NADPH氧化酶_氧化应激和糖尿病
植物NADPH氧化酶在生理代谢中的作用研究
植物NADPH氧化酶在生理代谢中的作用研究植物是生命的基本单位，植物的生理代谢对于植物的生长和发育至关重要。
NADPH氧化酶是一个重要的酶类，在植物的生理代谢中起着重要的作用。
本文将介绍植物NADPH氧化酶的作用和研究进展。
一、植物NADPH氧化酶的作用NADPH氧化酶是一种产生超氧阴离子(O2-)的酶，在植物的生物过程中具有多种作用。
首先，NADPH氧化酶参与植物的响应机制。
在氧化应激的过程中，植物会产生大量的氧自由基，NADPH氧化酶可以通过氧化NADPH来产生O2-，从而调节植物的响应机制，使其适应环境的变化。
其次，NADPH氧化酶还参与了植物的光合作用。
在光合作用的过程中，植物需要产生ATP和NADPH，NADPH氧化酶就是其中产生NADPH的关键酶之一。
NADPH可以提供电子，将CO2还原成有机物，帮助植物进行光合作用。
另外，NADPH氧化酶还参与了植物的生长和发育。
植物的生长和发育需要大量的能量和物质，NADPH氧化酶可以提供所需的能量，促进植物生长。
二、植物NADPH氧化酶的研究进展随着生命科学的不断发展，研究人员对植物NADPH氧化酶的研究也越来越深入。
目前，主要有以下几个方面的研究进展。
1. NADPH氧化酶的结构和机制研究人员通过晶体学和分子生物学等手段，探究了NADPH氧化酶的结构和机制。
研究发现，NADPH氧化酶是由多个亚基组成的异源二聚体酶，其中的p22phox和gp91phox是形成NADPH区域的重要亚基。
此外，NADPH氧化酶在不同的细胞和组织中表达不同，其表达模式也有所不同。
2. NADPH氧化酶在氧化应激中的作用氧化应激是指环境因素造成生物体内氧自由基产生增加，从而导致氧化损伤的过程。
研究表明，NADPH氧化酶在氧化应激中发挥重要作用，其参与调节细胞的生存和死亡信号通路，并可以增加植物的抗氧化能力。
3. NADPH氧化酶在抗病防御中的作用植物NADPH氧化酶在抗病防御中也有一定的作用。
NADPH氧化酶在糖尿病肾病中的作用_李金荣
N A D P H 氧化酶在糖尿病肾病中的作用李金荣 综述; 王瑞英,张松筠 审校摘要:还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(N A D P H )氧化酶是许多非吞噬细胞中活性氧簇(R O S )产生的主要来源。
在高血糖、高血脂、血管紧张素Ⅱ及各种细胞因子、生长因子的作用下,N A D P H 氧化酶被激活,发生呼吸链级联反应,产生过量的R O S ,参与氧化应激,并作为氧化应激的中心环节,通过形成晚期糖基化终末产物(A G E )、激活蛋白激酶C (P K C )、转录因子如核因子(N F )-кB 等途径,改变肾脏血液动力学,影响细胞外基质的重构,激活细胞内信号转导等,促进糖尿病肾病的发生发展。
调节N A D P H 氧化酶的活性以抑制肾脏的氧化应激,有望成为延缓肾功能损害的有效治疗措施。
关键词:还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶; 糖尿病肾病; 氧化应激中图分类号:R 587.24 文献标识码:A 文章编号:1004-2369(2009)02-0093-05R o l eo fN A D P H o x i d a s ei n t h ed i a b e t i c n e p h r o p a t h y L IJ i n -r o n g ,W A N G R u i -y i n g ,Z H A N G S o n g -j u n .D e p a r t m e n t o fE n d o c r i n o l o g y ,T h eS e c o n d A f f i l i a t e d H o s p i t a l ,H e b e iM e d i c a lU n i v e r s i t y ,S h i j i a z h u a n g 050000,C h i n aA b s t r a c t :N i c o t i n a m i d e a d e n i n e d i n u c l e o t i d e p h o s p h a t e (N A D P H )o x i d a s e i s a m a j o r s o u r c e o f r e a c t i v e o x y -g e ns p e c i e s (R O S )p r o d u c e d i nm a n y n o n p h a g o c y t i c c e l l s .R e s p o n s et ot h es t i m u l u s s u c ha s h y p e r g l y c e m i a ,h y p e r l i p i d e m i a ,a n g i o t e n s i n Ⅱa n dv a r i o u s k i n d s o f c y t o k i n e s a n d g r o w t h f a c t o r s ,N A D P Ho x i d a s e c o u l d b e a c -t i v a t e d ,a n dp r o d u c e e x c e s s i v e R O St h r o u g ht h er e s p i r a t o r yc h a i n .A s ac e n t r a l p a r t o f t h e o x i d a t i v e s t r e s s ,R O Sp l a y sa ni m p o r t a n t r o l ei nh e a m o d y n a m i c s ,m a t r i xr e c o n s t i t