缺血再灌注损伤研究生-精品文档资料整理.ppt

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1、病理生理学病理生理学Pathophysiology缺血-再灌注损伤（Ischemia-reperfusion injury,IRI Ischemia-reperfusion injury,IRI）阎春玲阎春玲Department of PathophysiologyDepartment of Pathophysiology病理生理学病理生理学Pathophysiology缺血缺血休克、血栓形成、动脉休克、血栓形成、动脉硬化、血管收缩、血管硬化、血管收缩、血管受压等。受压等。组织缺氧组织缺氧 再灌注损伤再灌注损伤在恢复供血的过程中，在恢复供血的过程中，出现缺血组织的功能、出现缺血组织的功能、结构

2、损伤加重。结构损伤加重。病情恶化病情恶化第一节第一节 概述概述缺血缺血-再灌注损伤再灌注损伤（Ischemia-reperfusion injuryIschemia-reperfusion injury）病理生理学病理生理学Pathophysiology研究背景研究背景溶栓疗法溶栓疗法器官移植器官移植体外循环体外循环冠脉搭桥冠脉搭桥治疗手段的改进治疗手段的改进病理生理学病理生理学Pathophysiology心脏介入手术经皮冠状动脉腔内经皮冠状动脉腔内成形术（成形术（PTCA）放置支架放置支架PTCAPTCA结合支架支架治疗冠心病患者，成功率较高，长期生存率较高 病理生理学病理生理学Patho

3、physiology19601960年年 JenningsJennings等等 JenningsJennings第一次提出了第一次提出了MIRMIR概念概念,证实证实 再灌注会引起心肌超微结构不可逆性再灌注会引起心肌超微结构不可逆性 坏死，包括暴发性水肿，组织结构崩坏死，包括暴发性水肿，组织结构崩 解，收缩带形成和线粒体内磷酸钙颗解，收缩带形成和线粒体内磷酸钙颗 粒形成。提出心肌粒形成。提出心肌IRIIRI的概念。的概念。19551955年年 SewellSewell等等 在结扎狗冠状动脉后，如突然解除结在结扎狗冠状动脉后，如突然解除结 扎，恢复血流，部分动物立即发生心扎，恢复血流，部分动物立

4、即发生心 室纤颤而死亡。室纤颤而死亡。History of IRIHistory of IRI病理生理学病理生理学Pathophysiology19751975年年 SchafferSchaffer对对234234例急性心肌梗塞的病人例急性心肌梗塞的病人 插入心导管到冠状动脉，注入溶栓剂插入心导管到冠状动脉，注入溶栓剂 治疗，并对缓解后的病人追踪观察了治疗，并对缓解后的病人追踪观察了5 5 个月，发现其中个月，发现其中8989例病人因复发室颤例病人因复发室颤 死亡。尸解时冠状动脉未见新的血栓死亡。尸解时冠状动脉未见新的血栓 与栓塞情况，认为是再灌注所致与栓塞情况，认为是再灌注所致。197719

5、77年年 BulkleyBulkley和和HutchinsHutchins报道报道,在成功地施行在成功地施行 冠脉搭桥术使血管再通后的病人发生冠脉搭桥术使血管再通后的病人发生 心肌细胞反常性坏死。心肌细胞反常性坏死。实验与临床资料证明实验与临床资料证明:冠脉重新恢复血流冠脉重新恢复血流 后，有可能造成更严重的心肌损伤。后，有可能造成更严重的心肌损伤。病理生理学病理生理学Pathophysiology冠脉支架置入前后1977年，Bulkley 和Hutchins发现冠脉血管再通后的病人发生心肌细胞反常性坏死。病理生理学病理生理学Pathophysiology1234h损伤程度加重单纯缺血缺血再灌

6、实验与临床资料证明冠脉重新恢复血流后，实验与临床资料证明冠脉重新恢复血流后，有可能造成更严重的心肌损伤有可能造成更严重的心肌损伤病理生理学病理生理学Pathophysiology19681968年年 AmesAmes率先报道了率先报道了 脑脑IRIIRI19721972年年 Flore Flore 肾肾IRIIRI19781978年年 Modry Modry 肺肺IRIIRI19811981年年 Greenberg Greenberg 肠肠IRIIRI缺血缺血-再灌注损伤特点：再灌注损伤特点：1.1.可逆损伤可逆损伤 不不可逆损伤可逆损伤 2.2.具有器官普遍性具有器官普遍性到到2020世纪世

