氧化应激与疾病2015(1)
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氧化过程(catecholamines auto-oxidation) 黄嘌呤氧化酶氧化过程(xanthine oxidase) 激活的中性粒细胞(activated neutrophil ）
三、活性氧的清除
• 酶性清除剂
• 低分子清除剂
• 蛋白质抗氧化剂
精品课件
抗氧化损伤的防御系统
主要作用
主要的抗氧化酶
活性氧 （reactive oxygen species, ROS）
）O2·
※氧自由基 如： O、2·OH·
※非自由基含氧产物： H2O2 、 1O2
2、脂性自由基(Lipid radical):
氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式 反应后生成的中间代谢产物。
脂自由基（L•） 脂性自由基 脂氧自由基（LO•）
精品课件
二、活性氧的产生 活性氧 (reactive oxygen species,
ROS)， 一类由氧生成的、化学性质较基态氧活泼
的含氧代谢物，它包括氧自由基 ,过氧化 氢,单线态氧 ,脂过氧化物 及其裂解产物。
精品课件
(一）自由基的概念(Free Radical)
自由基是外层电子轨道上含有单个不配对电子的 原子、原子团或分子的总称。
(三）自由基的代谢
4e-+4H+ 细胞色素氧化酶系统
eO2 H2O 1%-2%
e-O+22.-H+
e-+HH+ 2O2
e-+H+
OH.
H2O
O2 • +
H2O2Fenton reaction
Fe 2 / Cu2+
O2
+ OH +O
线粒体 (mitochondria) 血红蛋白、肌红蛋白、儿茶酚胺
(二）自由基分类（Classification of free radical ）
1
氧自由基
2 脂性自由基
3 氮中心自由基
1、氧自由基 (Oxygen free radical ,OFR)
由氧诱发的自由基
氧自由基
超氧阴离子自由基（Superoxide anion, 羟自由基（Hydroxyl radical, OH•）
种现象称为呼吸爆发或氧爆发
OH• 和 1O2是杀菌的主要成分
NADPH氧化酶
O2+ NADPH
NADP+ + H + + 2 O2.－
精品课件
活性氧的抗肿瘤作用 抑制肿瘤，诱导凋亡
活性氧的转化解毒作用
精品课件
三、氧化损伤的常见原因
• 物理性因素
高温
电离辐射，紫外线照射，高Байду номын сангаас氧，
• 化学性因素
精品课件
（一）阿尔茨海默病 Alzheimer's Disease，AD
尿酸
清除1O2 O2.- 阻断过氧化 清除1O2 OH•H2O2 控制OH•生成
超氧化物歧化酶
(Superoxide Dismutase, SOD)
(Mn2+-SOD、 Cu2+Zn2+-SOD)
清除
超氧阴离子降解
Cu2+Zn2+-SOD突变
脊髓侧索硬化症
(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS )
药物，化学试剂，香烟，高温
• 生物性因素
物及
细菌及异物，细胞因子，免疫复合
补体系统激活物
• 抗氧化物的缺乏 精品课件
第三节 氧化应激与重要的 疾病或病理过程
精品课件
一、氧化应激与缺血-再灌注损伤
oxidative stress and ischemia-reperfusion injury
二、氧化应激与凋亡
脂过氧自由基（LOO•）
3、氮中心自由基（Reactive nitrogen species,RNS）
由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质 非常活泼的物质,也称活性氮。
RNS
一氧化氮（NO • ） 过氧亚硝基阴离子（ONOO-）
自由基特性
Property of free radical
