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1、 赵丽华 Oxidative stress and atherosclerosisOxidative stress and atherosclerosis氧化应激与氧化应激与 动脉粥样硬化动脉粥样硬化1专业调研动脉粥样硬化的血管2专业调研动脉粥样硬化临床分期动脉粥样硬化临床分期无症状隐匿期：粥样硬化斑块已形成，但尚无明显狭窄，因此无器官受累临床表现。（脂质条纹多于510岁的儿童开始，粥样斑块始见于20岁)。缺血期：粥样硬化斑块导致血管狭窄、器官缺血，根据累及器官不同临床表现也不同。坏死期：动脉堵塞或血管腔内血栓形成造成相应器官组织坏死产生的症状。纤维化期：长期缺血导致相应器官组织纤维化萎缩3专
2、业调研动脉粥样硬化脂质氧化理论的提出 脂源性理论无法解释4种现象:LDL-RLDL-RLDL-RLDL-R缺乏的患者缺乏的患者缺乏的患者缺乏的患者( ( ( (家族性纯合子型高胆固醇家族性纯合子型高胆固醇家族性纯合子型高胆固醇家族性纯合子型高胆固醇血症血症血症血症) ) ) )或动物模型或动物模型或动物模型或动物模型, , , ,由于巨噬细胞表面的由于巨噬细胞表面的由于巨噬细胞表面的由于巨噬细胞表面的LDL-RLDL-RLDL-RLDL-R缺乏缺乏缺乏缺乏, , , ,LDLLDLLDLLDL无法通过无法通过无法通过无法通过LDL-RLDL-RLDL-RLDL-R途径被巨噬细胞摄取途径被巨噬细
3、胞摄取途径被巨噬细胞摄取途径被巨噬细胞摄取, , , ,但是该类患者或动物模型动脉粥样硬化的发但是该类患者或动物模型动脉粥样硬化的发但是该类患者或动物模型动脉粥样硬化的发但是该类患者或动物模型动脉粥样硬化的发病率几乎是病率几乎是病率几乎是病率几乎是100100100100% % % %。? ?1 14专业调研 体外试验中体外试验中体外试验中体外试验中, , , ,即使将单核即使将单核即使将单核即使将单核- - - -巨噬细胞和平滑肌巨噬细胞和平滑肌巨噬细胞和平滑肌巨噬细胞和平滑肌细胞和浓度非常高的细胞和浓度非常高的细胞和浓度非常高的细胞和浓度非常高的LDLLDLLDLLDL血浆共同培养后血浆共
4、同培养后血浆共同培养后血浆共同培养后, , , ,也也也也并不能诱导胆固醇在细胞内的聚积。并不能诱导胆固醇在细胞内的聚积。并不能诱导胆固醇在细胞内的聚积。并不能诱导胆固醇在细胞内的聚积。? ?2 2动脉粥样硬化脂质氧化理论的提出5专业调研动脉粥样硬化脂质氧化理论的提出LDL-RLDL-RLDL-RLDL-R受细胞内胆固醇含量的负反馈调节。受细胞内胆固醇含量的负反馈调节。受细胞内胆固醇含量的负反馈调节。受细胞内胆固醇含量的负反馈调节。LDLLDLLDLLDL和和和和LDL-LDL-LDL-LDL-R R R R结合后结合后结合后结合后, , , ,内吞进入巨噬细胞胞浆内吞进入巨噬细胞胞浆内吞进入
5、巨噬细胞胞浆内吞进入巨噬细胞胞浆, , , ,与溶酶体结合后与溶酶体结合后与溶酶体结合后与溶酶体结合后, , , ,在在在在溶酶体酶的作用下溶酶体酶的作用下溶酶体酶的作用下溶酶体酶的作用下, , , ,LDLLDLLDLLDL中的蛋白质降解为氨基酸中的蛋白质降解为氨基酸中的蛋白质降解为氨基酸中的蛋白质降解为氨基酸, , , ,而而而而胆固醇酯水解为游离胆固醇和脂肪酸。但是胆固醇酯水解为游离胆固醇和脂肪酸。但是胆固醇酯水解为游离胆固醇和脂肪酸。但是胆固醇酯水解为游离胆固醇和脂肪酸。但是, , , ,当细胞当细胞当细胞当细胞内胆固醇的含量饱和时内胆固醇的含量饱和时内胆固醇的含量饱和时内胆固醇的含量
6、饱和时, , , ,便会反馈性调节细胞表面的便会反馈性调节细胞表面的便会反馈性调节细胞表面的便会反馈性调节细胞表面的LDL-RLDL-RLDL-RLDL-R的数量减少的数量减少的数量减少的数量减少, , , ,功能下调。所以功能下调。所以功能下调。所以功能下调。所以LDLLDLLDLLDL经这一途径代经这一途径代经这一途径代经这一途径代谢只是一个生理过程谢只是一个生理过程谢只是一个生理过程谢只是一个生理过程, , , ,并不会引起胆固醇在并不会引起胆固醇在并不会引起胆固醇在并不会引起胆固醇在巨噬巨噬巨噬巨噬细胞细胞细胞细胞内堆积。内堆积。内堆积。内堆积。? ?3 36专业调研 多个流行病学调查
7、结果显示多个流行病学调查结果显示多个流行病学调查结果显示多个流行病学调查结果显示, , , ,动脉粥样硬化与动脉粥样硬化与动脉粥样硬化与动脉粥样硬化与高胆固醇血症之间呈一种非线性关系高胆固醇血症之间呈一种非线性关系高胆固醇血症之间呈一种非线性关系高胆固醇血症之间呈一种非线性关系, , , ,动脉粥动脉粥动脉粥动脉粥样硬化患者中合并高胆固醇血症的不到样硬化患者中合并高胆固醇血症的不到样硬化患者中合并高胆固醇血症的不到样硬化患者中合并高胆固醇血症的不到60606060%,%,%,%,有有有有40404040% % % %多的患者血脂完全正常。多的患者血脂完全正常。多的患者血脂完全正常。多的患者血脂