7、纪8080年代年代 溶栓疗法、搭桥术、断肢再植、器官溶栓疗法、搭桥术、断肢再植、器官 移植开展，移植开展，IRIIRI成手术成败的关键之一。成手术成败的关键之一。病理生理学病理生理学Pathophysiology氧反常氧反常钙反常钙反常pH反常反常低氧低氧/缺氧缺氧正常氧供正常氧供无钙无钙含钙含钙损伤加重损伤加重酸中毒酸中毒纠正酸中毒纠正酸中毒病理生理学病理生理学Pathophysiology氧反常（氧反常（oxygen paradoxoxygen paradox）用低氧溶液灌注组织器官或在缺用低氧溶液灌注组织器官或在缺氧条件下培养细胞一定时间后，再恢氧条件下培养细胞一定时间后，再恢复正常氧供

8、应，组织及细胞的损伤不复正常氧供应，组织及细胞的损伤不仅未能恢复，反而更趋严重，这种现仅未能恢复，反而更趋严重，这种现象称为氧反常。象称为氧反常。病理生理学病理生理学Pathophysiology钙反常（钙反常（calcium paradoxcalcium paradox）预先用无钙溶液灌流大鼠离体心脏预先用无钙溶液灌流大鼠离体心脏2 2分钟，再用含钙溶液进行灌流时，心肌分钟，再用含钙溶液进行灌流时，心肌细胞酶释放增加，肌纤维过度收缩及心细胞酶释放增加，肌纤维过度收缩及心肌电信号异常，称为钙反常。肌电信号异常，称为钙反常。病理生理学病理生理学PathophysiologypH反常（反常（pH

9、paradoxpH paradox）缺缺血血引引起起的的代代谢谢性性酸酸中中毒毒是是细细胞胞功功能能及及代代谢谢紊紊乱乱的的重重要要原原因因，但但在在再再灌灌注注时时迅迅速速纠纠正正缺缺血血组组织织的的酸酸中中毒毒，反反而而会会加加重重缺缺血血/再再灌灌注注损损伤伤，称为称为pHpH反常。反常。病理生理学病理生理学Pathophysiology 一、概念（一、概念（一、概念（一、概念（ConceptionConception）缺血的组织、器官经恢复血液灌注后不但不能使其功能缺血的组织、器官经恢复血液灌注后不但不能使其功能缺血的组织、器官经恢复血液灌注后不但不能使其功能缺血的组织、器官经恢复血液

10、灌注后不但不能使其功能和结构恢复，反而加重其功能障碍和结构损伤的现象。和结构恢复，反而加重其功能障碍和结构损伤的现象。和结构恢复，反而加重其功能障碍和结构损伤的现象。和结构恢复，反而加重其功能障碍和结构损伤的现象。图图11肠黏膜缺血肠黏膜缺血-再灌注损伤再灌注损伤 Usually blood reperfusion should reduce the ischemia injury.However,recent clinical observations and animal ex-periments showed that blood reperfusion sometimes indu-c

11、es or aggravates the further reversible even irreversible cell damage,especially for a prolonged ischemia.病理生理学病理生理学Pathophysiology二、二、二、二、原因和条件（原因和条件（原因和条件（原因和条件（Etiology&FactorsEtiology&Factors）1 1原因原因原因原因（EtiologyEtiology）：）：缺血后的血液再灌缺血后的血液再灌缺血后的血液再灌缺血后的血液再灌全身循环障碍后恢复血液供应：如休克、心肺复苏后全身循环障碍后恢复血液供应：如休克

12、、心肺复苏后等（等（shockshock）组织器官缺血后血流恢复：断肢再植，器官移植，体组织器官缺血后血流恢复：断肢再植，器官移植，体外循环等。外循环等。（Myocardialinfarction,cardiacbypassMyocardialinfarction,cardiacbypasssurgery,organtransplantationsurgery,organtransplantation）血管再通术后：冠脉搭桥术，血管再通术后：冠脉搭桥术，PTCAPTCA，溶栓疗法等。，溶栓疗法等。（thrombolytictherapy,PTCA,etcthrombolytictherapy,

13、PTCA,etc）病理生理学病理生理学Pathophysiology2 2 2 2条件（条件（条件（条件（FactorsFactorsFactorsFactors）缺血时间的长短（缺血时间的长短（缺血时间的长短（缺血时间的长短（Duration of ischemiaDuration of ischemia）侧支循环的形成情况（侧支循环的形成情况（侧支循环的形成情况（侧支循环的形成情况（Collateral circulationCollateral circulation）对氧需求程度（对氧需求程度（对氧需求程度（对氧需求程度（Dependency on oxygenDependency o