u t i o n ,t u b u l o i n t e r s t i t i a l f i b r o s i sa n ds i g n a l t r a n s d u c t i o n b y i n c r e a s i n g t h e a d v a n c e dg l y c a t i o n e n dp r o d u c t (A G E )f o r m a t i o n ,a c t i v a t i n g t h e p r o t e i n k i n a s e C (P K C )a n d t r a n s c r i p t i o n f a c t o r s s u c ha s n u c l e a r f a c t o r (N F )-кBp a t h w a y s i nd i a b e t i ck i d n e y .M o d u l a t i o no f t h i s e n z y m a t i c c o m p l e x c o u l db e a p r o m i s i n g s t e pt o p r e v e n t o x i d a t i v e s t r e s s o c c u r r e d i n r e n a l d y s f u n c t i o n .K e yw o r d s :N i c o t i n a m i d e a d e n i n e d i n u c l e o t i d e p h o s p h a t e o x i d a s e ;D i a b e t i c n e p h r o p a t h y ;O x i d a t i v e s t r e s s(I n t J I n t e r nM e d ,2009,36:93-97)收稿日期:2008-05-16;修回日期:2008-08-12作者单位:河北医科大学第二医院内分泌科,河北 石家庄 050000 糖尿病肾病(D i a b e t i c n e p h r o p a t h y ,D N )是糖尿病常见的微血管并发症,其发病机制与代谢紊乱、肾小球血流动力学异常、氧化应激、细胞因子、环境和遗传易感性等多方面因素有关,目前尚缺乏十分有效的防治措施。
NADPH氧化酶在糖尿病肾病中的作用
０ ０ ０， ｎ ５０ ０ Ｃｈｉａ
Ａ ｓ ａｔ Ｎ ｃｔ ａ ｄ ｄｎｎ ｉｕｌ ｔ ｅｐ ｏｐ ａ Ｎ Ｄ Ｈ）ｏｉ ｓ ａ ｒｓｕｃ ｆ ｅｃｖ ｘ ・ ｂｔ ｃ： ｉ ｉ ｍｉ ａ ｅｉ ｄｎ ｃ ｏ ｄ ｈｓｈ ｔ Ａ Ｐ ｒ ｏｎ ｅ ｅ ｅｉ ｅ（ ｘｄ ｅｉ ａｍ ｊ ｏｒｅｏ ａｔｅｏｙ ａ ｓ ｏ ｒ ｉ
ｇｎｓｅｉ Ｒ Ｓ ｒ ｕｅ ａｙｎｎ ｈｇ ｙｉ ｃｌ．Ｒ ｓｏ ｓ ｅｓｍ ｌｓｓｃ ｓｈｐ￣ ｙｅ ａ ｅ ｐｃ ｓ（ Ｏ ）ｐｏ ｃｄｉ ｍ ｎ ｏｐ ａｏ ｔ ｅ ｓ ｅｐｎｅｔ ｔ ｔ ｕｕ ｕｈａ ｙ ｅ ｄ ｎ ｃ ｅ ｌ ｏｈ ｉ ｅ ｃｍｉ。
ｈ ｐ ｄｐｄ ｍｉ ，ａ ｇｏｅ ｓｎＩ ａ ｄ ｖ ｒ ｕ ｉｄ ｆ ｙｏ ｉｅ ｄｇｏ ｔ ａ ｔｒ ，Ｎ ｙ ｅ ｉｉｅ ａ ｎ ｉｔｎ ｉ ｎ ａ ｏ ｓｋｎ ｓｏ ｔｋｎ ｓａ ｒｗ ｈｆｃｏ Ｉ ｉ ｃ ｎ ｓ ＡＤＰ ｏ ｉａｅｃ ｕｄｂ ｃ Ｈ ｘｄ ｓ ｏ ｌ ｅａ －
炎症因子及氧化应激在糖尿病肾病中的作用
响 ＤＮ发生发展 的因素很多 ，如糖尿病病程 、确诊年龄 、种族 、系 子（ＲＯＳ）平 衡至关重 要。另一 方面 ，山梨 醇不 能通过 细胞膜 扩
统性或 肾性高血压 、血 糖控 制情 况 、肾脏疾 病遗 传 易感 性及 饮 散 ，其在细胞 内聚集会对微血管细胞造成渗透性损伤 。
食组成等 。有研究 报道表 明，炎 症因子 和氧化应激 也是促进
糖尿病 肾病 （ＤＮ）作 为糖 尿 病最 主 要 的微 血管 并 发症 之 率下降及严 重 的 肾小球 和 肾小 管 损伤 Ｊ。有 研究 结 果 显示 ，
一 ， 已成 为终末 期肾病 （ＥＳＲＤ）的常见诱 因 。有研 究显示 ，影 ＮＡＤＰＨ也是谷胱甘肽 还原 酶 的辅 酶 ，后 氧化应激信 号通路
１．晚期糖基化 终末 产物 （ＡＧＥｓ）途径 ：高 血糖 已成 为公 认 的肾脏损伤诱发 因素 ，其 中 ＡＧＥｓ在糖 尿病 血管 损害 的发生 发 展中尤为重要 。与不伴 肾病 的糖尿病 患者 比较 ，合 并 ＥＳＲＤ的 糖尿病患者 肾脏组织 内 ＡＧＥｓ含量 是前 者的 ２倍 。ＡＧＥｓ在 。肾 脏内的积聚可诱发微血管和大血 管并发症 ，甚 至造成 。肾功能 不 全 ，主要作用机制包 括 ：（１）ＡＧＥｓ修饰层 黏 连 以及 Ⅳ型 胶原 蛋 白 ，增加 肾小球基底 膜的通 透性 ；（２）ＡＧＥｓ水平 升高 可剂量 依赖 性地增加纤连蛋 白和 Ｉ、Ⅳ型 胶原 蛋 白的表 达 ，导致 肾脏 内细胞外基 质扩 张和密 度增加 。。Ｊ。此外 ，ＡＧＥｓ本身 能连 接不 同的促 炎症受体 ，进 而活 化下 游 的炎 症 因子 ，包 括转 化生 长 因 子 （ＴＧＦ）一 、胰岛素样 生长 因子 １、血小 板 源性生 长 因子 、血 管 内皮生长 因子 、肿瘤 坏死 因子 （ＴＮＦ）一０【、白细胞介 素 （ＩＬ）－１和 ＩＬ－６等 。
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。
氧化应激水平
氧化应激水平
氧化应激是一种不稳定的化学过程，它可以影响细胞的正常功能。
大部分受害者都有
一定程度的氧化应激，而这种氧化应激可以通过内源性物质或外源性物质（例如自由基和
其他毒素）来产生。
而且，由于氧化应激的作用，生物体会受到压力，并且因此会出现各
种慢性疾病，例如：癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等。
