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1、细心整理自由基与消化系肿瘤1自由基的产生与去除自由基是具有不配对价电子(即具有奇数电子)的原子、原子团、分子或离子,包括氧分子经氧化复原反响产生的超氧阴离子、H2O2、羟自由基(OH)、单线态氧(1O2),乃至对应的氧化产物、过氧化脂质等.机体内自由基主要来源于细胞生化反响,其次,紫外线照射、电离辐射和环境污染等因素也可诱发机体产生自由基.高等生物体内约有1%的氧(3O2)经呼吸链旁路反响生成氧自由基.这不仅说明自由基在生物机体内的广泛分布,也反映了在长期的生物进化过程中照旧保存这些机制的生物学意义.在生理状况下自由基不断产生,也不断被去除,使自由基浓度保持在产生与去除的动态平衡之中.生物机体
2、内存在着有效的自由基去除剂,包括去除活性氧的酶类和一些低分子化合物.一般地,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, cAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutahione peroxidase, GSH-PX)主要去除、H2O2、LOOH;而OH、1O2等寿命短(10-5S以下)的氧自由基主要由一些低分子化合物(如维生素A、维生素E、胡萝卜素类、维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素K、黄酮类和某些未知物质)加以去除1.虽然,自由基为正常生命活动的许多重要反响所必需,它参与生物活性物质的合成(如花生四烯酸合成前列腺素),解毒反响,吞噬
3、细胞杀灭细菌的活动等.但是过量的氧自由基对机体的广泛损伤效应,与炎症、肿瘤、免疫性疾病及苍老等有密切关系.2自由基对生物大分子的损伤作用2.1自由基对DNA的损伤作用探究证明自由基对DNA具有损伤作用2,3,自由基可引起细胞内DNA的氢链断裂、碱基降解和主链解旋,全部核酸成分均可受到自由基的攻击,这种损伤可被一些特别机制修复,但也可造成永久性损伤.所以,当细胞DNA受损伤时,可造成细胞生物学活性变更,甚至导致基因突变、肿瘤与细胞死亡.自由基攻击脱氧核糖时可导致链断裂,但这类损伤可被DNA的修复系统所修复,然而,修复过的DNA突变率却远大于正常DNA的突变率.有探究说明,氧浓度达200%时所引起
4、的DNA链断裂程度相当于4.2 mmol/ L H2O2的损伤程度;香烟烟雾中的氢醌类物质是造成DNA原链断裂的重要成分;DNA分子中所含金属离子(如Fe3+与Cu2+)和H2O2反响产生的OH是引起DNA链断裂的主要缘由,而SOD、EDTA和1,10-phenanthroline等均能减轻这种损害. bhat等发觉可见光和分子氧可引起小牛胸腺DNA断裂,Fe2+、Fe3+与Cu2+可显著加快DNA的降解速度,也说明金属离子的存在,是DNA损伤的重要条件之一3.目前,线粒体DNA的损伤已受到人们的重视4.众所周知,线粒体是机体内重要的能量加工厂,内含产生活性氧的酶和非酶系统,但缺乏DNA修复系
5、统,所以,也易受自由基攻击.已证明线粒体脂质过氧化和线粒体DNA损伤密切相关.2.2自由基对蛋白质的损伤自由基对蛋白质具有明显的损伤效应1.病理状况下,自由基对蛋白质的损伤作用主要是修饰氨基酸残基,引起构造和空间构象变更,导致肽链断裂、聚合与交联.近年来苍老、癌症与辐射损伤时患者血液中存在无活性SOD已有报告,可能是内源性氧自由基损伤SOD构造所致.探究说明自由基是通过对抗蛋白酶及1-抗胰蛋白酶构造中的甲硫氨酸残基的特异作用使其失活.许多酶和受体分子上的活性基-巯基是氧自由基攻击的靶基因,自由基和巯基反响,可使酶和受体等的生物学活性降低,功能受损.有可能不干脆攻击氨基酸,而通过歧化反响产生H2
