氧化应激与动脉粥样硬化形成及事件 PPT课件.ppt

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1、氧化应激与动脉粥样硬化形成及事件动脉粥样硬化性血管疾病 中国人群的主要致死原因N Engl J Med 2005;353:1124-34.1286.91121.4784.1227.4125265.9171.5159.132.932.60200400600800100012001400心脏病心脏病脑血管病脑血管病Malignant neoplasmsPneumonia and influenzaInfectious diseasesMalignant neoplasms脑血管病脑血管病心脏病心脏病AccidentsInfectious diseases死亡率死亡率(100,000 人人/年年)年

2、龄年龄 65 岁岁年龄年龄 65 岁岁降脂治疗临床循证：研究众多最右侧三个研究为联合治疗。其余均为单纯调脂治疗。Circulation 2008;117:560-8.降脂治疗的困惑降脂达标患者中仍有70%发生心血管事件Atherosclerosis 2009.04.002 Circulation 2008;117:560-8降脂达标患者发生心血管事件比例发生70%30%发生事件未发生事件动脉粥样硬化血脂学说无法解释的现象LDL-RLDL-R缺乏患者缺乏患者FHFH或动物模型或动物模型，LDLLDL无法被巨噬细胞摄取无法被巨噬细胞摄取但该但该群体群体动脉粥样硬化发病率动脉粥样硬化发病率约为约为1

3、00100%1 1?FHFH：家族性纯合子型高胆固醇血症家族性纯合子型高胆固醇血症动脉粥样硬化血脂学说无法解释的现象2 2?单核-巨噬细胞平滑肌细胞极高浓度LDL不能诱导胆固醇在细胞内的聚积共培养 研究表明，高浓度天然LDL与巨噬细胞孵育并不能使细胞内大量脂质堆积诱发泡沫细胞形成。这是由于LDL通过LDLR进入细胞后水解产生的游离胆固醇可介导负反馈机制，抑制细胞内胆固醇吸收。动脉粥样硬化患者中动脉粥样硬化患者中合并高胆固醇血症合并高胆固醇血症：40%40%3 3?动脉粥样硬化血脂学说无法解释的现象动脉粥样硬化与ox-LDLN Engl J Med 1997;337:365-72.动脉粥样硬化的

4、发生：动脉粥样硬化的发生：n与原型与原型LDL LDL(Native LDL)(Native LDL)通过巨噬细通过巨噬细胞胞 LDL-RLDL-R的摄取无明显相关关系的摄取无明显相关关系n与氧化修饰与氧化修饰LDLLDL(ox-LDL)(ox-LDL)通过清道夫通过清道夫受体受体(SR-A)(SR-A)途径的摄取呈明显正相关途径的摄取呈明显正相关O2-O2-多不饱和脂肪酸双链断裂 ApoB氧化氧化共轭双烯修改LDL表面结构交联交联LDL表层什么是ox-LDL?LDLLDL不再被不再被LDL-RLDL-R识别识别转而被转而被SR-AISR-AI受体识别受体识别J.Clin.Invest 199

5、1;88:1785-1792.Native LDLNative LDLox-LDLox-LDL结合慢结合慢结合快结合快氧化应激氧化应激CuCu2+2+,Fe,Fe2+2+,氧化酶催化氧化酶催化内皮内皮细胞细胞平滑肌平滑肌细胞细胞单核单核细胞细胞产生产生LDL-RLDL-RSR-ASR-A表达减少表达减少功能下调功能下调表达增加表达增加功能上调功能上调巨噬细胞吸烟运动饮食药物血压Nature Medicine 2002;8:1211-7原型LDL与ox-LDL对巨噬细胞作用的比较氧化应激氧化应激：机体在遭受各种有害刺激时，自由基的产生和抗氧化防御之间严重失衡，导致活性氧在机体或细胞内蓄积而引起的