8、完全正常。? ?4 4动脉粥样硬化脂质氧化理论的提出7专业调研高LDL与动脉粥样硬化形成之间存在中间环节? ? ?LDL-C动脉粥样硬化动脉粥样硬化氧化修饰ROSROS可导致脂质、蛋白质和可导致脂质、蛋白质和DNADNA的修饰的修饰8专业调研动脉粥样硬化脂质氧化学说1983年,美国国家科学院院士Daniel Steinberg提出动脉粥样硬化脂质氧化学说,认为与天然LDL相比,氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)更容易被巨噬细胞识别并吞噬形成泡沫细胞,奠定了ox-LDL在动脉粥样硬化发生过程中的中心地位。9专业调研氧化应激的概念 机体机体自由基自由基抗氧化抗氧化 有害刺激有害刺激组织损伤组织损伤
9、Reactive OxygenSpecis (ROS) 氧化氧化 应激应激10专业调研ROS的作用的作用u 机体防御机体防御u 细胞内第二信使，参与细胞内第二信使，参与 正常生理功能正常生理功能u 过量，导致病理损伤过量，导致病理损伤11专业调研LDL如何被氧化修饰O O2-2-O O2 2- -LDLLDL表面多不饱和表面多不饱和脂肪酸双链断裂脂肪酸双链断裂 ApoB ApoB氧化氧化共轭共轭双烯双烯修改修改LDLLDL表面结构表面结构交联交联LDLLDL表层表层LDLLDL不再被不再被LDL-RLDL-R识别识别转而被转而被SR-AISR-AI受体识别受体识别Witztum, J.L. e
10、t al. J. Clin. Invest. 1991. 88, 1785-179212专业调研 Ox-LDL在泡沫细胞形成过程中的在泡沫细胞形成过程中的作用作用LDLLDLLDLLDL内皮细胞管腔单核细胞巨噬细胞泡沫细胞内膜氧化修饰氧化修饰LDLLDL细胞增殖、退化Ross R. N Engl J Med 1999;340:115-126.Ross R. N Engl J Med 1999;340:115-126.MCP-1穿越VCAM-1ICAM-1粘附SRSR高脂血症细胞因子13专业调研ROS与与AS14专业调研LDL体内氧化机制体内氧化机制LDLLDL氧氧化化n中性粒细胞中性粒细胞n单
11、核细胞单核细胞n巨噬细胞巨噬细胞n ECn SMCn成纤维细胞成纤维细胞nNADPH氧化酶氧化酶n髓过氧化酶髓过氧化酶n细胞色素细胞色素P450n线粒体电子传递链线粒体电子传递链n过氧化亚硝酸盐过氧化亚硝酸盐n黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶n血浆铜蓝蛋白血浆铜蓝蛋白n脂氧化酶：体内脂氧化酶：体内/外外15专业调研OxLDL的致的致AS特性特性n 促进促进SMC增殖增殖n 抑制内皮细胞的血管舒张抑制内皮细胞的血管舒张n 具有免疫原性具有免疫原性n 细胞毒作用：破坏血管内膜完整性细胞毒作用：破坏血管内膜完整性（炎症因子和炎症介质）（炎症因子和炎症介质）n T细胞趋化因子细胞趋化因子n MMP，影响斑块稳
12、定性，影响斑块稳定性16专业调研OxLDL的致的致AS特性特性n 上调清道夫受体表达上调清道夫受体表达n 易被巨噬细胞迅速摄取，无负反馈易被巨噬细胞迅速摄取，无负反馈 调节，形成泡沫细胞调节，形成泡沫细胞n 刺激刺激EC释放释放MCP-1、CSF，促进单核，促进单核 细胞趋化并分化成组织巨噬细胞细胞趋化并分化成组织巨噬细胞n 抑制局部巨噬细胞迁移；抑制局部巨噬细胞迁移；n 刺激单核细胞刺激单核细胞/巨噬细胞表达巨噬细胞表达IL-1 17专业调研n丙二醛丙二醛（MDA）n循环抗循环抗oxLDL抗体抗体nF(2)- 异前列烷异前列烷(IsoPs)定量方法定量方法p 体内、简便、准确体内、简便、准确
13、p 人体液：血浆和尿液人体液：血浆和尿液p AS危险因素如吸烟、高胆固醇、危险因素如吸烟、高胆固醇、 糖尿病、肥胖时，糖尿病、肥胖时，F(2)-IsoP增加增加ROS的检测的检测18专业调研氧化应激反应总结 nLDL oxLDL底物oxLDL 形成AS的主要原因MMPS 斑块破裂的关键因素血栓形成 不良事件 19专业调研导致血栓形成原因总结外因：各种危险因素：高血压、糖尿病、高半胱氨酸血症、吸烟、饮酒。内因：斑块破裂，其中基质蛋白酶（MMPS）是影响斑块稳定性的关键生物酶。20专业调研如何判定斑块是否稳定CRP大于3.0栓子监测脑彩超颈动脉易损斑块成像（MRE）21专业调研天然抗氧化剂VitE
14、,VitC,-VitE,VitC,-胡萝卜素胡萝卜素, ,类黄酮类黄酮, ,泛醇泛醇-10,-10,超氧化物岐化酶超氧化物岐化酶(SOD),(SOD),谷胱甘肽谷胱甘肽(GSH)(GSH)合成抗氧化剂普罗布考普罗布考(probucol),(probucol),丁羟甲苯丁羟甲苯(BHT),(BHT),联苯二胺联苯二胺(DPPA),AGI-1067(DPPA),AGI-1067(普罗布考衍生物普罗布考衍生物) )抗氧化治疗抗氧化治疗22专业调研u Probucolu Statinsu AT1RB and ACEIu Vitamins E and Cu PPAR- ligands.抗氧化治疗抗氧化治
