活性氧簇在肝脏移植缺血再灌注中的作用
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刘现忠, 李相成
活性氧簇;氧化应激;缺血再灌注;肝脏移植,刘现忠,李相成,通讯作者:,电话:,025-83718836-6476,收稿日期:,接受日期:,2.1,肝细胞内氧
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刘现忠, 李相成, 南京医科大学第一附属医院肝脏外科 江苏省南京市 210029江苏省科委优秀青年基金资助项目, No. BQ98012
通讯作者: 李相成, 210029, 江苏省南京市, 南京医科大学第一附属医院肝脏外科, 中国活体肝移植研究所. Doclixc@hotmail.com
电话: 025-83718836-6476
收稿日期: 2006-02-25 接受日期: 2006-04-30
摘要
肝移植缺血再灌注是一个复杂的、多因子参与的病理生理过程, 包括活性氧、细胞因子、枯否细胞和中性粒细胞的激活. 氧化应激是许多肝病的主要发病机制, 在肝脏移植中是缺血再灌注引起肝损伤的主要原因. 氧分子和活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)的化学、生理功能, 以及促氧化物和抗氧化物之间的平衡对正常的线粒体和细胞功能是至关重要的. ROS的主要来源是肝脏中的线粒体和细胞色素P450酶, 以及库氏细胞和中性粒细胞, 其在缺血再灌注和缺血预处理过程中对损伤的决定性作用存在争议.
关键词: 活性氧簇; 氧化应激; 缺血再灌注; 肝脏移植
刘现忠, 李相成. 活性氧簇在肝脏移植缺血再灌注中的作用. 世界华人消化杂志 2006;14(18):1799-1804
0 引言
氧本身就是一个弱氧化剂, 细胞内存在氧和ROS感受器并有利用氧的系统, 而氧化酶使氧的利用更为有效. 在细胞凋亡和程序性线粒体破坏中均可观察到线粒体嵴的断裂, 这可能与ROS的参与有关. 氧化应激是ROS的产生和细胞抗氧化能力的失衡引起的[1], 他将影响细胞大多数成分, 如脂质, 蛋白质和DNA. ROS是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活性的含氧化合物的总称, 其中最常见的有超氧化物, 过氧化氢, 单线态氧, 氢氧根阴离子等[2]. 正常状态下体内存在抗氧化物质(氧化还原系统如还原型谷胱甘肽, 维生素, 白蛋白和球蛋白, 游离脂肪酸, 特别是不饱和脂肪酸等)抵御过多的ROS. 促氧化物质和抗氧化物质处于动态平衡状态, 使得促氧化物质处于某种稳定水平, 这对正常的细胞功能是重要的[3]. ROS的产生和细胞抗氧化能力的失衡引起氧化应激, 这一现象和许多疾病联系密切, 包括心血管疾病, 糖尿病, 癌症, 神经变性疾病[4-5]和几乎全部肝脏疾病[6-9]. 各种损伤的发展如肝脏缺血再灌注期间的损伤, 也与短时间暴露于高浓度的ROS下有关[10-11]. 已知过多促氧化剂造成氧化应激导致不良后果(衰老和死亡), 同样, 过多的抗氧化剂也会导致致命的后果[12]. 值得强调的是, ROS的相互转变(超氧化物通过歧化作用转变为过氧化氢, 再通过Fenton反应转变为氢离子)导致ROS中某些成分的氧化电位发生明显改变. 这种相互转变也能导致ROS作用的改变: 从抗氧化转变为促氧化[13].
除产生细胞损伤外, ROS还作为细胞内的第二信使发挥作用, 在特定的细胞反应中细胞因子、激素、生长因子和其他可溶性介质(如细胞外ATP)均能触发ROS生成[14].
1 氧自由基及其衍生物
非吞噬细胞中线粒体是产生细胞内ROS的主要场所. 氧化磷酸化期间, 正常细胞和组织产生低水平潜在毒性的氧代谢产物[15]. 正常水平的ROS参与细胞的许多生理功能, 包括基因表达、信号转导和抵御病原体的侵入. 据估计, 在正常状态下, 高达1%的线粒体电子流主要作用是使氧分子单价还原形成超氧阴离子. 这一过程通过酶(如NADP(H)氧化酶或黄嘌呤氧化酶)介导, 或通过非酶(如线粒体电子传递链的半辅酶Q)的氧化还原复合物介导完成. 电子传递链的干扰能明显增加超氧化物的生成. 在细胞内超氧化物歧化酶(SODs)的作用下超氧化物迅即被转化为H2O2和O2. H2O2能进一步生成对细胞损害性更大的活性羟基分子. H2O2可被过氧化氢酶或谷胱甘肽过氧化物酶转化为水. 在谷胱甘肽过氧化物酶反应中, 谷胱甘肽可被氧化为二硫化谷胱甘肽, 后者可在谷胱甘肽还原酶作用下消耗NADPH还原为谷胱甘肽 ......
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