6、细胞毒性，从而导致组织损伤的过程。ROS physiological levelsROS的来源与抗氧化防御系统n n酶类酶类n n还原型辅酶还原型辅酶（NADPHNADPH）氧化酶）氧化酶（NOXNOX）n n黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶n n脂氧合酶脂氧合酶n n线粒体呼吸链酶复合体线粒体呼吸链酶复合体n n内皮型内皮型eNOSeNOS陈瑗.自由基-炎症与衰老性疾病.科学出版社n n酶类酶类n nSODSODn n过氧化物酶过氧化物酶n n过氧化氢酶过氧化氢酶n nGSHGSH（谷胱甘肽）（谷胱甘肽）n n非酶系统非酶系统n nVCVC、VEVE、胡萝卜素、胡萝卜素 、胆红素、褪黑素胆红素、褪黑

7、素ROS抗氧化防御抗氧化防御氧化应激的检测指标1.J.Nutr,2003:133:933S-940S.2.Journal of the American College of Cardiology,2003:41(3):360-370.n n过氧化氢过氧化氢n n氧化低密度脂蛋白（氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）和抗）和抗ox-LDL抗体抗体n n丙二醛（丙二醛（MDA）n n过氧化氢脂质过氧化氢脂质n nF(2)-异前列烷异前列烷氧化修饰 ox-LDLox-LDLLDL与动脉粥样硬化形成之间的关系LDL动脉粥样硬化动脉粥样硬化X无直接相关显著正相关ox-LDL与颈动脉粥样硬化正相关402.2

8、ox-LDLox-LDL抗体浓度抗体浓度（Mu/mlMu/ml）逾5000名健康中年女性评估其早期颈动脉粥样病变与传统危险因素及非传统危险因素（ox-LDL抗体）的关联，其中310名接受颈部IMT检测。经多变量分析，ox-LDL抗体抗体对于颈动脉斑块的风险比为2.9。276.6IMT1.2mmIMT1.2mmIMT1.2mmStroke.2001;32:1953-1959.*P0.01*P0.01*P0.01IMT：动脉内中膜厚度ox-LDL与冠心病密切相关N Engl J Med.2005;353(1):46-57入组504例冠脉造影者，冠心病以冠脉造影50%以上管腔狭窄为标准，ox-LDL

9、按照不同水平分为4组。研究显示：ox-LDL高者发生冠心病的危险远高于ox-LDL低者，其风险比为1.95（60岁人群，风险比为3.12）ox-LDLox-LDL与斑块复杂性和危险性正相关Circulation Journal.2007;71:681-687Braunwald 分级是按照不稳定心绞痛的危险度进行分级简单斑块复杂斑块Braunwald 分级ox-LDL是心血管事件的预测因子不同ox-LDL值相对风险比ox-LDL高组心血管事件的风险是ox-LDL低组风险的4.25倍（已调整传统风险因素后）Circulation.2005;112:651-657一项前瞻性、病例对照研究，探索ox-

10、LDL与无心血管及糖尿病病史人群中发生心血管事件风险的关系，平均随访5.6年。ox-LDLox-LDL作用作用文文 献献诱导单核细胞绑定粘附到内皮细胞诱导单核细胞绑定粘附到内皮细胞Watson,A.D.et al.J.Biol.Chem.272,13597-Watson,A.D.et al.J.Biol.Chem.272,13597-13607(1997)13607(1997)仿血小板活化因子仿血小板活化因子(PAF)(PAF)作用作用Marathe,G.K.et al.J.Biol.Chem.274,28395-Marathe,G.K.et al.J.Biol.Chem.274,28395-

11、28404(1999)28404(1999)增强组织因子增强组织因子(TF)(TF)活性活性Marathe,G.K.et al.J.Biol.Chem.274,28395-Marathe,G.K.et al.J.Biol.Chem.274,28395-28404(1999)28404(1999)增强巨噬细胞集落刺激因子增强巨噬细胞集落刺激因子(M-SCF)(M-SCF)基因表达基因表达Navab,M.et al.J.Clin.Invest.88,2039-2046 Navab,M.et al.J.Clin.Invest.88,2039-2046(1991)(1991)增强单核细胞趋化蛋白增强单