氧化应激水平可以通过生物标志物及其分子水平来评估。
已知的一些常用的氧化应激
指标包括不饱和脂肪酸、谷胱甘肽及其分解酶、氧化还原平衡（考虑NADH和NADPH氧化
还原状态）、活性氧分子（例如超氧阴离子、过氧化氢、氧自由基）、蛋白质津贴物质及DNA损伤。
这些指标可以通过前瞻性研究技术，如基因组学技术，液相色谱法，试剂盒等，大规模测定细胞水平的氧化应激 mark 。
此外，细胞水平的氧化应激情况也可以由细胞病理学评估。
移植患者在接受移植术后，免疫反应会出现移植抗原识别引起的氧化应激效果，因而影响移植后免疫应答的特性和细
胞损伤。
此外，一些实验动物研究也证明了氧化应激的作用机制和分子特征。
例如，实验
研究表明，超氧阴离子、尿酸和乙二醛酰胺对DNA的氧化损伤是与自身免疫疾病发病有关
的重要因素。
最后，氧化应激水平评估也可以应用于临床实践，通过非侵入性检测可以预测患者潜
在的疾病风险，比如癌症、心血管疾病、糖尿病等，从而为临床诊断提供更加准确的参考
依据。
因此，了解氧化应激水平十分重要，以更好的保护和修复细胞，并为慢性病的预防
与治疗提供参考。
NADPH氧化酶在心血管疾病中的作用
NADPH氧化酶在心血管疾病中的作用林春;李涛;吴柱国【摘要】氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡,还原性氧自由基产生过多,从而导致组织损伤,而还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶在其中扮演着重要角色.NADPH氧化酶不同亚型及信号传导通路激活内质网应激,导致心肌细胞自噬,这一作用机制在高血压病、动脉粥样硬化、心肌梗塞和心力衰竭中起关键作用.本文对NADPH氧化酶信号传导通路对心血管疾病发生的作用进行小结,为深入理解心血管疾病的发生机制提供线索.【期刊名称】《海南医学》【年(卷),期】2018(029)023【总页数】4页(P3376-3379)【关键词】氧化应激;还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH氧化酶;还原性氧自由基 ROS;心血管疾病【作者】林春;李涛;吴柱国【作者单位】广东医科大学广东省医学分子诊断重点实验室,广东东莞 523808;广东医科大学广东省医学分子诊断重点实验室,广东东莞 523808;广东医科大学广东省医学分子诊断重点实验室,广东东莞 523808【正文语种】中文【中图分类】R54氧化应激是心血管疾病相关的众多病理生理过程的中心事件[1]。
氧化应激导致细胞内产生过多的还原性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)，破坏细胞的正常功能。
ROS处于生理水平时作为调节心血管系统中多种机能的信号分子，并参与维持心血管系统的稳定。
相反，过度或持续增加ROS产生在心血管疾病的发生、发展和临床后果中起着关键作用[2]。
在血管壁和心肌内发生的氧化应激是诸如高血脂、高血压、糖尿病、动脉粥样硬化和心脏肥大等疾病产生的标志性条件，对过去二十年研究结果的回顾表明，在这些疾病当中，往往会有ROS产生相关酶的过表达[3]。
其中还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶家族一个或多个成员表达上调，可以作为氧化应激与这些疾病发生之间相关性的强有力证据[3]。
糖尿病及其并发症与氧化应激的关系
糖尿病及其并发症与氧化应激的关系本文通过从氧化应激的相关概念及其作用、糖尿病氧化应激的产生及其作用、氧化应激对糖尿病及其并发症的作用探讨氧化应激与糖尿病及其并发症的关系，得出在糖尿病的发生、发展过程中会产生氧化应激，同时氧化应激可诱导和加重糖尿病和糖尿病并发症。
因此两者为相互诱导，相互影响的关系，思考在药物研发的过程中是否可以通过改善氧化应激对糖尿病进行预防及治疗。
标签：氧化应激;糖尿病;糖尿病并发症糖尿病是临床上常见的代谢疾病，以高糖为主要表现且在长期高糖状态下易引发多种并发症如：糖尿病肾病、糖尿病心肌病、糖尿病眼病、糖尿病神经病变等[1]。
研究表明糖尿病患者的生活质量明显下降，并且给社会和医疗卫生事业带来沉重的負担。
但目前为止糖尿病的发病机制尚不完全明确，可能与诸多通路和众多生理功能的改变有关。
很多实验表明，糖尿病及其并发症的发生、发展与氧化应激有重大关系。
本文探讨了糖尿病氧化应激的产生及其作用和氧化应激对糖尿病及其并发症的作用还阐述氧化应激与糖尿病及其并发症之间相互诱导，相互影响的关系，希望为糖尿病的预防和治疗提供思路。
1 氧化应激的定义及其作用氧化应激是指机体在受到威胁时如：物理损伤、化学刺激等导致体内的自由基（氧自由基和氮自由基）大量增多，破坏了原有的抗氧化防御体系与自由基之间的平衡，进而导致一系列的细胞及组织损伤。
在氧化系统中，常见的自由基有超氧阴离子（O2-）、一氧化氮（NO.）、羟自由基（OH.）、过氧化氢（H2O2）等。
抗氧化系统的其只要作用的包括两类物质，其一是酶促类物质：过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等;其二是非酶促类物质：维生素C、维生素E、谷胱甘肽（GSH）、α-硫辛酸（LA）、褪黑素（melatonin，MLT）等。
氧化应激可以导致机体的生物膜、蛋白质、DNA等多种物质损伤，并影响诸多信号通路转导。
2 糖尿病氧化应激的产生及其作用2.1 葡萄糖自氧化在长期的高血糖状态下，发生自身氧化，在生成烯二醇和二羟基化合物的同时产生大量的活性氧。
NADPH氧化酶在糖尿病慢性并发症中的作用及中西药干预研究进展
一
障 Ｅ 。Ｐ Ｃ为 Ｎ Ｄ Ｈ氧 化酶 的激 动剂 ， 够在 高糖 ｓ ］ Ｋ ＡＰ 能
等条件 下 激 活 。Ｉｏｕ ｈ 等 研 究 证 实 高 浓 度 葡 萄 ｎｇ ｃ ｉ 糖和 高游 离 脂 肪酸 能 够通 过 Ｐ Ｃ依 赖 的 Ｎ Ｄ Ｈ 氧 Ｋ Ａ Ｐ 化酶 的激 活来 刺 激 Ｒ Ｓ的生 成 ， 这 一 过 程 能够 被 Ｏ 且
