综述:氧化应激与自由基在疾病发病机制中的作用

【字体: 时间:2025年04月15日 来源:Discover Medicine

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  这篇综述系统阐述了自由基(ROS/RNS)在糖尿病、癌症、神经退行性疾病等病理过程中的核心作用,揭示了氧化应激通过脂质过氧化、蛋白质修饰和DNA损伤等机制破坏细胞稳态。文章强调抗氧化疗法在平衡自由基生成与清除中的潜在价值,为靶向干预(如SOD、NF-κB通路)提供理论依据,是理解慢性疾病分子机制的重要参考。

  

引言

自由基是含有未配对电子的高活性分子,如活性氧物种(ROS)和活性氮物种(RNS),在生理过程中参与信号传导和病原体防御,但过量产生会导致氧化应激。ROS包括超氧阴离子(O2·-)、羟自由基(·OH)和过氧化氢(H2O2),而RNS如一氧化氮(·NO)和过氧亚硝酸盐(ONOO-)通过硝化反应加剧细胞损伤。

自由基生成机制

线粒体电子传递链是ROS主要来源,电子泄漏使O2不完全还原为O2·-,经超氧化物歧化酶(SOD)转化为H2O2,后者通过芬顿反应生成·OH。RNS由一氧化氮合酶(NOS)催化L-精氨酸产生·NO,与O2·-结合形成ONOO-,导致蛋白质酪氨酸硝化和DNA损伤。

疾病关联

糖尿病:ROS破坏胰岛β细胞功能,抑制胰岛素信号通路(如IRS-1磷酸化),并激活NF-κB促炎通路。
癌症:自由基诱导DNA突变(如8-OHdG)和端粒缩短,烟草烟雾中的ROS直接损伤肺上皮细胞。
神经退行性疾病:阿尔茨海默病(AD)中,Aβ肽聚集引发神经元氧化损伤,而帕金森病(PD)的黒质多巴胺神经元对铁介导的·OH敏感。
银屑病与类风湿关节炎(RA):ROS激活Th17细胞和基质金属蛋白酶(MMPs),导致角质细胞过度增殖和关节软骨降解。
哮喘:气道上皮ROS触发IL-33/TSLP释放,招募嗜酸性粒细胞并促进黏液分泌。

治疗展望

靶向抗氧化酶(如SOD模拟物)和抑制炎症通路(如JAK-STAT)是潜在策略。姜黄素等植物多酚通过清除ONOO-减轻RA症状,而N-乙酰半胱氨酸(NAC)可恢复哮喘患者的谷胱甘肽水平。未来需探索个体化抗氧化方案以平衡自由基的双重角色。

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