武警医学院学报ActaAcademiaeMedicinaeCPAF第20卷第8期2011年8月v01．20No．8Aug．2011doi：10．3969，j．issn．1008—5041．20l1．08．025活性氧与细胞信号转导ReactIVe0xygenspeciesandceIlsignaItransduction曹忠平(武警医学院附属医院麻醉科，天津300162)关键词：活性氧；氧化还原状态；信号转导【文章编号】1008—504l(2011)08一0666—04【中图分类号】R393【文献标识码】B活性氧(reactiveoxygenspecies，ROS)是正常有氧代谢的必然产物，也可由外界物理及化学因素诱导产生。人们对活性氧的研究发现以来已经进行了近半个世纪，但对活性氧信号转导功能的研究却方兴未艾。长期以来，人们对活性氧的认识基本上局限于活性氧对生物体的毒害和抗氧化剂对生物体的保护作用。ROS常可损伤生物大分子，但另一方面，越来越多的证据表明ROS也有积极的作用，它作为细胞的“生存信号”(1ifesigIlal)广泛参与正常的生理生化过程，引起细胞分化、衰老、转化和凋亡等变化”．2】。1活性氧的概念、产生和清除1．1活性氧的概念自由基(free瑚【dical)是在外层电子轨道上含有单个不配对电子的原子、原子团和分子的总称。自由基的种类很多，其中由氧诱发的自由基称为氧自由基(oxygenfreeradical)，可以分为脂质氧自由基和非脂质氧自由基。ROS是指一类由氧形成的，化学性质较基态氧活泼的含氧代谢物质，是含氧且有高度化学活性的几种分子的总称主要包括超氧阴离子(O：’)、羟自由基(OH’)、过氧化氢(H：O：)、单线态氧(102)以及脂质过氧化物的中间产物烷氧自由基(LO‘)、烷过氧自由基(LOO‘)等，这些不成对的电子使ROS具有不稳定性和高反应性n，。1．2活性氧的产生正常生理状态下，活性氧不断地产生，同时也[基金项目]国家自然科学基金资助项目(30393131)[收稿日期]2011—01一l1；[修回日期]2011—04—18[作者简介]曹忠平(197lI)，男，籍贯山西晋城，博士，主要从事细胞信号转导研究。不断被清除，机体将这些活性物质维持到极低的、有利无害的水平。在动物细胞正常代谢过程中，活性氧可由多种途径产生。红细胞在正常代谢过程中会产生活性氧n，。免疫细胞在应答外来物、霉菌、真菌、细菌、病毒刺激时产生呼吸爆发，不但可以产生活性氧，如H：O：、o：’、10：、OH’等，还可以产生N0，并可使底物产生自由基-，。机体摄取的营养物质在氧化过程中，在经过呼吸链中一系列氢和电子传递过程中会产生自由基。’其它如肌红蛋白、儿茶酚胺、黄嘌呤氧化酶等氧化过程中以及酒精、花生四烯酸和前列腺素等代谢过程中均会产生活性氧⋯，。1．3活性氧的清除1．3．1活性氧清除的酶促系统：细胞内抗氧化酶主要包括超氧化物歧化酶(sOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GHs—Px)和过氧化物酶(POD)，它们协同完成细胞内抗氧化作用"-。研究表明sOD是一种含金属的酶，在哺乳动物中根据其辅基部位结合的不同金属离子分为2类：位于线粒体中的Mn—SOD和位于胞浆中的cuzn—sOD。sOD能够催化O：。形成H：O：，消除超氧阴离子的毒性。GHs—Px有两类，一类含硒(se)，另一类不含硒(Se)，其主要作用是：催化脂质过氧化过程中产生的脂质过氧化物(LOOH)，使之转化为相应的醇，从而阻断脂质过氧化的侧链循环反应；当体内H：O：大量生成时，在没有cAT的部位，GHs—Px可分解H：O：成为H：0和O：‘，与CAT一起共同完成细胞内H：O：的分解；参与或调节前列腺素的生物合成。cAT存在于红细胞以及组织细胞内微体，主要生理作用是催化H202转变为H20和02【6，”。1．3．2活性氧清除的非酶促系统：根据溶解性不万方数据专瑟案慧翟器尸胁aA。蔫黧鬈墨。c眦F667v01．20No．8Aug．2011ActaAcademiaeMedicinaeCPAFoo，同，可分为两类：一类为水溶性抗氧化剂，如抗坏血酸(Vc)、谷胱甘肽、半胱氨酸、白蛋白、金属结合蛋白等；另一类为脂溶性抗氧化剂，如维生素E、类胡萝卜素、胆红素等m，91。它们能提供电子使自由基还原，故有重要的防护作用。例如维生素E能还原超氧阴离子、单线态氧、过氧化脂质自由基等；抗坏血酸具有相同作用而且能协助生育酚维持其具有活性的还原状态。类胡萝卜素能够有效清除单线态氧并能抑制脂质过氧化。胞浆中的还原型谷胱...