研 究 的热 点 。２ ０ ０ １年 Ｂ ｏ ｎｅ 提 出 了 糖 尿 病 并 发 ｒｗ ｌｅ
症 的统一机 制学说 ， 为高糖 引起线 粒体 中超氧 阴离 认
子 生成过 多 ， 而引 发 组织 细 胞 中 发生 氧 化应 激 ， 继 最 终导 致糖 尿 病 的各 种 并 发 症 。其 中 Ｎ Ｄ Ｈ 氧 化 酶 ＡＰ
并 发症 的发病机 制 尚未 完 全 阐 明 ， 在 多 个 假说 ， 存 目
前业 内已公认 氧化应 激 是 糖 尿病 慢 性并 发 症 的 主要 发 病机制 之一 … 。Ｎ Ｄ Ｈ氧化 酶作为 一种过 氧化 物 Ａ Ｐ
伤 血 管 内 皮 细 胞 ， 加 血 管 通 透 性 ， 成 微 循 环 增 造
一
步 转 化 成果 糖 。此 过程 中 ， Ｒ依 靠 Ｎ Ｄ Ｈ作 为 Ａ Ａ Ｐ
１ Ｎ Ｄ Ｈ氧化 酶与 Ｐ Ｃ调 节 ：Ｋ ．Ａ Ｐ Ｋ Ｐ Ｃ处 于 细 胞 内
辅助 因子 ， 而谷 胱 甘 肽 还原 酶 （ Ｓ Ｇ Ｒ）在 催 化 氧化 性
谷胱甘 肽 （ Ｓ Ｇ） Ｇ Ｓ 还原成 还原 性谷 胱 甘肽 （ Ｓ ） ， ＧＨ 时 亦需要 Ｎ Ｄ Ｈ作 为辅 助 因 子 。因 此 当多 元 醇 通 路 Ａ Ｐ 被激活 后 ， Ａ Ｐ 消耗 过 多 ， 制 了 Ｇ Ｈ 这 一 细 胞 Ｎ Ｄ Ｈ 抑 Ｓ 内主要 的抗 氧化 剂 的 生成 ， 致 自由基 生 成过 多 ， 导 并
糖尿病肾病与氧化应激
糖尿病肾病与氧化应激黑龙江省哈尔滨市150000[摘要] 糖尿病肾病（DN）是一种由糖尿病引起的发生于肾微血管的病变，这种严重影响糖尿病患者生存质量的疾病，发病率逐年攀升。
在实验研究及临床诊疗中发现氧化应激与DN的病理生理学密切相关。
活性氧是氧气代谢的产物之一，在细胞信号、衰老和退化性疾病等过程中至关重要。
无论是活性氧生成量增加还是抗氧化剂活性降低，都可能导致过多的氧化应激和随后的组织损伤。
肾脏细胞对所供给的氧含量十分敏感，在高糖状态下，活性氧物质介导的损伤可以影响肾小球毛细血管及肾小管管状结构。
随着葡萄糖过滤的增加，导致管状细胞与葡萄糖形成一种负载状态，导致能量传递障碍并加速氧化应激反应。
本文通过探讨氧化应激在DN发病机制中的作用，并分析糖尿病中氧化应激的来源，猜测抗氧化剂对DN会起到一定的保护作用。
以期通过抗氧化的治疗手段获得更好的DN治疗方案，并为糖尿病的治疗提供一定思路。
[关键词] 糖尿病肾病；氧化应激；抗氧化糖尿病（DM）是一种全身性的代谢性疾病，由于胰岛素分泌绝对或相对不足会引起高血糖，长期高血糖会导致肾、眼、心脏、神经的损害。
糖尿病微血管并发症主要为糖尿病肾病，视网膜以及神经病变。
糖尿病大血管并发症包括冠心病，缺血性中风和外周血管疾病[1]。
糖尿病肾病（DN）是一种严重且可怕的糖尿病微血管并发症，其特征在于持续蛋白尿并伴随肾小球滤过率（GFR）下降。
随着病情进一步加重，患者会出现肾小球毛细血管以及肾小管间质损伤的表现，这是终末期肾病的主要原因。
糖尿病肾病的发病率近年来正持续上升[2]，预计10-20年间糖尿病肾病的发病率会达到峰值，并影响45%的糖尿病患者，在T1DM和T2DM患者中发病率相似[3]。
1 氧化应激在DN发病机制中的作用活性氧是氧气代谢的产物之一，在细胞信号、衰老和退化性疾病等过程中至关重要。
健康条件下，活性氧之间存在着一种复杂的平衡，它被认为是正常细胞生理学和抗氧化活性的重要信号分子。
氧化应激与糖尿病心血管并发症
氧化应激与糖尿病心血管并发症引起糖尿病心血管并发症的一项重要作用机制就是氧化应激（OS）。
在OS 的异常作用下可导致体内糖代谢障碍，同时令脂质代谢紊乱，从而引发高血糖及炎症反应，损伤相关组织，并加速糖尿病心血管并發症的发生和发展，对患者的日常生活造成了严重的影响。
因此，正确认识、评价和治疗OS，对糖尿病心血管并发症的预防及治疗具有重要意义。
本文从氧化应激的作用机制入手，简要阐述了其与糖尿病的关系，及其对糖尿病心血管并发症的影响及治疗方法，旨在为临床预防及治疗糖尿病心血管并发症提供借鉴。
标签：氧化应激；糖尿病心血管并发症；作用机制；抗氧化心血管病变是糖尿病并发症中的一类重要病症，尤其是微血管病变，常会伴随各种脏器病变，对患者生命存在严重威胁。
作为引发此类病变的一项重要机制，OS在糖尿病心血管并发症的发生与发展过程中发挥着十分重要的作用。
1 OS在正常状态下，机体内的活性氧簇（R0S）与活性氮簇（RNS）的产生与消除均处于维持机体良好运行的正常范围内，一旦出现生成过多或消除过少的情况，就会令细胞内的氧化还原状态改变，破坏氧化系统与抗氧化系统之间的平衡，超出机体对氧自由基的清除能力，从而对血管等组织造成损伤，这一过程被称为OS。
OS可以使自由基产生增加，同时也能令机体抗氧化防御系统的功能降低[1]。
ROS能够通过改变内皮细胞与血管平滑肌细胞（VSMC）的表达及功能，对血管壁细胞的分化、增殖、迁移与凋亡产生影响。
2 OS与糖尿病在一定条件下，高血糖症可通过葡萄糖自氧化、糖基化末端產物形成和多元醇通路激活等机制诱导产生氧化应激。
另外，脂代谢紊乱和NADPH氧化酶及内皮型一氧化氮合酶的激活均会诱导氧化应激的产生。
2.1 葡萄糖自氧化机体细胞内的葡萄糖浓度过高时，会令烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸经电子传递作用生成的三磷酸腺苷过多，而致使糖代谢的产物增多。
当NADH增多时，线粒体质子的梯度形成也会随之增加，同时将电子传递给氧生成超氧离子。
氧化应激与糖尿病Oxidative_stress_and_Diabetes
Elevated glucose and FFA levels contribute to the pathophysiology of diabetes via the generation of ROS