12、核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)-1(MCP-1)基因表达基因表达Navab,M.et al.J.Clin.Invest.88,2039-2046 Navab,M.et al.J.Clin.Invest.88,2039-2046(1991)(1991)增强血管粘附分子增强血管粘附分子-1(VCSM-1)-1(VCSM-1)基因表达基因表达Cybulsky,M.I.et al.Science 251,788-791(1991)Cybulsky,M.I.et al.Science 251,788-791(1991)诱导脂肪合成酶诱导脂肪合成酶(FAS)(FAS)介导的细胞凋亡介导的细胞凋亡Sata

13、,M.et al.J.Clin.Invest.102,1682-1689 Sata,M.et al.J.Clin.Invest.102,1682-1689(1998)(1998)诱导诱导IL-1IL-1，IL-8IL-8表达表达Terkeltaub,R.et al.Arterioscler Thromb.14,47-53 Terkeltaub,R.et al.Arterioscler Thromb.14,47-53(1994)(1994)抑制一氧化氮抑制一氧化氮NONO释放及其保护内皮功能释放及其保护内皮功能Murohara,T.et al.Am.J.Physiol.267,H2441-Mur

14、ohara,T.et al.Am.J.Physiol.267,H2441-H2449(1994)H2449(1994)增加平滑肌细胞内胶原蛋白的合成增加平滑肌细胞内胶原蛋白的合成Jimi,S.et al.Atherosclerosis 116,15-26(1995)Jimi,S.et al.Atherosclerosis 116,15-26(1995)促进促进CaCa+细胞内流细胞内流Thorin,E.et al.Atherosclerosis 114,185-195 Thorin,E.et al.Atherosclerosis 114,185-195(1995)(1995)激活核转录因子激活

15、核转录因子(NF-(NF-B)B)Brand,K.et al.Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.Brand,K.et al.Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.17,1901-1909(1997)17,1901-1909(1997)诱导基质金属蛋白酶诱导基质金属蛋白酶-1(MMP-1)-1(MMP-1)表达表达 Rajavashisth,T.B.et al.J.Biol.Chem.274,Rajavashisth,T.B.et al.J.Biol.Chem.274,11924-11929(1999)11924-11929(1999)ox-LDL

16、在动脉粥样硬化的危害作用ox-LDL是动脉粥样硬化斑块形成的关键物质ox-LDL是动脉粥样硬化进展及临床事件发生的预测因子ox-LDL与与AS的关系的关系Circulation.2005;112:651-657 动脉硬化研究中两个重大发现动脉硬化研究中两个重大发现n n19941994年年MullerMuller：“vulnerable plaquevulnerable plaque，脆性斑块脆性斑块”，即，即“不稳定斑块不稳定斑块”n n20022002年年Daniel SteinbergDaniel Steinberg：“Nature Medicine”Nature Medicine”动脉

17、粥样硬化动脉粥样硬化专刊发表专刊发表专著专著奠定奠定ox-LDLox-LDL的中心地位的中心地位易损斑块的破裂导致心脑血管事件易损斑块的破裂导致心脑血管事件 70%-80%70%-80%的心脑血管事的心脑血管事件是易损斑块破裂基础件是易损斑块破裂基础上血栓形成而导致上血栓形成而导致J Am Coll Cardiol 2003;41:15S-22S.MullerMuller1994“易损斑块”易损斑块一小一厚两多两少一小一厚两多两少一小一厚两多两少一小一厚两多两少uu脂核小，纤维帽厚脂核小，纤维帽厚脂核小，纤维帽厚脂核小，纤维帽厚uu胶原纤维多，平滑肌细胞多胶原纤维多，平滑肌细胞多胶原纤维多，平

18、滑肌细胞多胶原纤维多，平滑肌细胞多uu基质金属蛋白酶少基质金属蛋白酶少基质金属蛋白酶少基质金属蛋白酶少uu巨噬细胞、泡沫细胞少巨噬细胞、泡沫细胞少巨噬细胞、泡沫细胞少巨噬细胞、泡沫细胞少稳定斑块稳定斑块和易损斑块的特征稳定斑块和易损斑块的特征Circulation 1995;91:2844-2850.一大一薄两多两少一大一薄两多两少一大一薄两多两少一大一薄两多两少uu脂核大，纤维帽薄脂核大，纤维帽薄脂核大，纤维帽薄脂核大，纤维帽薄uu胶原纤维少，平滑肌细胞少胶原纤维少，平滑肌细胞少胶原纤维少，平滑肌细胞少胶原纤维少，平滑肌细胞少uu基质金属蛋白酶多基质金属蛋白酶多基质金属蛋白酶多基质金属蛋白酶

