《自由基与疾病PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自由基与疾病PPT课件（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/11/26,.,1,自由基与疾病,应磊 病理生理教研室 邮箱：,2019/11/26,.,2,机体内的抗氧化机制,自由基与疾病,生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基,自由基概述,内容概述,2019/11/26,.,3,机体内的抗氧化机制,自由基与疾病,生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基,自由基概述,内容概述,2019/11/26,.,4,2019/11/26,.,5,2019/11/26,.,6,自由基 独立存在的含有一个或一个以上为配对电子的任何离子、原子、原子团或分子。,以一圆点表示未配对的电子 氯自由基（Cl）,羟自由基（OH），甲基自由基 （CH3） 无圆点表示，但
2、其分子中存在奇数电子 一氧化氮（NO） ，氧气（O2） 对生物自由基的研究：活性氧，活性氮,2019/11/26,.,7,自由基的产生,弱共价键的裂解 异裂 均裂 电子转移 影响因素 电离辐射、光分解、热解、单电子的氧化还原作用、空气中具有较强氧化性的物质、体内某些酶促反应, R+ + X,R :X, R + X,R X,O2,+ e O2,2019/11/26,.,8,自由基的特点,活性强，极不稳定 存在时间极短（O2,ms; CH3 ,ns） 在生物体内浓度极低，较难测定，具有顺磁性（电子自旋共振光谱法） 自由基反应包括自由基自由基反应、氢抽提反应、加成反应，链式反应等,2019/11/2
3、6,.,9,自由基的链式反应,H + H H2 H + Cl HCL Cl + Cl Cl2,Cl + H2 HCl + H H + Cl2 HCl + Cl,引发,增殖,终止,light Cl2 2 Cl ,2019/11/26,.,10,损伤,参与多种生命活动中的生化反应 机体防御 转化和分泌 代谢,可能导致组织损伤 （当损伤超过了组织的自我修复能力）,放射损伤 缺血再灌注损伤 动脉粥样硬化 衰老,生理作用,疾病,自由基-双刃剑,2019/11/26,.,11,机体内的抗氧化机制,自由基与疾病,生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基,自由基概述,内容概述,2019/11/26,.,12,
4、生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基,活性氧 超氧化物阴离子自由基（ O2 ）,羟自由基 （OH），过氧化氢（ H2O2 ），单线态氧 （ 1O2 ） 活性氮 一氧化氮（NO） ，过氧亚硝基阴离子（ ONOO ） 半醌自由基 黄素蛋白（FP）， 辅酶Q (CoQ),2019/11/26,.,13,生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基,活性氧 超氧化物阴离子自由基（ O2 ）,羟自由基 （OH），过氧化氢（ H2O2 ），单线态氧 （ 1O2 ） 活性氮 一氧化氮（NO） ，过氧亚硝基阴离子（ ONOO ） 半醌自由基 黄素蛋白（FP）， 辅酶Q (CoQ),2019/11/26,.,1
5、4,2019/11/26,.,15,2019/11/26,.,16,Native O2,O2,1SgO2,1DgO2,Peroxide ion (H2O2),O2=,reactive oxygen species(ROS),oxyradical,(Singlet oxygen),excited state,ground state,Superoxide anion redicals,2019/11/26,.,17,4CytC2+ e e +2H+ e +H+ e +H+ O2 H2O H2O 4Cyt C3+ 12%,线粒体内的细胞色素酶氧化系统（活性氧）,生理情况下，约有1%-2%的分子氧在
6、线粒体呼吸链细胞色素氧化酶递氢过程中，接受一个电子（单电子还原）生成超氧阴离子自由基（O2-）,氧分子通过单电子还原反应生成水：,产生 O2和其他活性氧自由基的基本反应,2019/11/26,.,18,线粒体内的细胞色素酶氧化系统（活性氧）,O2-是其他活性氧或氧自由基产生的基础 Fe2+ Cu2+，O2-与H2O2反应 OH，Fenton反应 OH 是最活跃最强力的氧自由基,2019/11/26,.,19,活性氧超氧化物阴离子自由基（ O2 ） 产生O2的几种途径,微粒体 细胞色素P 450（营养物、药物、毒素的代谢）， O2的主要来源 线粒体 电子传递链泄露的电子 巨噬细胞 呼吸爆发（氧化
7、爆发） 黄嘌呤氧化酶（XO）,Hypoxanthin（次黄嘌呤） XO Xanthin + H2O2 + O2 （叶黄素） XO Uric acid + H2O2 + O2 （尿酸）,2019/11/26,.,20,活性氧过氧化氢（ H2O2 ） H2O2本身并不是自由基，但是含有弱共价键OO， 它能产生最活跃最强力的氧自由基OH,产生H2O2的两种主要途径 通过超氧化物歧化酶催化的歧化反应 O2. + O2. + 2H+ - H2O2 + O2 酶促反应 单胺氧化酶（MAO） （儿茶酚胺的分解代谢） 黄嘌呤氧化酶（XO） 尿酸氧化酶（UAO）,SOD,2019/11/26,.,21,活性氧羟