14、n oxygen）再灌注的条件（再灌注的条件（再灌注的条件（再灌注的条件（Condition of reperfusionCondition of reperfusion）低温、低速、低低温、低速、低pHpH、低钠、低钙灌注、低钠、低钙灌注 再灌注损伤再灌注损伤 病理生理学病理生理学Pathophysiology白白白白细细细细胞胞胞胞的的的的作作作作用用用用 细细细细胞胞胞胞内内内内钙钙钙钙超超超超载载载载【发病机制发病机制发病机制发病机制】（PathogenesisPathogenesis）自自自自由由由由基基基基的的的的生生生生成成成成增增增增多多多多 第二节第二节第二节第二节 发病机制

15、发病机制发病机制发病机制（PATHOGENESISPATHOGENESIS）The increase free radicals,calcium overload,neutrophils activation play the principal roles in ischemia-reperfusion injury.病理生理学病理生理学Pathophysiology一、自由基生成增多（一、自由基生成增多（一、自由基生成增多（一、自由基生成增多（Increase free radicalIncrease free radical）1.1.自由基的概念与分类自由基的概念与分类自由基的概念与分类

16、自由基的概念与分类（Conception and classificationConception and classification）概念（概念（概念（概念（ConceptionConception）外层轨道上有单个不配对价电子的原子、原子团或分子外层轨道上有单个不配对价电子的原子、原子团或分子外层轨道上有单个不配对价电子的原子、原子团或分子外层轨道上有单个不配对价电子的原子、原子团或分子。（Free Free radical radical are are a a highly highly reactive reactive group group of of atoms,atoms,

17、molecules molecules or radicals,which carry unpaired electron in outer orbital.or radicals,which carry unpaired electron in outer orbital.）病理生理学病理生理学Pathophysiology自由基自由基(Free Radicals)(Free Radicals)名名称称的由的由来来18321832年德年德国过国过化化学学家家Baron Von Liebig&Friedrich WoherBaron Von Liebig&Friedrich Woher 发现发

18、现化化学学反反应应中有一小群原子中有一小群原子,并并未把自己的未把自己的单单一原子放出一原子放出,反而反而继续继续保留保留,到到处处去找去找别别的分子的分子结合结合当时当时就就称这种称这种原子原子为为“radicalsradicals”,此字源自此字源自于于拉丁文拉丁文“radixradix”,意思就是意思就是“a roota root”(根根),),表示它表示它们们根植在其他分根植在其他分子上子上自由基自由基“Free RadicalsFree Radicals”就是就是短暂短暂的根植在其他分子上的根植在其他分子上,而而具有到具有到处游处游走特性的原子走特性的原子病理生理学病理生理学Path

19、ophysiology 氧自由基（氧自由基（氧自由基（氧自由基（Oxygen free radicalOxygen free radical，OFROFR）以氧为中心的自由基称为氧自由基。以氧为中心的自由基称为氧自由基。以氧为中心的自由基称为氧自由基。以氧为中心的自由基称为氧自由基。（由由由由氧氧氧氧诱诱诱诱发发发发的的的的自自自自由由由由基基基基称称称称为为为为氧氧氧氧自自自自由由由由基基基基，Oxygen-derived Oxygen-derived free free radical radical）超氧阴离子自由基（超氧阴离子自由基（超氧阴离子自由基（超氧阴离子自由基（）羟自由基（羟自

20、由基（羟自由基（羟自由基（Hydroxyl radical,OHHydroxyl radical,OH）O2 氧自由基氧自由基氧自由基氧自由基 自由基分类（自由基分类（自由基分类（自由基分类（Classification of Classification of free radicalfree radical ）氧自由基、脂性自由基、氮中心自由基氧自由基、脂性自由基、氮中心自由基氧自由基、脂性自由基、氮中心自由基氧自由基、脂性自由基、氮中心自由基（Oxygen free radical,Lipid radicals,Reactive nitrogen speciesxygen free ra

21、dical,Lipid radicals,Reactive nitrogen species）病理生理学病理生理学Pathophysiology氧自由基氧自由基以氧为中心的自由基称为氧自由基以氧为中心的自由基称为氧自由基。氧自由氧自由基基(OxygenFreeRadicals,OFR)(OxygenFreeRadicals,OFR)是对机体危害最大是对机体危害最大的自由基种类。的自由基种类。包括超氧阴离子自由基包括超氧阴离子自由基(O(O-2 2)、羟自由基羟自由基(HO(HO)等等,过氧化氢过氧化氢(H(H2 2O O2 2)及单线态氧及单线态氧(1 1O O2 2)虽不是自由基虽不是自由基