化学性质活泼,易失去单电子（氧化）或俘获其 它基团的电子（还 原） ；产生损伤效应，同时 产生新自由基 氧化性强 链式反应 存在时间短
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) 磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶
清除O2. 清除H2O2 清除H2O2,有机过氧化物 清除脂类过氧化物
谷胱甘肽硫转移酶
清除有机过氧化物
主要的非酶性抗氧化剂
维生素类（Vit E, VitC)
谷胱甘肽
蛋白质抗氧化剂(铜兰蛋白，清蛋白） 精品课件
Stephen Hawking
精L品o课u件 Gehrig病（卢伽雷病）
第二节 氧化应激对机体的影响
精品课件
一、氧化应激的损伤效应
(Destructive effects of OFR)
膜脂质过氧化增强 蛋白质功能抑制 核酸及染色体破坏
活性氧使脂质、蛋白质、核酸氧化
1.膜性结构脂质过氧化 (lipid peroxidation)
oxidative stress and apoptosis
精品课件
三、氧化应激与神经退行性疾病
oxidative stress and neurodegenerative disease
精品课件
神经退行性疾病 是与衰老密切相关 的以大脑和脊髓的神经元细胞进行性 丧失为特征的疾病，包括阿尔茨海默 病 、帕金森病 、亨廷顿舞蹈症、脊 髓侧索硬化症等。
3. 破坏核酸及染色体
Diabetic cataract
染色体畸变、核酸碱基羟化或DNA断裂
Senile plaques
二、氧化损伤的生物学意义
活性氧的防御作用
吞噬细胞杀灭、清除病原微生物
1. MPO途径：
2. 呼吸爆发： 激活的中性粒细胞耗氧量显著
增加，NADPH氧化酶激活，产生大量氧自由基，这
破坏膜的正常结构 间接抑制膜蛋白功能 促进自由基及其它
生物活性物质生成 ATP生成减少
穿膜糖 蛋白
膜表面蛋白
蛋白质
断裂
二硫交联
蛋白质-蛋白 质交联
脂质-蛋 白质交联
自由基
损伤
脂质-脂质
磷脂
氨基酸 氧化
交联 从氧化的 脂肪酸释 出的丙二
脂肪酸氧 化
醛
自由基对膜的损伤
精品课件
2. 蛋白质功能抑制
巯基氧化，氨基酸残基氧化，蛋白质交联
氧化应激与疾病
上海医学院生理与病理生理学系 王新红
wangxh@shmu.edu.cn
精品课件
第一节 概述
(Introduction)
精品课件
一、概念 (concept)
机体活性氧的产生过多或/和机体抗氧化 能力减弱，活性氧清除不足，导致活性氧 在体内增多并引起细胞氧化损伤的病理过 程—氧化应激 (oxidative stress)
三、活性氧的清除
• 酶性清除剂
• 低分子清除剂
• 蛋白质抗氧化剂
精品课件
抗氧化损伤的防御系统
主要作用
主要的抗氧化酶
活性氧 （reactive oxygen species, ROS）
）O2·
※氧自由基 如： O、2·OH·
※非自由基含氧产物： H2O2 、 1O2
2、脂性自由基(Lipid radical):
氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式 反应后生成的中间代谢产物。
脂自由基（L•） 脂性自由基 脂氧自由基（LO•）
精品课件
二、活性氧的产生 活性氧 (reactive oxygen species,
ROS)， 一类由氧生成的、化学性质较基态氧活泼
的含氧代谢物，它包括氧自由基 ,过氧化 氢,单线态氧 ,脂过氧化物 及其裂解产物。
精品课件
(一）自由基的概念(Free Radical)
自由基是外层电子轨道上含有单个不配对电子的 原子、原子团或分子的总称。
(三）自由基的代谢
4e-+4H+ 细胞色素氧化酶系统
eO2 H2O 1%-2%
e-O+22.-H+
e-+HH+ 2O2
e-+H+
OH.
