD 的病理的持续性恶化。 NOX2 蛋白位于小胶质细胞膜内,产生的 ROS 分泌到细胞 外,对周围神经元具有损伤作用[22]。而 DA 神经元对 ROS 的损伤更为敏感,导致 DNA、RNA 和脂质的氧化以及神经毒 性的发生[22-23]。综上所述,NOX2 的激活诱导 DA 神经元的 死亡,进而参与 PD 的的发病机制。
帕金森病中氧化应激和抗氧化物酶的研究进展
医 学 综 述 2002年 第 8卷 第 11期 Medical Recapitulate 2002,Vo1.8,No.I1
·Hale Waihona Puke 669 · 帕金 森病 中氧化 应激 和 抗 氧化物 酶 的研 究 进展
徐 强 (综述),徐 如 祥 (审校)
(中 国 人 民 解 放 军 第 一 军 医 大 学 珠 江 医 院 ,广 东 广 州 510282)
GSH 的 减 少 。Sian等 发 现 PD患 者 SNpc中 的 GSH 选 择 性 减 少 ,而 在 PD患 者 其 他 脑 区 和 其 他 的 神 经 变 性 疾 病 中 没 有 发 现 GSH 水 平 的 下 降 。 GSH 的 减 少 可 能 防 碍 H o1的 清 除 ,
提 高 OH。的 形 成 ,特 别 是 在 高 铁 的 情 况 下 ,这 种 效 应 尤 其 明 显 。 但 是 ,PD 中 GSH 的 减 少 原 因 并 不 清 楚 。 与 GSH 合 成 相 关 的 酶 没 有 缺 陷 ,然 而 , y.谷 氨 酰 基 转 移 酶 ( y.G1-r)的 水 平 有 明显 增 加 4 J。 这 种 酶 在 谷 胱 甘 肽 的 移 位 和 氧 化 型 谷 胱 甘 肽 (GSSG)的 代 谢 中 起 作 用 。 T-GTr的 增 加 可 能 提 示 活 着 的 细 胞
由 于 多 巴 胺 的 氧 化 代 谢 产 物 H, 和 别 的 氧 反 应 性 物 质
(ROS)的 作 用 ,氧 化 应 激 在 PD 中 受 到 重 视 。 研 究 发 现 :在 脑 内 黑 质 致 密 部 (substantia nigra pars compacta,SNpc)铁 的 增 加 , 谷 胱 甘 肽 (glotathione.stimulating hormone,GSH)的 减 少 和 脂 质 的 氧 化 破 坏 大 分 子 物 质 (蛋 白 质 、DNA)的 情 况 下 ,使 其 处 于 氧 化 应 激 的 状 态 ,可 能 发 生 持 续 的 细 胞 死 亡 。
帕金森的发病机制——“多巴胺学说”和“氧化应激说”
帕金森的发病机制——“多巴胺学说”和“氧化应激说”引言帕金森病是一种常见的神经系统退行性疾病,其特征是中脑黑质多巴胺能神经元的丧失。
多年来,研究人员提出了多种关于帕金森病发病机制的理论,其中最为广泛接受的是“多巴胺学说”和“氧化应激说”。
本文将对这两种理论进行详细解释和对比,以期更好地了解帕金森病的发病机制。
多巴胺学说多巴胺学说是最早提出的关于帕金森病机制的理论之一。
该理论认为,帕金森病主要由多巴胺能神经元的丧失导致多巴胺水平下降,从而导致症状的出现。
1.多巴胺的生物合成和转运多巴胺是一种神经递质,它在中脑黑质多巴胺能神经元中合成。
多巴胺的生物合成过程包括酪氨酸的羟化、羟酪胺的脱羧和多巴的羟化。
在正常情况下,多巴胺能神经元会将多巴胺包裹在囊泡中,并通过转运蛋白转运至突触前膜。
2.多巴胺能神经元的丧失在帕金森病中,中脑黑质多巴胺能神经元逐渐丧失。
