氧化应激

诱导抗氧化有关的酶类产生：
•超氧化物歧化酶（SOD）、 •过氧化氢酶（CAT）、 •谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px） 等。
减轻氧化硝基化损伤
维持金属离子稳态
降低心脏自噬作用
金属离子 稳态
转运 代谢
重金属 清道夫
•缓解金属 离子浓度 过高造成 的结构损 伤 •解除金属 诱导的细 胞毒性 •保护心肌 细胞
非特异性
不产生新氧化物质
靶向分布
安全性
• MT抗氧化过程中不影响心肌细胞正常功能表达
减轻氧化硝基化损伤
维持金属离子稳态
降低心脏自噬作用
氧化还原循环：
•低氧化水平时，当环境氧化程度 因为某些因素例如谷光甘肽 （GSH）/氧化型谷胱甘肽（GSSG） 比例增加而减弱，Zn结合MT-硫醇 生成MT； •高氧化水平时，随着在ROS或 GSSG存在下环境氧化程度增加， MT在Se催化作用下转为MT-硫醇 结合自由基，Zn被释放出来作用 于蛋白质、脂质等生物大分子。
MT-mRNA
检测 金属饱和度测定法 电化学方法
质谱偶联法
巯基显色法 分 离 电泳法 色谱分析法 层析法 DEAE-Sepharose Fast Flow
凝胶电泳、毛细管电泳 高效液相色谱法（HPLC）、高效液相原子吸收法（HPLC-AAS） 离子交换层析法等
纯化
抗酸 抗碱
高金属 含量
低分子 量
高诱导 性
减轻氧化硝基化损伤
维持金属离子稳态
降低心脏自噬作用
PI3K（I） -Akt信 号通路
代谢失 调
自噬信 号级联
减少心 脏畸形
氧化应激
• 指机体在内外环境有害刺激的条件下，体内产生活性氧自由基（ROS）和 活性氮自由基（RNS）所引起的细胞和组织的生理和病理反应。 • 可以直接或间接氧化或损伤DNA、蛋白质和脂质，可诱发基因突变、蛋白 质变性和脂质过氧化，被认为是人体衰老和各种重要疾病的主要危险因子。
心血管疾病
三者之间相互 作用
加重损害
血管内皮细胞 受损、血管平 滑肌受损
影响骨骼肌葡 萄糖转运作用
ACE增加与 NFκB激活炎 性过程相关基 因转录
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分布 广泛
光学 特性
富含半 胱氨酸
金属硫 蛋白 特性
半保守 性
自由基清除能力
• 能够高效清除氧自由基（〃OH）、过氧阴离子 （O2—）等氧化因子且清除能力比GSH的能力高340800倍，且远高于SOD、VC、VE等其他抗氧化剂 • 抗氧化能力与其与金属离子结合产生的动力不稳定 性有关，因而MT与亲电物质的结合不具有特异性， 几乎能清除所有氧化产物 • 通过氧化还原循环消耗自由基，维持体内氧化还原 平衡 • 在心脏、肝脏、脾脏、胃肠道、肾脏等器官中都存 在，然而在氧化应激发生时会特异性过表达，在发 生氧化应激的部位富集，从而达到靶向分布的效果
机体抗氧化系统：
•酶机体抗氧化系统、 •非酶机体抗氧化系统。
过度热量摄入/ 运动减少
细胞内葡萄糖和 游离脂肪酸增高
葡萄糖的自氧化
ROS增多→引发 氧化应激
激活多元醇途径
糖基化及晚期糖 基化终产物
β细胞氧化应激
功能降低
糖尿病
肌肉、脂肪组 织氧化应激
胰岛素抵抗
内皮细胞氧化 应激
内皮功能失调/ 动脉粥样硬化
定量评价方法：
测定由活性氧修饰的化 合物 测定活性氧消除系统酶 和抗氧化物质的量
• 8-羟化脱氧鸟苷（8• 硫氧还原蛋白（TRX）： OHdG)：由氧化应激所 TRX单独存在也可表现 测定含有转录因子的氧 化应激指示物 产生的羟自由基诱导 出对单态氧和羟自由 产生，高效液相色谱 基的消除作用，试剂 分离后，电化学方法 盒检测 检测
应激
基因工程 免疫化学方法
高温、寒冷等
酶联免疫吸附法（ ELISA ）、放射免疫分析法（ RIA ）、荧光免疫测定法 （FIA）、免疫印迹法（Western Blot） 实时荧光定量DNA聚合酶链式反应（qRT-PCR）、半定量DNA聚合酶链式反 应（sqRT-PCR） Cd、Hg、Ag等 伏安法、计时电位法、极谱法 电喷雾质谱（ESI-MS ）、基质辅助激光解离质谱（ MACDI-MS ）、电感耦 合等离子体质谱（ICP-MS）
益处
坏处
细胞死亡 衰老
ROS来源与功能：
•线粒体：氧化磷酸化 的副产物； •吞噬细胞中的 NADPH氧化酶：杀灭 微生物； •非吞噬细胞中的 NADPH氧化酶：细胞 增殖、细胞信号转导。
激活氧化-还原敏感 性第二信使系统
激活氧化-还原敏感 性转录因子 调节细胞功能 调节细胞增殖与分化
ROS功能
肿瘤形成 DNA损伤
• 指体内氧化与抗氧化 作用失衡，倾向于氧 化，导致中性粒细胞 炎性浸润，蛋白酶分 泌增加，产生大量氧 化中间产物。
氧化应激 （Oxidative Stress，OS）
作用
激素 药物 诱导 金属
方法
分类
糖皮质激素、胰高血糖素、肾上腺素等 四氯化碳、阿片类、阿霉素等 Cu、Ag、Au、Zn、Hg、Cd、Co、Ni、Al等
• 发生于糖尿病患者， 不能用高血压性心脏 病，冠状动脉粥样化 心脏病，心脏瓣膜及 Байду номын сангаас它心脏病变来解释 的心肌疾病
金属硫蛋白 （Metallothionein， MT）
• 金属硫组氨酸三甲基 内盐，是一类在生物 界内广泛存在的的小 分子蛋白质
糖尿病心肌病 （Ddiabetic Cardiomyopathy，DCM）