H2O
O2 • +
H2O2Fenton reaction
Fe 2 / Cu2+
O2
+ OH +O
线粒体 (mitochondria) 血红蛋白、肌红蛋白、儿茶酚胺
(二）自由基分类（Classification of free radical ）
1
氧自由基
2 脂性自由基
3 氮中心自由基
1、氧自由基 (Oxygen free radical ,OFR)
由氧诱发的自由基
氧自由基
超氧阴离子自由基（Superoxide anion, 羟自由基（Hydroxyl radical, OH•）
种现象称为呼吸爆发或氧爆发
OH• 和 1O2是杀菌的主要成分
NADPH氧化酶
O2+ NADPH
NADP+ + H + + 2 O2.－
精品课件
活性氧的抗肿瘤作用 抑制肿瘤，诱导凋亡
活性氧的转化解毒作用
精品课件
三、氧化损伤的常见原因
• 物理性因素
高温
电离辐射，紫外线照射，高Байду номын сангаас氧，
• 化学性因素
精品课件
（一）阿尔茨海默病 Alzheimer's Disease，AD
尿酸
清除1O2 O2.- 阻断过氧化 清除1O2 OH•H2O2 控制OH•生成
超氧化物歧化酶
(Superoxide Dismutase, SOD)
(Mn2+-SOD、 Cu2+Zn2+-SOD)
清除
超氧阴离子降解
Cu2+Zn2+-SOD突变
脊髓侧索硬化症
(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS )
药物，化学试剂，香烟，高温
• 生物性因素
物及
细菌及异物，细胞因子，免疫复合
补体系统激活物
• 抗氧化物的缺乏 精品课件
第三节 氧化应激与重要的 疾病或病理过程
精品课件
一、氧化应激与缺血-再灌注损伤
oxidative stress and ischemia-reperfusion injury
二、氧化应激与凋亡
脂过氧自由基（LOO•）
3、氮中心自由基（Reactive nitrogen species,RNS）
由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质 非常活泼的物质,也称活性氮。
RNS
一氧化氮（NO • ） 过氧亚硝基阴离子（ONOO-）
自由基特性
Property of free radical
化学性质活泼,易失去单电子（氧化）或俘获其 它基团的电子（还 原） ；产生损伤效应，同时 产生新自由基 氧化性强 链式反应 存在时间短
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) 磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶
清除O2. 清除H2O2 清除H2O2,有机过氧化物 清除脂类过氧化物
谷胱甘肽硫转移酶
清除有机过氧化物
主要的非酶性抗氧化剂
维生素类（Vit E, VitC)
谷胱甘肽
蛋白质抗氧化剂(铜兰蛋白，清蛋白） 精品课件
Stephen Hawking
精L品o课u件 Gehrig病（卢伽雷病）
第二节 氧化应激对机体的影响
精品课件
一、氧化应激的损伤效应
(Destructive effects of OFR)
膜脂质过氧化增强 蛋白质功能抑制 核酸及染色体破坏
活性氧使脂质、蛋白质、核酸氧化
1.膜性结构脂质过氧化 (lipid peroxidation)
oxidative stress and apoptosis
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三、氧化应激与神经退行性疾病
oxidative stress and neurodegenerative disease
精品课件
神经退行性疾病 是与衰老密切相关 的以大脑和脊髓的神经元细胞进行性 丧失为特征的疾病，包括阿尔茨海默 病 、帕金森病 、亨廷顿舞蹈症、脊 髓侧索硬化症等。
3. 破坏核酸及染色体
Diabetic cataract
染色体畸变、核酸碱基羟化或DNA断裂
Senile plaques
二、氧化损伤的生物学意义
活性氧的防御作用
吞噬细胞杀灭、清除病原微生物
1. MPO途径：
2. 呼吸爆发： 激活的中性粒细胞耗氧量显著
增加，NADPH氧化酶激活，产生大量氧自由基，这
破坏膜的正常结构 间接抑制膜蛋白功能 促进自由基及其它
生物活性物质生成 ATP生成减少
穿膜糖 蛋白
膜表面蛋白
蛋白质
断裂
二硫交联
蛋白质-蛋白 质交联
脂质-蛋 白质交联
自由基
损伤
脂质-脂质
磷脂
氨基酸 氧化
交联 从氧化的 脂肪酸释 出的丙二
脂肪酸氧 化
醛
自由基对膜的损伤
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2. 蛋白质功能抑制
巯基氧化，氨基酸残基氧化，蛋白质交联
氧化应激与疾病
上海医学院生理与病理生理学系 王新红
wangxh@shmu.edu.cn
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第一节 概述
(Introduction)
精品课件
一、概念 (concept)
机体活性氧的产生过多或/和机体抗氧化 能力减弱，活性氧清除不足，导致活性氧 在体内增多并引起细胞氧化损伤的病理过 程—氧化应激 (oxidative stress)