8、自由基（ OH ） OH 是最活跃最强力的氧自由基，它由 O2 和 H2O2两者的反应产生,O2+ H2O2 - O2 + OH + OH Haber-Weiss reaction O2 Fe3+ OH + OH Fenton type (iron ion catalyzed) O2 Fe2+ H2O2 Haber-Weiss reaction,反应中铁离子起的是传递电子的作用,2019/11/26,.,22,活性氧单线态氧（ 1O2 ） 1O2指的是氧分子处于一种激活状态，其一个电子被激发而改变自旋方向，电子自旋性为一,1O2 是活性氧家族的一员 能引发脂质过氧化作用 能引发其它自由基反应的
9、产生 通常说的单线态氧就是1gO2,1DgO2,1SgO2,1gO2：10-6s10-5s 1gO2：10-9s 1gO21gO2,2019/11/26,.,23,活性氧单线态氧（ 1O2 ）,自由基反应 白细胞呼吸爆发 光敏作用 光敏剂：维生素B2 (Vit B2),黄素蛋白(FMN、FAD)，胆红素 通过光照作用，光敏剂可以处在激活状态并将能量转移给O2形成1O2,产生1O2的几种途径,O2 + OH 1O2+ OH,OCl+ H2O21O2+Cl+H2O,2019/11/26,.,24,生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基,活性氧 超氧化物阴离子自由基（ O2 ）,羟自由基 （OH）
10、，过氧化氢（ H2O2 ），单线态氧 （ 1O2 ） 活性氮 一氧化氮（NO） ，过氧亚硝基阴离子（ ONOO ） 半醌自由基 黄素蛋白（FP）， 辅酶Q (CoQ),2019/11/26,.,25,活性氮一氧化氮（NO） 产生NO的几种途径（NO合酶（NOS）,内皮型NOS（内生型，Ca2+/钙调蛋白依赖型，产生NO量少）,NO：分子量小，比较容易通过细胞膜，含有未配对的电子,2019/11/26,.,26,活性氮一氧化氮（NO） 产生NO的几种途径（NO合酶（NOS）,神经元型NOS （内生型，Ca2+/钙调蛋白依赖型，产生NO量少） 诱生型NOS （诱生型（炎症），非Ca2+依赖型，可产
11、生大量NO）,2019/11/26,.,27,2019/11/26,.,28,活性氮一氧化氮（NO） NO的作用,2019/11/26,.,29,活性氮过氧亚硝基阴离子（ONOO ）,产生ONOO 的途径（由 NO 和 O2.合成生成 ） ONOO 并不是自由基，但是具有强氧化性。在酸性环境下， ONOO 会倾向于自动降解。,NO + O2 ONOO ,ONOO N O2 + OH + H + H2O (N O2 和 OH 都是非常活跃的自由基),2019/11/26,.,30,生物体内几种常见的活性氧、活性氮及自由基,活性氧 超氧化物阴离子自由基（ O2 ）,羟自由基 （OH），过氧化氢（
12、H2O2 ），单线态氧 （ 1O2 ） 活性氮 一氧化氮（NO） ，过氧亚硝基阴离子（ ONOO ） 半醌自由基 黄素蛋白（FP）， 辅酶Q (CoQ),2019/11/26,.,31,半醌自由基黄素蛋白（FP）及 辅酶Q (CoQ),黄素蛋白（FP） 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD and FADH) 黄素单核苷酸(FMN and FMNH) 辅酶Q (CoQ) 二羟苯酮的衍生物（ p-dioxybenzene ），也叫泛醌,半醌自由基在维持线粒体正常生理功能中有重要的 作用，将线粒体内的供氢体与细胞色素联系起来,2019/11/26,.,32,自由基的生理功能,调节蛋白活性 作为信号分子 参与
13、机体的免疫反应,2019/11/26,.,33,自由基的生理功能,调节蛋白活性 作为信号分子 参与机体的免疫反应,2019/11/26,.,34,自由基的生理功能调节蛋白活性,某些多聚体蛋白的多个亚基含有巯基基团，自由基可以通过氧化不同亚基的巯基基团使其形成二硫键，从而影响蛋白的结构和功能。,oxydation,reduction,SH,SH,S,S,（氧化剂（自由基）,（还原剂）,2019/11/26,.,35, SS ,“SH” 和 “SS ”之间的平衡通过氧化还原作用来调控（氧化作用/还原作用）, 其中GSH/GSSH是主要的调节因子（谷光氨肽的还原形式和氧化形式）,H2O2+ O2 G
14、SH peroxidase 2H2O 2GSH GSSG NADP+ NADPH GSH reductase, SS , SH, SH,当H2O2 浓度增加时, 或者NADPH 含量下降时，GSSH 含量会随之升高, 使蛋白活性中心的 “SH” 转变成为 “ SS ”。,2019/11/26,.,36,通过相类似的方式 NAD+ / NADH NADP+ / NADPH (辅酶 I) (辅酶 II) 活性氧能够调节蛋白质的活性, 如,NF-kB, Activator protein (AP-1, AP-2) Protein kinase C (PKC) Ca2+-ATPase Collagen
15、ase Tyrosine kinases and so on,2019/11/26,.,37,NAD(P)H oxidase,K+ outflow (depolarization),K+ channel (modification), O2, H2O2 (produced),Exitation,通过氧化还原作用调节蛋白质活性 Receptivity to oxygen tension PO2 PO2 sensor,Nerval impulse,Nerval impulse,while Na+、Ca+ inflow remained,2019/11/26,.,38,通过氧化还原作用调节蛋白质活性,PKG and VasoRelaxation,NO,Re