The role of serine kinase activation in oxidative stress induced insulin resistance
Initiation and amplification of the immune/inflammatory response by ROS-induced NFκ B activation in β-cell death
Schematic illustration of ROS-mediated NFκB activation
• ageing
• cell death • NO inactivation and peroxynitrite generation
Where and why are reactive oxygen species generated?
• Mitochondria
– by-product of the oxidative metabolism
Review: Lambeth et al. Novel homologs of gp91phox.Trends in Biochemical Sciences 25: 459-461, 2000.
Structure of the NAD(P)H oxidase
Characteristics of neutrophil and vascular NAD(P)H oxidase
nonatherosclerotic arteries atherosclerotic arteries
NADPH氧化酶4在高糖促进HUVECs内活性氧产生机制中的作用
ＮＡＤＰＨ氧化酶4在高糖促进ＨＵＶＥＣｓ内活性氧产生机制中的作用目的：研究在高浓度葡萄糖刺激状态下，人脐静脉内皮细胞（HUVECs）内活性氧的主要来源。
方法：Ⅱ型胶原酶消化法分离培养人脐静脉内皮细胞，流式细胞术检测细胞内活性氧的生成，RT-PCR及Western blot检测细胞内NADPH 氧化酶4（NOX4）的表达。
结果：高糖处理HUVECs后细胞内ROS升高、NOX4表达明显上调；NOX抑制剂DPI能够抑制NOX4表达的上调和细胞内ROS的升高。
结论：高糖处理HUVECs时细胞内ROS升高主要来源于NOX4。
[Abstract] Objective: To study the main source of ROS generated in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) while stimulated by high concentration of glucose.Methods:Human umbilical vein endothelial cells was isolated by type Ⅱcollagenase, Intracellular ROS generation was measured by flow cytometry, NOX4 expression in HUVECs was detected by RT-PCR and Western blot.Results:High concentration of glucose could increase ROS generation and NOX4 expression; DPI, the specially inhibitor of NADPH oxidase, could attenuated these effects. Conclusion:NOX4 was the main source of ROS generation in HUVECs cultured with high concentration of glucose.[Key words] Glucose;HUVECs;ROS;NOX4动脉粥样硬化是糖尿病的严重并发症之一，血管内皮细胞损伤是动脉粥样硬化(atherosclerosis, As)的始动因素。
氧化应激(秦教授)
肾组织中ROS产生增加
五、山梨醇/多元醇途径活性增高：糖尿病时，葡萄糖生成大
量山梨醇，一方面引起细胞水肿和损伤；另一方面使还原
型谷胱甘肽减少，诱导ROS合成。 六、NO/解偶联一氧化氮合成酶（NOS）：在糖尿病患者， NOS解偶联受到底物L-精氨酸可用性的限制或辅助因子缺 乏影响，被认为是NO产生氧自由基的原因。
8
DN氧化应激发生的机制
虽然越来越多的研究表明氧化应激在DN的发生发展中
起重要作用，但是其具体机制目前尚不十分清楚。
糖尿病肾组织中氧化应激增强主要有两个原因，即：肾 组织中ROS产生增多及ROS清除减少。
9
肾组织中ROS产生增加
主要包括以下机制： 一、线粒体呼吸传递链：高糖环境下线粒体功能障碍，激 活氧化应激通路，导致组织损伤。
氧化氢酶的表达。
Venkatesan B, er al. J Cell Physiol, 2007, 211: 457–467.
21
上调FoxO1表达降低系膜细胞ROS水平
Venkatesan等研究发现过表达FoxO1可增加H2O2处理 的MCs中过氧化氢酶的表达，下调ROS水平。 研究发现上调高糖培养的MCs中FoxO1表达及活性，其 抗氧化靶基因MnSOD表达升高（图A），MCs中ROS 水平下降（图B）。 A B
伤肾脏组织，从而导致了DN的发生。
7
氧化应激与DN
动物研究发现，单一剂量链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠
在8周病程时已经出现肾功能损害，同时伴随氧化应激
水平升高、肾脏丙二醛（MDA)含量增加；
体外研究发现，糖尿病大鼠近端肾小管细胞经分离后暴 露于氧化剂中，活性氧自由基和细胞凋亡增加。
Xu M, et al. Am J Nephrol, 2009, 29(3): 252-256. Zhang Q, et al. Toxicol Appl Phamacol, 2009,241(1):1-13.