22、,但其氧化作用亦强但其氧化作用亦强,经过反经过反应可形成应可形成OFROFR或涉及自由基反应或涉及自由基反应,所以常常把它们所以常常把它们也列入到也列入到OFROFR中。中。概概念念O2病理生理学病理生理学Pathophysiology 脂性自由基（脂性自由基（脂性自由基（脂性自由基（Lipid radicalsLipid radicals）氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式氧自由基与多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的链式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。反应后生成的中间代谢产物。反应后生成的中间代谢

23、产物。反应后生成的中间代谢产物。烷自由基（烷自由基（烷自由基（烷自由基（LL）烷氧自由（烷氧自由（烷氧自由（烷氧自由（LOLO）烷过氧自由基（烷过氧自由基（烷过氧自由基（烷过氧自由基（LOOLOO）脂性自由基脂性自由基脂性自由基脂性自由基 氮中心自由基氮中心自由基氮中心自由基氮中心自由基（Reactive nitrogen species,RNSReactive 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由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质非常由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质非常由氮形成，并在分子组成上含有氮的一类化学性质非常

24、活泼的物质。也称活泼的物质。也称活泼的物质。也称活泼的物质。也称活性氮。活性氮。活性氮。活性氮。一氧化氮（一氧化氮（一氧化氮（一氧化氮（NONO）过氧亚硝基阴离子（过氧亚硝基阴离子（过氧亚硝基阴离子（过氧亚硝基阴离子（ONOOONOO）RNSRNS病理生理学病理生理学Pathophysiology氧自由基的种类及其性质氧自由基的种类及其性质超氧阴离子自由基超氧阴离子自由基(O2-)p是所有氧自由基中的第一个自由基，可以经过一系列反应生成其它氧自由是所有氧自由基中的第一个自由基，可以经过一系列反应生成其它氧自由基，具有特别重要的意义。基，具有特别重要的意义。p和其它活性氧相比，超氧阴离子自由基不

25、很活泼，但是由于它寿命较长，和其它活性氧相比，超氧阴离子自由基不很活泼，但是由于它寿命较长，可以从其生成位置扩散到较远的距离，达到靶位置，从这种意义讲，超氧阴可以从其生成位置扩散到较远的距离，达到靶位置，从这种意义讲，超氧阴离子自由基具有更大的危险性。离子自由基具有更大的危险性。p超氧阴离子自由基存在于气相，液相和固相之中。其物理性质往往取决于超氧阴离子自由基存在于气相，液相和固相之中。其物理性质往往取决于存在条件。超氧阴离子自由基既可以接受一个电子氧化其它物质而被还原，存在条件。超氧阴离子自由基既可以接受一个电子氧化其它物质而被还原，又可以提供一个电子还原其它物质而被氧化。又可以提供一个电子

26、还原其它物质而被氧化。病理生理学病理生理学Pathophysiology羟基自由基（羟基自由基（HO）p羟基自由基是已知最强的一个氧化剂羟基自由基是已知最强的一个氧化剂,它比高锰酸钾和重铬酸钾的氧化性还它比高锰酸钾和重铬酸钾的氧化性还强，是氧的三电子还原产物强，是氧的三电子还原产物,反应性极强反应性极强,寿命极短。寿命极短。p几乎可以和所有细胞成分发生反应几乎可以和所有细胞成分发生反应,对机体危害极大。但由于作用半径小只对机体危害极大。但由于作用半径小只能和邻近分子发生反应。能和邻近分子发生反应。病理生理学病理生理学Pathophysiology过氧化氢和单线态氧过氧化氢和单线态氧过氧化氢和单

27、线态氧不是自由基，但它们都是很重要的活性氧，而且都过氧化氢和单线态氧不是自由基，但它们都是很重要的活性氧，而且都可以反应产生氧自由基。可以反应产生氧自由基。p过氧化氢（过氧化氢（H H2 2O O2 2）是氧二电子还原产物）是氧二电子还原产物,具有较强的氧化性具有较强的氧化性,可以直接氧化可以直接氧化一些酶的巯基一些酶的巯基,使酶失去活性使酶失去活性,过氧化氢可以穿透大部分细胞膜，这是超氧阴过氧化氢可以穿透大部分细胞膜，这是超氧阴离子自由基不能相比的。这就增加了过氧化氢的细胞毒性，当它穿越细胞膜离子自由基不能相比的。这就增加了过氧化氢的细胞毒性，当它穿越细胞膜后就可以与细胞内铁反应产生羟基自由

