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综述:氧化应激:从分子研究到临床干预策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月05日 来源:Frontiers in Molecular Biosciences 4.0
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这篇综述系统阐述了氧化应激(Oxidative Stress, OS)在心血管疾病、糖尿病、癌症和神经退行性疾病中的核心作用,揭示了活性氧(ROS)与抗氧化系统失衡的分子机制(如SOD/CAT/GSH-Px通路),并评述了ORAC、DPPH等检测方法的优劣,同时探讨了α-硫辛酸(ALA)、褪黑素(MT)等抗氧化剂的临床应用潜力,为疾病干预提供了新视角。
氧化应激机制与疾病关联
氧化应激源于线粒体电子传递链(ETC)复合体I/III的电子泄漏,生成超氧阴离子(O2-),进而引发H2O2和羟自由基(·OH)级联反应。细胞通过酶类(如SOD、CAT)和非酶类(如谷胱甘肽GSH)抗氧化系统维持平衡,而持续失衡会导致疾病特异性病理变化。
分子机制与检测技术
活性氧(ROS)包括O2-、H2O2和·OH,主要由线粒体ETC产生。衰老或炎症时,ETC功能异常导致ROS过量,攻击蛋白质、脂质和DNA。抗氧化系统分为酶类(如SOD催化O2-转化为H2O2)和非酶类(如维生素C/E)。检测方法中,ORAC通过荧光衰减动力学评估抗氧化能力,但受pH限制;DPPH法简便但易受色素干扰;FRAP成本低但无法检测硫醇类抗氧化剂。
疾病中的氧化应激
阿尔茨海默病(AD)中,ROS促进β淀粉样蛋白(Aβ)沉积和tau蛋白过度磷酸化,激活小胶质细胞引发神经炎症。糖尿病则因ROS损伤胰岛β细胞线粒体,抑制PDX-1核转位,同时阻碍GLUT4易位诱发胰岛素抵抗。肺癌中ROS通过诱导EGFR突变和DNA损伤促进增殖,而冠心病则因内皮细胞氧化损伤加速动脉粥样硬化。
抗氧化剂治疗潜力
α-硫辛酸(ALA)可改善糖尿病周围神经病变(DPN),并在癫痫模型中减少脂质过氧化。褪黑素(MT)通过调节AMPK/SIRT1通路减轻高血糖诱导的心肌损伤。植物精油如兰芝菇精油通过阻滞细胞周期抑制肿瘤增殖,而多酚类通过结合脂蛋白防止氧化。纳米技术如脂质体包裹槲皮素可增强靶向递送效率。
未来展望
需标准化检测协议(如统一TEAC测定时间点),开发靶向组织氧化还原动态的个性化疗法。争议点在于ROS的双重角色:低水平ROS如运动诱导的线粒体激素效应有益,但过量补充抗氧化剂可能破坏稳态。全球疾病负担呼吁将氧化应激研究转化为临床解决方案,尤其针对老龄化相关的NRF2防御衰减。
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