氧化应激评价指标
氧化应激评价指标
氧化应激评价指标
氧化应激是指机体内氧化还原反应失衡所引起的一系列反应，可以引
发细胞膜的损伤、DNA的损害和细胞凋亡等。
氧化应激评价指标是通过检测体内氧化还原状态的变化，对氧化应激程度进行评价的一组指标。
1. 抗氧化酶：包括超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢
酶等。
这些酶可以清除体内产生的自由基，保护细胞不受氧化应激的
损伤。
2. 氧化还原状态：通过检测体内氧化还原电位、NADP+/NADPH比
值等指标来评价氧化还原状态的变化。
氧化状态增大，表明体内氧化
应激程度增强。
3. 氧化脂质：可检测体内脂质过氧化产物含量来评价氧化应激的程度。
脂质过氧化产物可以引起细胞膜的损伤，影响细胞功能。
4. 活性氧自由基：可通过检测体内羟自由基、一氧化氮等自由基的含
量来评价氧化应激的程度。
自由基可以与细胞膜、核酸等分子结合，
导致氧化应激反应的发生。
综上所述，氧化应激评价指标可以客观、准确地反映体内氧化应激状态，为疾病的早期诊断和治疗提供有力的支持。
在预防和治疗氧化应激相关疾病（如心脑血管疾病、癌症等）方面，氧化应激评价指标的应用也具有广阔的前景。
氧化应激与糖尿病血糖波动
氧化应激与糖尿病血糖波动盛冲霄(综述);黎红华(审校)【摘要】The role of oxidative stress in the process of diabetes and blood glucose fluctuation has drawn more and more attention.Oxidative stress refers to the pathologic process of cell oxidative damage caused by increased level of reactive oxygen species in vivo due to the excessive production of reactive oxygen species (or) decreased anti-oxidation ability,leading to the inadequate ability of removing reactive oxygen species, and imbalance between production of reactive oxygen species and their clearance mechanism .Oxidative stress involves throughout the process of diabetes.Diabetes and oxidative stress interact with each other and lead to a vicious cycle,furthermore,glucose fluctuation increases the production of reactive oxygen species.%氧化应激在糖尿病以及血糖波动发生过程中的作用越来越受到关注。
氧化应激是指机体活性氧类产生过多和（或）机体抗氧化能力减弱，活性氧类清除能力不足，活性氧类的产生和清除机制失衡，导致活性氧类在体内增多并引起细胞氧化损伤的病理过程。
糖尿病与氧化应激
糖尿病与氧化应激张新杰;朱铁年;史丽萍【摘要】@@ 糖尿病是当今社会的常见病、多发病,严重危害着人们的健康.糖尿病的并发症包括肾病、神经病变、视网膜病变、大血管和微血管疾病、骨和矿物质代谢改变[1].越来越多的证据表明,高血糖、氧化应激与糖尿病及其血管并发症之间关系密切.现对目前糖尿病及其并发症与氧化应激反应的关系做一综述,旨在探讨调节机体氧化应激与防治糖尿病发生发展的意义.【期刊名称】《河北联合大学学报（医学版）》【年(卷),期】2010(012)006【总页数】3页(P795-797)【关键词】氧化应激;自由基;糖尿病;并发症【作者】张新杰;朱铁年;史丽萍【作者单位】华北煤炭医学院临床医学系,河北唐山,063000;白求恩国际和平医院;河北省开滦有限责任公司医院【正文语种】中文【中图分类】R587.1糖尿病是当今社会的常见病、多发病,严重危害着人们的健康。
糖尿病的并发症包括肾病、神经病变、视网膜病变、大血管和微血管疾病、骨和矿物质代谢改变[1]。
越来越多的证据表明,高血糖、氧化应激与糖尿病及其血管并发症之间关系密切。
现对目前糖尿病及其并发症与氧化应激反应的关系做一综述,旨在探讨调节机体氧化应激与防治糖尿病发生发展的意义。
1 氧化应激概念的概述氧化应激定义总的来说是指活性分子例如活性氧簇(Reactive oxygenspecies,ROS)以及活性氮簇(Reactive nitrogen species,RNS)等的过度生成和/或清除减少,从而造成体内活性氧类生成与抗氧化防御功能之间平衡的紊乱[2,3]。
ROS包括自由基,如超氧阴离子(O2-)、羟自由基(OH·)以及非自由基基团如过氧化氢(H2 O2)和氢氯酸(HOCl)。
RNS包括自由基如一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2-),还有非自由基如过氧亚硝酸基阴离子(ONOO-)、烷基过氧化氮(RONOO)[2,4]。
与此同时,机体也存在两类抗氧化系统:①酶抗氧化系统,包括过氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物还原酶(SOR)、谷胱甘肽还原酶(GR)、硫氧还原蛋白还原酶(TRX/TRXR)等;②非酶抗氧化系统,包括维生素 C、维生素 E、辅酶 Q、谷胱甘肽、褪黑素、硫辛酸、类胡萝卜素、微量元素(铜、锌、硒)等。
氧化应激与糖尿病
一、氣化应激的定义相关及其作用做化应激是指机体在逍受乞种有害刺激时.自由星的产生和抗氧化防御Z间严垂失衡.从而导致组织根伤。