28、基。过氧化氢在体内的重要来源可能后就可以与细胞内铁反应产生羟基自由基。过氧化氢在体内的重要来源可能是超氧阴离子自由基的歧化反应。是超氧阴离子自由基的歧化反应。p单线态氧单线态氧(1 1O O2 2)是氧气的激发态。反应性极强。单线态氧同其它物质反应主是氧气的激发态。反应性极强。单线态氧同其它物质反应主要通过两种形式进行，一是同其它分子的结合反应，二是将它的能量转移给要通过两种形式进行，一是同其它分子的结合反应，二是将它的能量转移给其它分子，自己回到基态，称为淬灭。其它分子，自己回到基态，称为淬灭。病理生理学病理生理学PathophysiologyNO自由基自由基pNONO作为自由基可以损伤正常

29、细胞，在心肌和脑组织缺血再灌注损伤过程中作为自由基可以损伤正常细胞，在心肌和脑组织缺血再灌注损伤过程中起着重要作用。起着重要作用。pNONO是最小的几个分子之一。是最小的几个分子之一。NONO不稳定，半衰期短，与氧气极易反应，生成不稳定，半衰期短，与氧气极易反应，生成NO2NO2自由基。自由基。NONO还可以与超氧阴离子自由基以极快的速率反应生成过氧亚硝还可以与超氧阴离子自由基以极快的速率反应生成过氧亚硝基，质子化后生成基，质子化后生成NO2NO2和类羟基自由基。和类羟基自由基。病理生理学病理生理学Pathophysiology 细胞内大约细胞内大约90%90%的氧被线粒体消耗的氧被线粒体消耗

30、,它们大部分它们大部分被电子传递链传来的电子还原为水被电子传递链传来的电子还原为水,小部分氧被电子小部分氧被电子传递链中漏流出来的电子单价还原传递链中漏流出来的电子单价还原,形成超氧阴离子形成超氧阴离子,在正常生理状态下在正常生理状态下,大约有大约有2%2%30%30%的氧被从线粒体的氧被从线粒体电子传递链中漏出的电子还原产生超氧阴离子电子传递链中漏出的电子还原产生超氧阴离子,并经并经歧化作用产生过氧化氢。因此歧化作用产生过氧化氢。因此,可以说线粒体是体内可以说线粒体是体内氧自由基的主要来源之一。氧自由基的主要来源之一。线粒体是体内氧自由基的主要来源线粒体是体内氧自由基的主要来源 O2O2的来

31、源：（的来源：（1 1）线粒体）线粒体病理生理学病理生理学Pathophysiology（2 2）某些物质（还原性细胞色素）某些物质（还原性细胞色素C C、血红蛋白、血红蛋白、肌红蛋白、儿茶酚胺、甲状腺素）自然氧化肌红蛋白、儿茶酚胺、甲状腺素）自然氧化（3 3）酶氧化（黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶）酶氧化（黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶）微粒体中有两种氧化酶系统是微粒体中有两种氧化酶系统是O2-O2-的发生器，的发生器，是亚硫酸盐氧化酶，此酶能以是亚硫酸盐氧化酶，此酶能以O2O2作为电子受体，作为电子受体，另一种是二巯基蛋白又称二巯基氧化系统，可以自另一种是二巯基蛋白又称二巯基氧化系统，可以自氧化形成二硫键

32、，在此过程中产生氧化形成二硫键，在此过程中产生O2-O2-。病理生理学病理生理学Pathophysiology（4 4）毒物作用于细胞（）毒物作用于细胞（CCL4CCL4、除草剂）、除草剂）（5 5）电离辐射）电离辐射电离电离辐射辐射 可以使某些分子的共价键断裂发生化学反应可以使某些分子的共价键断裂发生化学反应。H2O小于小于200nm200nm光照射光照射2OH病理生理学病理生理学Pathophysiology自由基具有高度的化学活泼性，极易与相邻的物质发生电子自由基具有高度的化学活泼性，极易与相邻的物质发生电子的得失交换，参与生化反应的得失交换，参与生化反应 ，不稳定，寿命短。，不稳定，寿

33、命短。自由基参与许多生命活动中的生化反应，如氧化还原反应、自由基参与许多生命活动中的生化反应，如氧化还原反应、光合作用等，在维持生命正常活动中起着重要作用光合作用等，在维持生命正常活动中起着重要作用当自由基生成的数量或时空定位出现异常，超出机体的调控当自由基生成的数量或时空定位出现异常，超出机体的调控能力时，自由基将造成组织的损伤，核酸、蛋白质、脂质等能力时，自由基将造成组织的损伤，核酸、蛋白质、脂质等大分子物质最易受自由基破坏和攻击大分子物质最易受自由基破坏和攻击。2.自由基的性质自由基的性质病理生理学病理生理学Pathophysiology3.自由基的清除自由基的清除 自由基与自由基防御系