这种丧失可能由多种因素引起,如遗传因素、环境因素和神经炎症等。
当丧失到一定程度时,多巴胺的水平开始下降,导致帕金森病的症状出现。
3.多巴胺水平下降导致的症状多巴胺水平下降会导致帕金森病的主要症状,如静止性震颤、肌肉强直和运动困难等。
这是因为多巴胺在运动控制中起到重要的作用,它参与调节基底神经节的活动,维持正常的运动功能。
氧化应激说近年来,氧化应激说逐渐成为帕金森病发病机制的重要理论之一。
该理论认为,氧化应激是导致帕金森病发病的关键因素。
1.氧化应激的产生氧化应激是指细胞内氧化还原平衡被打破,氧自由基产生过多,导致细胞发生损伤的状态。
在帕金森病中,氧自由基产生的过程与多个因素有关,如线粒体功能障碍、脑内氧气浓度升高和神经炎症等。
2.氧化应激与多巴胺能神经元的损伤氧化应激对多巴胺能神经元的损伤是帕金森病发病机制的重要环节。
氧自由基可导致氧化应激,引起细胞内损伤和脑组织的炎症反应,从而影响多巴胺能神经元的正常功能。
此外,氧化应激还可能导致线粒体功能障碍,进一步加重细胞内损伤。
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氧化应激在帕金森病发病机制中作用的研究进展帕金森病(parkinsondisease PD)主要的病理特征是黑质致密部的多巴胺能神经元显著缺失,尚存的神经元出现路易体(lewybody)。
近年来国内外大量研究表明氧化应激通过各种途径引起黑质多巴胺神经元的死亡,氧化应激是帕金森病(PD)重要的发病机制之一,深入研究其损害机制对于帕金森病的治疗有重要价值。
在细胞正常代谢过程中产生活性氧基团(ROS),发挥重要的生理功能。
当ROS的水平超过细胞生理需要时,由于其高度的活性,可通过关键分子如DNA、蛋白质及脂质的氧化降解,影响细胞结构及功能完整性。
当ROS的水平超过体内抗氧化防御的水平时可产生氧化应激。
一些组织尤其是脑组织对氧化应激尤为易感。
尸检结果表明帕金森病(PD)中存在氧化应激机制。
但氧化应激与神经变性的时程及与PD其他发病机制,如线粒体功能紊乱、一氧化氮(NO)毒性、兴奋毒性及泛素蛋白酶体系统(UPS)等之间的关系仍有待于进一步研究。
本文对PD中氧化应激近年来的研究进展综述如下。
1 ROS的生物学活性及病理生理作用ROS是由外源性氧化剂或细胞内有氧代谢过程中产生的具有很高生物学活性的含氧分子,如超氧阴离子、过氧化氢及羟自由基等。
ROS可发挥重要的生理功能,但当其水平超过细胞生理需要时,很容易与生物大分子反应,可直接损害或通过一系列过氧化链式反应引起广泛生结构的破坏。
1.1 ROS的生理作用研究表明,ROS参与抵制外来物质的入侵,也充当内部生物学过程的调节因子,包括信号转导、转录或程序性细胞死亡[1]。
细胞内存在许多信号系统,这些信号系统依赖复杂的激酶级联、蛋白酶级联和(或)第二信使调节胞浆及核蛋白质,这些蛋白质再激活转录因子如AP-1及NκB等,调节细胞的生长和(或)凋亡[2]。
例如,膜受体产生的信号通常经由小的蛋白质ras偶联胶浆信号转导。
被激活的ras能直接刺激小G蛋白ras,返过来结合并激活膜连接的NADPH氧化酶复合体以产生ROS。
ROS可影响线体激活的蛋白质激酶(如MAP酶)级联及由这些激酶级联控制的转录因子,如AP-1和NF-Κb[3]。
此外,ROS还可激活JNK 细胞凋亡途径,若使用JNK通路特异性阻断剂CEP1347/KT7515可有效抑制氧化应激引起的细胞凋亡[4]。