氣化应激与糖尿旃及共并发症的发生、发展密切相关•应用抗敘化治疗可逆转软化应激对组织的损伤.从而阻止或延缓糖尿病及其并发症的发生、发展，就化应激的标志物总耍为门由基•其种类很勿有氧化应激密切相关的主耍为反应性氧族(Reactive Oxygen Species. ROS)又称活性就族.包括超氣阴离子(02—).拜口由基(0H.).过氧化氮(H2O2). —氣化氮(NO.)罠机体内存在两类门由歴防御系统：一类是跆促防御系统.包括超紅化物歧化险(SOD)、过緘化⑧耕(CAT)、谷胱甘肽过氣化物说(GSH — Px)等：另一类魁菲购促防御系统.包括维生素C、维生素E、谷眈甘肽(GSH)、a-硫辛酸(LA).褪黑索(melatonin. MLT)等：它们对淸除fl由基.保护细胞及机体起垂耍作用。
正常惰况下•口由廉反賊对于机体防御机制是必翌的.口由基产生和清除保持平衡.但在某些病理情况下.体内自由屣大大堆加.冋时.机体抗氧化防御能力下降.氧化能力大大超过抗氣化能力而发生就化应激.从而直接引起生物膜脂质过純化.细胞内蛋口及酣变性.DNA损害.掖后导致细胞死亡或凋亡.组织损伤.疾病发生，ROS还可作为垂翌的细胞内倍便.活化许多倍弓传h翅路•间接&致组织和細胞的损伤。
二、糖尿病氧化应激的产生及其作用在糖尿病的发生、发展过程屮•高血的状态下轨化应激的产生的确切机制尚不淸楚.许多学者认为氧化歳激产生的主耍机制可能与以下有关.1葡萄糖自氧化術萄糖自专敘化作用增加.生成烯二師和二廉星化合物•同时产生大址的ROS.2蛋口质的非酚促糖廉化在非称促条件下.长期高血棘便以种蛋口质发生糖基化.许％长寿蛋口质如胶原蛋口随右糖化时间延长而形成糖基化终产物(AGEs)・而AGEs形成过程中可以不断产生口由医。
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24M ohanty P,A ljada A,G han i m H1Ev i dence f o r a potent anti)i nfl amm atory effect o f ro si g li tazone1J C li n Endocr i no l M e tab,2004;89(6):2728-273525G ruden G,Setti G,H ayw ard A et al1M echan ica l stre tch induces m onocyte chemoa ttractant activ it y v ia an NF-kap-paB1dependent m onocyte che m oattrac tant prote i n-1-m e-d i a ted path w ay i n hu m an m esang i a l cells:i nh i b iti on byros i g litazone1J Am Soe N ephro,l2005;16(3):688-69626A ljada A,Saadch K,G hanin m H et al1Insuli n i nhibits NF -¼B and M CP-1express i on i n hum an ao rtic endothe lial ce ll s1C l m Endoc ri no lM e tab,2001;86(1):450-453 27Cohen-Lahav M,Shany S,T obv i n D et al1V ita m i n D decreases N FkappaB acti v ity by i ncreasi ng IkappaBa l phaleve ls1N ephro l D ia l T ransplant,2006;21(4):889-89728Y ee K,P ern l ezel M et al1Sul phasalaziIle and B AY11-7082interfere w ith the N F-J B and IKK-B pa t hway to regu late the release o f pro-i nfla mm ato ry cy tok i nes from hu m an ad i pose tissue and s ke letal musc le,in v itro1Endocr i nology,2004;146(3):1491-144729W u L,N oyan A s h ra fMH,Facc iM,et al1D ietary phase2 enzy m e reduce r and its card i ovascular pro tecti ve e ffect in stroke prone S HR1P roc N atl A cad Sc i U SA,2004;101(18):7094-7099(2007-03-08收稿)NADPH氧化酶、氧化应激和糖尿病华中科技大学附属协和医院(430022)杜爱民综述袁莉审校摘要NADPH氧化酶是一种过氧化物酶,广泛存在于吞噬细胞外的其他组织细胞。
NADPH氧化酶过度激活所介导的氧化应激损伤参与了糖尿病及其并发症的发生发展。
关键词NADPH氧化酶;氧化应激;2型糖尿病NADPH氧化酶是一种过氧化物酶,广泛存在于吞噬细胞及非吞噬细胞,其催化产物活性氧(reactlve oxygen spec ies,ROS)参与机体防御和信息传递等许多生理过程。
然而,NADP H氧化酶过度激活,ROS产生过多和由此介导的氧化应急损伤,参与了糖尿病及其并发症的形成。
本文就NADP H氧化酶、氧化应激和糖尿病的关系作系统的表述。
1氧化应激和NADPH氧化酶复合体1954年Co mm er等发现生物体内存在自由基。
1956年,Denha m H ar m an提出了/氧自由基作为酶促反应产物可在体内产生0的假说,并将自由基比喻成潘多拉的罪恶之盒(pandora.s box o f e-vils)实际上,体内存在自由基产生和清除两个系统,共同维持机体的氧化还原稳态。
如果活性氧(ROS)产生过多和/或抗氧化酶活性下降,就可导致机体受氧化应激损伤。
氧化应激在多种疾病的发病机制中起着关键性作用最初发现NADP H氧化酶存在于吞噬细胞中,催化底物NADH/NADP H产生超氧阴离子(O2#), O2#和水(H2O)后反应生成过氧化氢,O2、H2O2都属于活性氧簇ROS。