34、统处于动态平衡中自由基与自由基防御系统处于动态平衡中,一旦平衡被打破一旦平衡被打破,自由基造成对机体的毒性作自由基造成对机体的毒性作用时用时,就会产生各种疾病就会产生各种疾病,从而影响人体的健从而影响人体的健康。体内存在的消除自由基的防御系统康。体内存在的消除自由基的防御系统,即由即由一些酶和非酶物质组成的抗氧化剂。一些酶和非酶物质组成的抗氧化剂。,它们可它们可防止自由基的生成。防止自由基的生成。病理生理学病理生理学Pathophysiology抗氧化剂的分类抗氧化剂的分类体内抗氧化剂体内抗氧化剂抗氧化剂抗氧化剂体外抗氧化剂体外抗氧化剂抗氧化酶抗氧化酶非酶抗氧化剂非酶抗氧化剂天然抗天然抗氧化剂

35、氧化剂人工合人工合成抗氧成抗氧化剂化剂病理生理学病理生理学Pathophysiology超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SODSOD）、）、过氧化氢酶（过氧化氢酶（CATCAT）、）、谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)(GSH-Px)、谷胱甘肽转硫酶谷胱甘肽转硫酶(GST)(GST)、抗氧化酶抗氧化酶（1）体内抗氧化剂体内抗氧化剂病理生理学病理生理学Pathophysiology超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD,SOD,SuperOxideDlsmutase）金属酶金属酶,分两大类：分两大类：Cu,Zn-SODMn,Fe-SODSODSOD是超氧阴离子自由基的特异酶，是

36、超氧阴离子自由基的特异酶，经广泛研究未发现其它功能。经广泛研究未发现其它功能。病理生理学病理生理学PathophysiologyCu,Zn-SODCu,Zn-SOD含两个亚基含两个亚基,每个亚单位各含一每个亚单位各含一个铜和锌离子个铜和锌离子,相对分子量为相对分子量为 23000.23000.Cu,Zn-SODn从大肠杆菌分离出三种：从大肠杆菌分离出三种：FeSODFeSOD、MnSOD MnSOD、MnMn，Fe-SOD Fe-SOD nFeSODFeSOD与与MnSODMnSOD的氨基酸序列类似，但与的氨基酸序列类似，但与CuZn-SODCuZn-SOD差别很大。差别很大。Mn，Fe-SO

37、D病理生理学病理生理学PathophysiologyvSODSOD分布很广，几乎从哺乳动物到细菌，分布很广，几乎从哺乳动物到细菌，以及植物中均存在。在高等动物以及植物中均存在。在高等动物SODSOD主要主要存在于红细胞、肝、脑组织中。存在于红细胞、肝、脑组织中。v CuCu，ZnZnSODSOD一般存在胞浆中，而一般存在胞浆中，而MnMn，FeFeSODSOD存在于线粒体中存在于线粒体中 。v现多从猪血中提取现多从猪血中提取,商品名为商品名为Orgotdin Orgotdin SOD SOD的分布：的分布：病理生理学病理生理学Pathophysiology SOD SOD的作用：的作用：+2H

38、+2H+SOD+SOD H H2 2O O2 2+O+O2 2 1993 1993 年报道了家族肌萎性脊髓侧索硬化年报道了家族肌萎性脊髓侧索硬化症症(FALS)(FALS)与与SOD SOD 有密切的关系。他们发现有密切的关系。他们发现25%25%的的FALS FALS 患者患者(2.5%(2.5%的的ALS ALS 患者患者)携带携带有多种有多种SOD1SOD1突变体的基因突变体的基因,提出提出SOD1SOD1突变体突变体可能是导致可能是导致FALS FALS 的重要原因的重要原因。病理生理学病理生理学PathophysiologyALS ALS 是一种常见的成人神经退行性紊乱是一种常见的成

39、人神经退行性紊乱,每每1010万人中万人中就有就有5 5 个人发病。该病的特点是运动神经元个人发病。该病的特点是运动神经元(连接大连接大脑和脊髓以及脊髓和肌肉组织的较大神经细胞脑和脊髓以及脊髓和肌肉组织的较大神经细胞,控制控制肌肉组织的运动肌肉组织的运动)的选择性退化。的选择性退化。运动神经元的失去将使骨骼肌肉渐进性萎缩运动神经元的失去将使骨骼肌肉渐进性萎缩,最终导最终导致致ALS ALS 患者瘫痪甚至死亡。患者瘫痪甚至死亡。1993 1993 年发现与年发现与FALS FALS 有关的有关的SODSOD突变体的基因为突变体的基因为ALS ALS 的防治带来了希望。的防治带来了希望。家族肌萎性