19、多uu巨噬细胞、泡沫细胞多巨噬细胞、泡沫细胞多巨噬细胞、泡沫细胞多巨噬细胞、泡沫细胞多导致斑块破裂的因素斑块破裂外 因（各种危险因子）内 因（斑块结构、生化因素）内因决定能否破裂外因决定何时破裂中华老年心脑血管病杂志 2000;2:207-209.氧化应激ROS影响斑块稳定性的外在因素Am J Cardiol 1997;79:17.N Engl J Med 1995;332:1198.N Engl J Med 1995;332:481.危险因素内皮功能不良血管舒张活性物质（NO、前列环素）细胞因子细胞黏附分子ox-LDL，血管紧张素，血管紧张素、内皮素、内皮素1、高血脂、高、高血脂、高血压、吸

20、烟、免疫复合物、感染（细菌、病毒等）血压、吸烟、免疫复合物、感染（细菌、病毒等）单核细胞进入内膜单核细胞进入内膜成为泡沫细胞成为泡沫细胞影响斑块稳定性的内在因素（一）内皮细胞功能不良Am J Cardiol 2000;86:10-14.Atherosclerosis and Oxidant Stress:A New Perspective.2008;4:59.Current Drug Metabolism 2005;6:27-36.Yakugaku Zasshi 2007;127:1997-2014.ox-LDL,TNF-a,IL-1IFN-g,Ang-II,ET-I影响斑块稳定性的内在因素（

21、二）斑块内细胞凋亡平滑肌细胞增殖增殖凋亡凋亡Circulation 2000;102:2680-6.Br J Pharmacol 2000;130:947-762.Cardiovasc Res 2000;45:736-746.Arterioscler Thromb Vascular Biol 1996;16:19-27.（三）斑块内新生血管增多 影响斑块稳定性的内在因素Arterioscler Thromb Vasc Biol 1999;19:54-58.Circulation 2003;11:690-695.内皮细胞生长因子、血小板源性生长因子、转化因子、整合素、内皮素1血管新生脂质和炎性细

22、胞的重要通道脂质和炎性细胞的重要通道 MMPsMMPs是由巨噬细胞、平滑肌细胞、泡沫细胞、单是由巨噬细胞、平滑肌细胞、泡沫细胞、单核细胞等产生的一个含锌的酶家族，目前发现有核细胞等产生的一个含锌的酶家族，目前发现有2323个成员个成员 功能功能:特异性与细胞外基质相结合特异性与细胞外基质相结合，降解细胞外基质降解细胞外基质 分类分类:胶原酶胶原酶(CollagenASes)(CollagenASes)MMP1MMP1基质溶解素基质溶解素(Stromelysins)(Stromelysins)MMPMMP明胶酶明胶酶(GelatinASes)(GelatinASes)MMP2MMP2,MMP9M

23、MP9膜性膜性酶酶(Membrane type MMP(Membrane type MMP)MT-MMP1 MT-MMP1Circ Res 2002;90:251-262.（四）（四）MMPs是是导致斑块破裂的核心因素导致斑块破裂的核心因素MMPs是调节基质代谢与斑块纤维帽是调节基质代谢与斑块纤维帽稳定性的关键因素稳定性的关键因素Libby P.Circulation 1995;91:2844-2850.+SynthesisBreakdownLipid coreIL-1TNF-MCP-1M-CSFFibrouscapIFN-IFN-CD-40LMMPsMMPsTissue FactorTiss

24、ue FactorProcoagulantProcoagulantMf fTCSMCcollagenelastin+易损斑块中易损斑块中MMPs明显升高明显升高P=0.0036颈动脉内膜剥脱标本中，组织学检测发现：易损斑块中MMPs明显高于稳定斑块Circulation 2004;110:337-343.14.720.80510152025稳定斑块易损斑块MMPs浓度（ng/g）Circulation 2003;108:2041-2048.ROS：reactive oxygen species，活性氧簇MMP水平和活性主要受4个因素的调控ox-LDL诱导诱导MMPs的表达的表达将人冠状动脉内皮