吞噬细胞利用ROS参与机体的防御,杀灭入侵的病原体。
近来研究发现NADP H氧化酶存在于吞噬细胞以外的广泛组织,包括心肌、肝脏、肾、血管内皮以及脂肪组织。
NADP H氧化酶主要由5个亚基组成,包括:3个膜亚基gp91phox,P22phox;3个胞浆亚基P47phox,P40pox,P67phox。
另外,还有2个低分子量的GTP结合蛋白Rap1A和rac2。
当细胞受到相应刺激后,胞浆亚基P47phox被磷酸化激活,与P67phox结合并向胞膜转位,与胞膜亚基结合组成有氧化活性的复合体[1]。
具有活性的NADP H氧化酶以NADP H/NADH为递氢体(吞噬细胞的NAD-Pfi氧化酶主要利用NADP H,非吞噬细胞的则可能以NADH为底物[1])催化反应:NADP H+202))) NADP-+H++202#。
202#在超氧化物歧化酶(SOD)催化下与水生成H2O2。
由于O2#半衰期相当短,实验测量其准确值很困难,通常以易于测量的氧化产物丙二醛,硝基酪氨酸来反映ROS的含量[2],作为机体氧化应激程度的评估。
2NADPH氧化酶、氧化应激和糖尿病近10年来,氧化应激在包括糖尿病、高血压、血管硬化性疾病在内的多种疾病的发病机制中的关键性作用逐渐被人们所认识。
然而,各种致病因素病刺激机体产生过多活性氧(ROS),同时清除ROS能力减弱,导致机体氧化还原稳态失衡是始动因素。
所以,NADP H氧化酶的表达及活性成为人们注意的焦点。
211NADPH氧化酶参与胰岛素抵抗胰岛B细胞功能缺陷和(或)数量不足和胰岛素对外周组织作用缺陷)))胰岛素抵抗是糖代谢紊乱的核心机制。
NADPH氧化酶既参与胰岛素抵抗又发挥了促进胰岛B细胞衰竭的作用。
胰岛素抵抗的主要机制是胰岛素受体底物I RS 的酪氨酸磷酸化减弱而致下游信号传导障碍。
NADP H氧化酶在胰岛素抵抗中的作用是通过其产物ROS实现的:¹ROS可直接氧化损伤功能性蛋白如I R S及相应的效应分子和酶,造成信号通路的障碍或过度传导。
ºROS激活PKC,级联激活NADP H氧化酶,产生ROS,ROS又氧化胞膜的磷脂酰肌醇分解为DPG和PI3,级联激活PKC,正反馈激活NADP H氧化酶导致机体氧化应激损伤。
Ana Frtono等研究证实,具有胰岛素抵抗成分的代谢综合征病人的NADP H氧化酶活性明显增强,血浆丙二醛,硝基酪氨酸和氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)含量增多和NADP H氧化酶活性增强一致。
NADPH氧化酶的亚基P22phox在基因和蛋白水平的表达均增高。
»ROS本身也可作为信使分子干预I R S丝/苏氨酸和酪氨酸的磷酸化,使胰岛素受体底物(i n su li n receptor substrates,I R S)特异位点丝/苏氨酸磷酸化,导致I RS的酪氨酸磷酸化减弱或易去磷酸化,从而引起下游信号传导障碍[3]。
实验证实,选择性破坏胰岛素受体底物1的小鼠(I R S-1),迅速发展为糖尿病1胰岛素受体底物2(I RS-2)的破坏则影响外周组织和B细胞自身的信号转导,则外周组织胰岛素抵抗和胰岛B 细胞分泌障碍,表现为糖尿病的进行性恶化。
212NADPH氧化酶对胰岛B细胞的作用胰岛B细胞自身正常的糖代谢是其对葡萄糖敏感性胰岛素分泌的基础。
葡萄糖在B细胞内氧化磷酸化产生ATP,ATP/ADP比例升高,ATP敏感的K通道(K atp)关闭,细胞去极化,电压依赖性Ca2+通道开放,C a2+内流触发胰岛素的释放分泌。
如果过多葡萄糖通过线粒体氧化代谢增加,不仅使线粒体膜电位增高,而且线粒体内NADH 和胞浆NADP H也增多,NADP H氧化酶催化底物NADH/NADPH产生ROS也增加。
B细胞过度暴露给ROS,激活B细胞的解耦联蛋白2(UCP2)的活性及其基因表达。
通过解耦联蛋白(UCP2),线粒体膜两侧质子的电化学梯度直接转化为热能释放而不生成ATP[4]。
这虽然缓解了电化学梯度的过度蓄积和减少ROS产生,但另一方面,氧化磷酸化脱耦联使ATP生成相应减少,也导致胰岛B细胞的胰岛素分泌对高血糖不敏感,自身也因过度暴露给ROS遭受氧化损伤而过度凋亡。
213NADP H氧化酶过度激活损害血管内皮功能,促进发生糖尿病并发症动脉粥样硬化是糖尿病的大血管主要病变。
糖尿病不仅糖代谢紊乱,而且脂代谢也紊乱。
过量的糖脂经线粒体氧化代谢,产生过量的超氧阴离子,激活PKC和NF-kB,激活NADP H氧化酶,后者催化底物产生超氧阴离子,形成正反馈循环。
超氧阴离子氧化一氧化氮(NO)产生氮过氧化物,不仅导致一氧化氮介导的内皮舒张功能受损1而且氮过氧化产物刺激内皮细胞过度表达粘附分子,吸引巨噬细胞的粘附和侵入内皮下,吞噬过氧化脂质(如oxLDL)成为泡沫细胞。
由此可见,氧化应激导致的内皮功能受损是动脉粥样硬化的始动机制和恶化进展因素[5]。
糖尿病肾病和视网膜病变是糖尿病的主要微血管并发症。
结节性肾小球硬化是糖尿病肾病的典型病理改变,细胞外基质的过度沉积,肾小球系膜细胞膨胀和肾小管间质纤维化是其特点。
在这些病变过程中,氧化应激损伤起着主要作用,肾小球系膜细胞和肾小管上皮细胞均表达NADP H氧化酶,高糖诱导ROS增多,仍然通过PKC激活NADP H氧化酶,正反馈产生ROS后者通过激活MAPK和J AK/STAT信号转导促进MCP-1,TGF-B1,PA I -1等炎症因子过度表达,从而促进细胞外基质的增加和肾小管间质纤维化[6-7]。
实验证实,在糖尿病肾病的大鼠模型,肾小球系膜细胞和肾小管上皮细胞的NADP H氧化酶各个亚基表达明显高于正常对照组。
此外,氧化应激也从不同方面参与了糖尿病神经病变的发生:¹多元醇途径。
氧化应激增强, NADP H氧化酶氧化还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADP H),同时抑制氧化型谷胱甘肽的还原,影响其抗氧化系统。
º进展型糖基化终产物通路(AGEs):AGE S通过模式识别受体结合产生ROS,影响胞内蛋白功能和信号转导。