氧化应激

氧化应激

一、ROS

活性氧（reactive oxygen species，ROS）是电子传递链中电子泄漏的副产物，是一类不稳定、高活性的分子，在正常生理条件下其水平通常较低，由细胞内和线粒体内的清除系统所控制。其包括超氧阴离子（O2−）、羟基自由基（OH−）、过氧化氢（H2O2）、次氯酸离子（OCl−）[1,5]。电子传递链见帖：MMP（线粒体膜电位）。

同时，活性氮类物质（reactive nitrogen species，RNS），如一氧化氮（NO），由于其类似 ROS 的作用也被作为活性氧家族成员[1,5]。

二、抗氧化系统

机体存在两类抗氧化系统[3,6]：

• 一类是酶抗氧化系统，包括 SOD、CAT、GSH-Px（又称 GPx）、Msr等；
• 另一类是非酶抗氧化系统，包括维生素C（抗坏血酸）、维生素E（α-生育酚）、β-胡萝卜素（可转化为维生素A）、类胡萝卜素、α-硫辛酸、GSH、褪黑素、麦角硫因、泛素酮、尿酸、微量元素（铜、锌、硒）。 

1、酶抗氧化系统

（1）SOD

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是重要的抗氧化酶之一，可以催化 O2- 歧化为 H2O2 和 O2，维持氧化和抗氧化的平衡[2]。SOD 因其金属辅酶的不同可分为三个亚型：Mn-SOD、Cu-SOD、Zn-SOD[3]。另外，Fe-SOD 主要存在于原核细胞中[4]。

SOD 在体内以 3 种方式存在[3]：

• SOD1，胞浆内的 Cu-SOD、Zn-SOD；
• SOD2，线粒体内的 Mn-SOD；
• SOD3，细胞外的 Mn-SOD。

（2）CAT

过氧化物酶（catalaise，CAT）可催化 H2O2 分解为 H2O 和 O2，这是广泛存在的细胞过氧化物。大量证据表明，SOD/CAT 比值与其抗氧化作用有关。同时，当 SOD/CAT 比值降低时，氧化应激损伤也减少了。然而，在细胞生物学水平上，大多数细胞的的线粒体中缺乏 CAT，导致自我保护和自我代谢能力严重丧失。因此，当发生氧化应激和代谢失衡时，CAT 会增加，发挥其抗氧化能力，这可能与其他抗氧化酶产生协同作用[2]。

（3）GPx-1

• 谷胱甘肽（glutathione，GSH）是另一种主要的抗氧化剂[2]。
• 谷胱甘肽过氧化物酶-1（glutathione peroxidase-1，GPx-1）是一种过氧化物酶，具有基于 GSH 的活性位点[2]。
• γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-glutamylcysteine synthetase，γ-GCS）是体内还原型 GSH 合成的一种限速酶，是由具有催化功能的重链亚单位（γ-GCSh）和无催化活性但对 γ-GCSh的活性起调节作用的轻链亚单位（γ-GCSl）组成的二聚体。增加 γ-GCS 的含量和活性不仅可促进 GSH 的合成且还可增强组织细胞的抗氧化应激能力[3]。

2、非酶抗氧化系统

（1）维生素 C/E

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参考文献

[1]赵磊. 程序性坏死在氧化应激诱导髓核细胞死亡中的作用及机制研究[D].华中科技大学,2018.

[2]Huo Y, Yang D, Lai K, Tu J, Zhu Y, Ding W, Yang S. Antioxidant Effects of Resveratrol in Intervertebral Disk. J Invest Surg. 2022 May;35(5):1135-1144. doi: 10.1080/08941939.2021.1988771. Epub 2021 Oct 20. PMID: 34670455.

[3]胡流芳,王迎,任汝静,霍海如,孙建辉,李洪梅,朱亚英,谭余庆.Keap1-Nrf2/ARE信号通路的抗氧化应激作用及其调控机制[J].国际药学研究杂志,2016,43(01):146-152+166.DOI:10.13220/j.cnki.jipr.2016.01.022.

[4]超氧化物歧化酶_百度百科 (baidu.com)

[5]Cao G, Yang S, Cao J, Tan Z, Wu L, Dong F, Ding W, Zhang F. The Role of Oxidative Stress in Intervertebral Disc Degeneration. Oxid Med Cell Longev. 2022 Jan 12;2022:2166817. doi: 10.1155/2022/2166817. PMID: 35069969; PMCID: PMC8769842.

[6]Wang DK, Zheng HL, Zhou WS, Duan ZW, Jiang SD, Li B, Zheng XF, Jiang LS. Mitochondrial Dysfunction in Oxidative Stress-Mediated Intervertebral Disc Degeneration. Orthop Surg. 2022 Aug;14(8):1569-1582. doi: 10.1111/os.13302. Epub 2022 Jun 8. PMID: 35673928; PMCID: PMC9363752.