40、脊髓侧索硬化症家族肌萎性脊髓侧索硬化症(FALS)(FALS)病理生理学病理生理学Pathophysiology霍金与霍金与CuZn-SODCuZn-SOD突变所致的脊髓侧索硬化症突变所致的脊髓侧索硬化症病理生理学病理生理学Pathophysiology 用用SODSOD治疗类风湿关节炎、红斑痕疮治疗类风湿关节炎、红斑痕疮,皮肌炎等皮肌炎等均有明显效果。此外均有明显效果。此外,在防辐射在防辐射,防衰老防衰老,抗肿瘤抗肿瘤等方面也已进入临床。等方面也已进入临床。SOD SOD的作用：的作用：病理生理学病理生理学Pathophysiology食物来源(Food Sources of SOD)蔬菜中

41、的四季豆、青菜、芹菜、菠菜、韭蔬菜中的四季豆、青菜、芹菜、菠菜、韭菜、葱、茄子、胡萝卜、西红柿、黄瓜、南瓜菜、葱、茄子、胡萝卜、西红柿、黄瓜、南瓜和土豆中都含有丰富的和土豆中都含有丰富的SODSOD，常吃这些菜可减，常吃这些菜可减少氧自由基对人体的损害，延缓衰老。少氧自由基对人体的损害，延缓衰老。含有含有SOD的营养保健品的营养保健品SOD化妆品化妆品SOD牙膏牙膏SOD保健酒保健酒SOD牛奶牛奶SOD糖果糖果SOD口服液和其它保健品口服液和其它保健品病理生理学病理生理学PathophysiologySODSOD的活力测定方法的活力测定方法1 1、黄嘌呤氧化酶（、黄嘌呤氧化酶（XOXO）-细胞

42、色素细胞色素C C法法2、邻苯三酚自氧化法、邻苯三酚自氧化法3 3、化学发光法、化学发光法病理生理学病理生理学Pathophysiology李长生 王荣霞 李 军等。首乌益智灵对血管性痴首乌益智灵对血管性痴呆模型大鼠脑组织呆模型大鼠脑组织SODSOD活性、活性、MDAMDA含量的影响。含量的影响。中国老年学杂志，2007；27（18）：1763-1765。殷霞 李建薇 喻红玲等。那格列奈和瑞格列奈对那格列奈和瑞格列奈对2 2型糖尿病患者血清型糖尿病患者血清MDAMDA水平和水平和SODSOD活性的影响。活性的影响。华西药学杂志，2005；20（6）：500-502。病理生理学病理生理学Path

43、ophysiology过氧化氢酶过氧化氢酶 (CAT)(CAT)v过过氧氧化化氢氢酶酶分分子子含含四四个个蛋蛋白白质质亚亚基基，。每每个个亚亚基基均均有有1 1个个FeFe原原卟卟啉啉作作为为辅辅基基，后后者者连连接接到到酶酶活性部位。活性部位。v牛肝脏的过氧化氢酶分子量约牛肝脏的过氧化氢酶分子量约2323万万。v过过氧氧化化氢氢酶酶的的浓浓溶溶液液在在4 4能能保保持持1 1个个月月，但但稀稀溶液却迅速丧失活性。溶液却迅速丧失活性。病理生理学病理生理学Pathophysiology 无论动物、植物、微生物，凡是好无论动物、植物、微生物，凡是好氧的细胞均存在此酶。在动物的肝脏、氧的细胞均存在此

44、酶。在动物的肝脏、肾脏、红细胞里特别多。肾脏、红细胞里特别多。CAT CAT的分布：的分布：病理生理学病理生理学Pathophysiology过氧化氢酶能够消除细胞新陈代谢的副产物过氧化氢。过氧化氢酶能够消除细胞新陈代谢的副产物过氧化氢。过氧化氢又名过氧化氢又名“双氧水双氧水”，它是活跃的强氧化剂，能引，它是活跃的强氧化剂，能引起氧化反应破坏细胞的新陈代谢过程，同时又会产生一起氧化反应破坏细胞的新陈代谢过程，同时又会产生一系列新的氧化性活跃物质即自由基。系列新的氧化性活跃物质即自由基。2H2O2CAT2H2O+O2 CAT CAT的作用的作用病理生理学病理生理学Pathophysiology由

45、华盛顿大学医学院的一个研究小组发现，细胞内过由华盛顿大学医学院的一个研究小组发现，细胞内过氧化氢酶增加的实验鼠，寿命比对照组的实验鼠都有氧化氢酶增加的实验鼠，寿命比对照组的实验鼠都有不同程度的增加。特别是细胞线粒体内增加过氧化氢不同程度的增加。特别是细胞线粒体内增加过氧化氢酶的实验鼠，平均寿命达到个半月，比对照组的实酶的实验鼠，平均寿命达到个半月，比对照组的实验鼠延长了，而细胞核、细胞质中增加过氧化验鼠延长了，而细胞核、细胞质中增加过氧化氢酶的实验鼠，寿命延长则没有那么显著。氢酶的实验鼠，寿命延长则没有那么显著。CAT CAT的作用的作用病理生理学病理生理学Pathophysiology食物来