1.2 ROS和氧化应激因为其高度的化学活性,当ROS的水平超过细胞正常的需要,无疑将损害细胞的结构和功能的完整性。
尽管细胞拥有许多针对ROS的防御机制及修复系统,但当ROS的产生超过生物体的抗氧化防御能力时将导致氧化应激。
氧化应激可被认为是氧化增强剂/自由基产物和抗氧化防御系统间的失衡。
急性氧化应激及慢性氧化应激涉及许多人类变性疾病,如动脉硬化症、糖尿病、癌症及神经疾病等。
2脑组织对氧化应激的易感性研究表明脑组织可能对氧化应激尤为易感[5]。
其中一些得要的总结如下;①脑组织虽然只占体重的2%,但却消耗总氧量的1/5并高频率地实现大量的ATP循环。
据估计细胞消耗的氧大约5%被还原成ROS,因此脑组织与其他耗氧较少的组织相比可能产生相对多的ROS;②脑组织富含多不饱和脂肪酸(PU-FAs),后者对ROS损伤尤为易感;③脑脊液含有小分子量的铁和铜复合体,它们催化高活性羟自由基的产生。
脑脊液中缺乏抗氧化剂、铁传递蛋白及血浆铜蓝蛋白的,正常情况下羟自由基与这些转换金属结合并被隔离;④兴奋性神经递质如谷氨酸的释放,在突触后神经元诱导级联反应,导致ROS的形成,这能导致神经系统局部损伤;⑤在多巴胺能神经末梢,通过单胺氧化酶催化的多巴胺氧化过程中释放的ROS可能在脑组织产生增加的氧化应激;⑥NO因其在内皮细胞产生被称作内皮源性舒张因子,它也通过一氧化氮合酶(NOS)在神经元内形成。
NOS广泛分布于脑组织,由钙调蛋白激活。
NO和超氧化物自由基的相互作用被认为不但涉及正常的神经元代谢也涉及其变性;⑦维生素C酸高水平存在于脑的灰白质,在不同条件下既可充当抗氧化剂又可充当氧化增强剂。
在脉络丛和神经元存在传输系统,负责向脑细胞及脑脊液输送维生素C酸。
当由于脑出血脑区自由铁增加时维生素C 酸充当氧化增强剂;⑧与肝脏相比,脑组织几乎不含有过氧化氢酶并且仅含有较少的谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和维生素E;⑨松果体腺体产生的内源性抗氧化剂褪黑激素被发现是一种好的ROS清除剂,但随着衰老其浓度显著降低;⑩神经元是非再生细胞,ROS对脑组织产生的任何损伤将随着时间而蓄积。
3 PD中存在氧化应激证据3.1抗氧化系统的缺陷对PD患者自身抗氧化系统的研究发现,3种形式的超氧化物岐化酶(SOD)中仅Mn-SOD蛋白表达及活增加,而Cu/ZnSOD则无变化。
此外,α-生育酚、过氧化氢酶、GPx、维生素C等水平均无明显变化。
值得注意的是,在PD黑质还原型谷胱甘肽(GSH)水平显著降低,而在PD其他脑区及其他变性疾病中均没有发现GSH的减少。
虽然GSH的下降本身不会损害多巴胺能神经元,但削弱了抗氧化系统对ROS 的清除能力,从而使组织对氧化应激更易感。
3.2 自由基产生的增加3.2.1 多巴胺的自身代谢在多巴胺自身氧化、半醌形成及聚合过程中可产生自由基。
多巴胺通过单胺氧化酶降解产生H2O2,进而H2O2引起氧化型谷光甘肽形成的增加,这些提示了氧化应激的发生及主要抗氧化系统的损害。
重要的是,在正常黑质高水平铁存在的条件下,H2O2也可通过Fenton反应产生毒性更强的羟自由基。
损害黑质GSH氧化还原循环或增强铁介导反应的任一过程将增强氧化应激。
3.2.2 线粒体电子传递链功能异常细胞内自由基产生的主要来源为线粒体的电子传递链。
研究表明,PD黑质存在电子传递链酶复合物的缺损。