6、O2,进一步发生Fenton反响,生成OH. fenton式:+H2OOH+OH-+1O2+Fe3+Fe2+1O2fe2+H2O2Fe3+OH-+OHOH是最强的氧化剂,能与全部的氨基酸反响,特别是含不饱和键与巯基的氨基酸(如组氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸和色氨酸等)更易遭受自由基的破坏,以致蛋白质的氨基酸链断裂.2.3自由基对其他大分子的毒性作用已有探究证明活性氧对生物多糖、透亮质酸、不饱和脂肪酸等发生损伤作用,氧自由基使单糖发生自氧化,从而促进蛋白质交联,导致蛋白聚合,可使基底膜增厚,引起一系列疾病发生.不饱和脂肪酸是生物膜磷脂中的重要成分,假设它受活性氧攻击,那么红细胞、线粒体、微粒
7、体、溶酶体等膜性构造均可被破坏.3自由基在消化系肿瘤发生中的作用业已证明自由基在肿瘤的发生中具有重要作用5-8,消化系肿瘤亦与活性氧有密切关系9-11.1993年Beno et al10检测了68例胃粘膜标本中的CuZnSOD、CAT、GSH-PX含量,结果显示:与正常参照组相比表浅性胃炎组SOD和GSH-PX活性增高;轻、重度萎缩性胃炎两组无明显变更;胃局部切除术后残胃炎组SOD、CAT与GSH-PX活性亦增加,并认为酶活性增加是炎性胃粘膜中吞噬细胞产生大量活性氧的结果.活性氧与化学致癌剂长期相互作用,能够促使胃癌前状态向肠型胃癌转化,尤其是残胃.次年,Beno及其同事们又对胃癌前状态进展了
8、探究,视察到CuZnSOD活性在残胃炎和胃腺瘤组织中增高;CAT活性在残胃炎组也提升;GSH-PX活性在残胃炎、萎缩性胃炎、增生性息肉和胃腺瘤中均增高11.也有人探究了早期胃癌全血中SOD,结果是11例胃癌患者血中SOD活性显著低于8例非典型增生、30例平凡胃病及32例参照组患者的SOD酶活性12.日本学者Oka et al13接受免疫组织化学染色技术探讨了人正常胃粘膜和胃癌组织中CuZnSOD的表达,看到胃粘膜壁细胞、幽门腺细胞及肠化灶的胞浆和(或)核中呈现染色阳性颗粒;70例胃癌中有34例显示阳性反响.而且,CuZnSOD染色强度(分级)与胃癌的组织类型有关,高分化腺癌阳性率高;低分化腺癌
9、CuZnSOD染色阳性病例其生物学特征大多已发生充溢浸润.此结果说明某些类型的胃癌对活性氧有抗拒作用.动物试验也说明自由基与胃癌的发生有密切关系.我们曾检测97只Wistar大鼠不同胃粘膜病变组织中脂质过氧化物(LPO)含量,结果发觉癌组织LPO含量显著高于异型增生、肠化与正常胃粘膜组织14.上述探究证明自由基和胃癌的发生、开展密切相关.自由基还与肝癌15、食管癌及结肠癌16,17有关.1994年Ahotupa et al5通过用Tamoxifen诱导大鼠肝癌分析了自由基与肝癌的关系,认为试验性大鼠肝癌的发生中GSH-ST具有重要作用.肝癌的发生可能与SOD有关15.张尔贤对食管癌高发的南澳岛
10、的一项调查探究发觉,南澳岛食管癌发生率高与当地居民的生活习惯有关.他们喜食腌制或晒干的小鱼虾、腌芥菜(当地称为咸菜、酸碱菜)、咸萝卜干、鱼露(高盐腌制)等,大局部男居民有烟酒嗜好.而这腌制品中含超氧阴离子;香烟烟雾中含有1101251014自由基数/g,可损伤DNA而致癌;酒精易发生自由基反响,它可与体内固有的自由基或香烟烟雾中自由基作用后,产生乙氧基,对机体发生损害.荷兰学者Mulder et al16就自由基和结肠癌的关系进展了探究,他们分析了人类正常结肠粘膜和20例结肠癌(手术切除标本)、47例腺瘤性息肉组织中CuZnSOD含量,视察到息肉与癌组织中CuZnSOD含量显著高于正常结肠粘膜
11、;而且随着上皮细胞异型增生的程度加重、息肉直径增大和绒毛成分的出现息肉中CuZnSOD含量显著增大;但在结肠癌那么未视察到CuZnSOD含量与结肠癌Dukes分级和分化程度有关. yin et al17人的动物试验发觉绿茶成分儿茶酸可通过增加组织中SOD活性预防试验性大肠癌的发生.迄今为止,积累的证据已充分证明自由基与人类肿瘤的发生关系密切,可以认为活性氧自由基学说是肿瘤发生中促癌阶段的重要机制之一.随着众多与自由基损伤有关疾病的提示,许多关于模拟SOD的探究报告相继发表.生物学试验已证明模拟SOD在防治自由基对组织细胞的损伤方面具有较自然SOD更优越的特点,初步显示出其良好的应用前景.展望将来,自由基和人类疾病之间的隐私将为人们所揭开,对人类肿瘤乃至其他疾病的防治有着特别重要的意义.