46、源(Food Sources of CAT)病理生理学病理生理学Pathophysiology谷胱甘肽过氧化物酶（谷胱甘肽过氧化物酶（CSHCSHPxPx）谷胱甘肽过氧化物酶（谷胱甘肽过氧化物酶（CSHCSHPxPx）于于19571957年年被发现。它属于过氧化物酶类。但在高等植被发现。它属于过氧化物酶类。但在高等植物和细菌中并不普遍，它的底物是低分子量物和细菌中并不普遍，它的底物是低分子量的含硫化合物谷胱甘肽。的含硫化合物谷胱甘肽。病理生理学病理生理学PathophysiologyqGSH-PxGSH-Px酶系主要包括酶系主要包括4 4种不同的种不同的GSH-PxGSH-Px，分，分别为胞浆

47、别为胞浆GSH-PxGSH-Px、血浆、血浆GSH-PxGSH-Px、磷脂氢过氧、磷脂氢过氧化物化物GSH-PxGSH-Px及胃肠道专属性及胃肠道专属性GSH-PxGSH-Px。q胞浆胞浆GSH-PxGSH-Px由由4 4个相同的分子量大小为个相同的分子量大小为22kDa22kDa的亚基构成四聚体，每个亚基含有的亚基构成四聚体，每个亚基含有1 1个个分子硒半胱氨酸，分子硒半胱氨酸，q广泛存在于机体内各个组织，以肝脏红细胞广泛存在于机体内各个组织，以肝脏红细胞为最多。为最多。CSH CSHPxPx的结构及分布的结构及分布 病理生理学病理生理学PathophysiologyH2O2+2GSHGSH

48、GSHPxPx2H2O+GSSGGSHGSHPxPx的主要生物学作用是清除脂质氢过氧化的主要生物学作用是清除脂质氢过氧化物，并在过氧化氢酶含量很少或物，并在过氧化氢酶含量很少或H H2 2O O2 2产量很低的产量很低的组织中，可代替过氧化氢酶清除组织中，可代替过氧化氢酶清除H H2 2O O2 2。CSH CSHPxPx的作用的作用 病理生理学病理生理学PathophysiologyCSHCSHPxPx与蚕豆病与蚕豆病蚕豆病的症状：蚕豆病的症状：吃蚕豆几小时或吃蚕豆几小时或1 12 2天后，突然感到精神疲倦、头天后，突然感到精神疲倦、头晕、恶心、畏寒发热、全身酸痛、萎靡不振，并伴有黄晕、恶心

49、、畏寒发热、全身酸痛、萎靡不振，并伴有黄疸、肝脾肿大、呼吸困难、肾功能衰竭，甚至死亡。疸、肝脾肿大、呼吸困难、肾功能衰竭，甚至死亡。机理机理:蚕豆中有蚕豆中有3 3种物质：裂解素、锁未尔和多巴胺种物质：裂解素、锁未尔和多巴胺。前前两种使还原性谷胱甘肽氧化，遗传性两种使还原性谷胱甘肽氧化，遗传性6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏者无法使红细胞中的氧化型谷胱甘肽还原，导致红细缺乏者无法使红细胞中的氧化型谷胱甘肽还原，导致红细胞膜的脂质过氧化，使红细胞大量溶解，而发生蚕豆病。胞膜的脂质过氧化，使红细胞大量溶解，而发生蚕豆病。病理生理学病理生理学Pathophysiology 蚕豆病蚕豆病（

50、G6PDG6PD缺乏而引起红细胞膜受损易惹发溶血）缺乏而引起红细胞膜受损易惹发溶血）6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 NADP 2GSH（还原型）（还原型）蚕豆细胞毒素蚕豆细胞毒素 磷酸戊磷酸戊 谷胱甘肽谷胱甘肽 糖途径糖途径 还原酶还原酶 G6PDG6PD NADPH H 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 GSSG（氧化型）（氧化型）（正常时（正常时GSH与与GSSG之比为之比为500500，保护血液中红细胞不受氧化损伤并消除，保护血液中红细胞不受氧化损伤并消除H H2 2O O2 2的毒害）的毒害）病理生理学病理生理学Pathophysiology维生素维生素C C、维生素、维生素E E、胡萝