其中线粒体复合体I的缺损最为显著,其活性降低30%—40%,而PD其他脑区及其他变性疾病中均未观察到类似的缺陷。
线粒体复合体I活性的降低可使电子漏失直接进入氧分子,促进自由基的形成,使组织对氧化应激易感。
3.2.3 UPS功能缺陷UPS可选择性地降解细胞内蛋白质,是细胞内重要的非溶酶体蛋白降解途径,在许多与细胞周期性增殖和凋亡相关的蛋白降解中起重要作用。
它可清除真核细胞中突变、损伤及异常折叠的蛋白质,起到调控蛋白质,维持细胞内环境稳定的作用。
其功能受损可导致氧化或硝化应激。
研究表明,与年龄对照组比较,PD黑质多巴胺能神经元内蛋白酶体α亚单位显著丢失;PA28和PA700调节亚单位表达降低;蛋白酶体所含3种酶的活性降低30%—40%[6]。
以上表明,PD黑质UPS功能存在缺陷,可能引起或者增加PD中存在氧化应激。
3.2.4 外源性神经毒素黑质纹状体路径对选择性毒素的敏感性也证明了其对自由基攻击的易感性。
例如,6-羟基多巴胺(6-OHDA)通过自由基介导的机制破坏多巴胺能神经元。
同样地1-甲基本4-4苯基本1,3,6-四氢吡啶(MPTP)MPP+诱导的线粒体呼吸链损害增强了超氧化物自由基的形成,然后通过线粒体膜电位的降低启动凋亡样细胞死亡。
3.2.5 黑质铁病理性蓄积近年来研究表明PD患者中脑黑质致密部存在病理性的铁蓄积。
同时在黑质内有高浓度的抗坏血酸盐能够将三价铁还原为二价铁,使其与过氧化氢反应形成羟自由基,后者可攻击蛋白质、核酸及富含PUFAs的细胞膜,从而引起细胞损伤[7]。
可见,PD黑质致密部高浓度的铁进一步支持了氧化应激的存在总的来说,有充足的证据支持PD黑质发生了氧化应激及氧化应激有助于黑质细胞变性。
氧化应激除发生在神经元也发生在神经胶质细胞。
PD患者免疫组化研究证实了胶质细胞内GSH含量降低,铁的水平增加。
一旦胶质细胞被激活,它们不但释放细胞因子和谷氨酸,而且释放对多巴胺能细胞有毒性的活性氧和氮基团。
例如激活的基质细胞和多巴胺能神经元共培养可导致多巴胺能细胞死亡[8]。
这些资料表明仅着眼于神经功能紊乱不能完全解释发生在PD黑质所有事件。
4氧化应激与PD其他发生机制间的关系尽管来自实验与尸检研究的证据显示氧化应激与PD有关,但氧化应激与PD其他发生机制,如线粒体损害、炎症、兴奋毒性、NO中毒及泛黄蛋白酶体系统损害之间的因果关系迄今还不清楚。
例如线粒体电子传递是细胞内自由基产生的一个主要来源,通过对复合体MPP+的损害导致过多的超氧化物自由基的生成,因而线粒体复合体的功能抑制可诱导氧化应激。
另有研究表明6-OHDA的神经毒性与其从铁蛋白中释放铁有关,铁介导的自由基的产生又能抑制的活性线粒体复合体,即氧化应激也能诱导线粒体损害。
氧化应激即可通过氧化蛋白酶体组分直接损伤UPS,又可通过氧化损伤产物间接损伤蛋白酶体。
即氧化应激可导致UPS功能受损。
反过来UPS功能损害也可导致自由基的生成及氧化应激[9]。
此外,26s蛋白酶体的PA700激活因子是一种ATP 酶[11],因而线粒体功能的损害及UPS蛋白质处理能力的降低[10]。
综上所述, PD患者尸检及实验研究的证据有力的证明氧化应激在PD发病机制中的重要作用。
鉴于目前研究的局限性,无法明确氧化应激与PD其他发生机制间的因果关系,但更深入的研究PD中氧化应激损害机制对于寻求的神经保护治疗具有重要价值。
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