25、细胞分别与浓度分别为将人冠状动脉内皮细胞分别与浓度分别为1010，2020，4040和和80 ug/ml80 ug/ml的的ox-LDLox-LDL共同孵育共同孵育2424小时，检测小时，检测MMP1MMP1和和MMP3MMP3蛋白表达的变化。蛋白表达的变化。结论：ox-LDL诱导人冠状动脉内皮细胞MMPs的表达，并呈浓度依赖性。6240 1 2 3 4 5 MMP3蛋白表达（AU）6240 1 2 3 4 5 MMP1蛋白表达（AU）ox-LDL10 g/mL 对照 ox-LDL20 g/mL ox-LDL40 g/mL ox-LDL80 g/mL ox-LDL10 g/mL 对照 ox-L

26、DL20 g/mL ox-LDL40 g/mL ox-LDL80 g/mL*p0.01*p0.01Circulation 2003;107:612-617.ox-LDL诱导诱导TNF-、IL-1的表达与释放的表达与释放4Arterioscler Thromb VASc Biol 1996;16:1573-9.TNF-的表达的表达TNF-的释放的释放ox-LDL诱导诱导将单核/巨噬细胞分别与不同浓度的LDL或ox-LDL共同孵育48小时，检测TNF-的表达情况LDL诱导诱导J Cell Biochem 2003;88:836-47.平滑肌细胞与不同浓度 ox-LDL共同孵育。ox-LDL对IL-

27、1释放的诱导作用呈时间与剂量依赖性。TNF-，IL-1诱导诱导MMP表达，促进表达，促进MMP激活激活Circ Res 1994;75:181-189.MMP表达 对照 TNF IL13102Pro-MMP-2Activated MMP-2将平滑肌细胞分别加用TNF和IL-1刺激，共培养48h后检测MMP的表达水平。氧化应激是调控氧化应激是调控MMPs的主要因素的主要因素氧化应激通过多种途径影响斑块稳定性氧化应激通过多种途径影响斑块稳定性影响斑块稳定的内在因素ox-LDL水平与急性脑梗死水平与急性脑梗死J Neurol Neuosurg Psychiatry 2003;74:312-316.o

28、x-LDL(ng/l LDL)0.1300.245P0.010102030405060-10306090120150180210*发病天数发病天数ox-LDL相对于基线的变化(%)急性心梗急性心梗不稳定性心绞痛不稳定性心绞痛正常人群正常人群*P0.001*P0.01vs.baselineACS患者ox-LDL显著上升J Am Coll Cardiol 2003;41:360-370.J Am Coll Cardiol 2003;41:360-370.入选66例急性心梗、不稳定性心绞痛、稳定性冠脉疾病及非冠心病患者，于发病初始、30d、120d和210d，评价ox-LDL相对于基线的变化程度。抗

29、氧化治疗稳定易损板块抗氧化治疗稳定易损板块MMPs心脑血管事件心脑血管事件Ox-LDL抗氧化治疗抗氧化治疗XX抗氧化与动脉粥样硬化最新发现新英格兰医学杂志新英格兰医学杂志 2009 2009年年氧化应激与动脉粥样硬化疾病进展 or 逆转N Engl J Med,360;11:1144-6总 结ox-LDLox-LDL在动脉粥样硬化形成中占据核心地位，在动脉粥样硬化形成中占据核心地位，且是临床事件的重要预测因子且是临床事件的重要预测因子易损斑块破裂合并血栓形成是诱发临床事件的易损斑块破裂合并血栓形成是诱发临床事件的主要原因主要原因氧化应激是斑块破裂的重要原因氧化应激是斑块破裂的重要原因抗氧化治疗是稳定易损斑块的重要部分，也是抗氧化治疗是稳定易损斑块的重要部分，也是抗动脉粥样硬化综合治疗策略中的重要组成抗动脉粥样硬化综合治疗策略中的重要组成