15、疗23专业调研n中度降低中度降低LDLn有效抑制有效抑制LDL氧化修饰，独立于其氧化修饰，独立于其 降脂作用降脂作用n 恢复恢复NO生物活性生物活性n 抑制抑制VCAM-1和和MCP表达，表达，n 抑制人主动脉抑制人主动脉SMC增殖增殖n 抑制模型动物抑制模型动物AS形成形成 Probucol24专业调研抗氧化剂抗动脉粥样硬化的循证研究抗氧化剂抗氧化剂循证研究循证研究结果结果普罗布考普罗布考MVPMVP(Multivitamins and Probucol Study) (Multivitamins and Probucol Study) +MVP-SmallMVP-Small(Multivi
16、tamins and Probucol Study in Small coronary (Multivitamins and Probucol Study in Small coronary artery)artery)+CARTCART(Canadian Antioxidant Restenosis Trial) (Canadian Antioxidant Restenosis Trial) +FASTFAST(Fukuoka Atherosclerosis Trial) (Fukuoka Atherosclerosis Trial) +PARTPART(Probucol Angioplas
17、ty Restenosis Trial) (Probucol Angioplasty Restenosis Trial) +PQRSTPQRST(Probucol Quantitative Regression Swedish Trial) (Probucol Quantitative Regression Swedish Trial) - -PRO-MPPPRO-MPP(Probucol in the Multifactorial Primary Prevention)(Probucol in the Multifactorial Primary Prevention)+ISHINISHIN
18、(Insight of Stent Intimal Hyperplasia Inhibition by New ARB)(Insight of Stent Intimal Hyperplasia Inhibition by New ARB)+AGI-1067AGI-1067CART-1CART-1(Canadian Antioxidant Restenosis Trial) (Canadian Antioxidant Restenosis Trial) +CART-2CART-2(Canadian Antioxidant Restenosis Trial) (Canadian Antioxid
19、ant Restenosis Trial) +ARISEARISE(Aggressive Reduction of Inflammation Stops Events)(Aggressive Reduction of Inflammation Stops Events)未获得未获得25专业调研抗氧化剂抗动脉粥样硬化的循证研究抗氧化剂循证研究结果VitE CHAOS(Cambridge Heart Anti-Oxidant Study) +HOPE(Heart Outcome Prevention Evaluation)-ATBC(Alpha Tocopherol Beta Carotene P
20、revention) -SPACE(Secondary Prevention with Antioxidants of Cardiovascular Disease in Endstage Renal Disease) +ASAP(Antioxidant Supplementation in Atherosclerrosis Prevention) PPP(Primary Prevention Project) -GISSI(Gruppo Italiano per lo Studio della Sorpravivenza nelInfarto miocardico)-胡萝卜素ATBC(Alp
21、ha Tocopherol Beta Carotene Prevention) -CARET(Beta-Carotene & Retinol Efficacy Trial) -VitCCLAS(Cholesterol Lowering Atherosclerosis Study) -复合维生素IEISS(The Indian Experiment of Infare Survival Study)-26专业调研为何普罗布考循证研究获得阳性为何普罗布考循证研究获得阳性结果而抗氧化维生素却未结果而抗氧化维生素却未? ?普罗布考是目前最强的断链抗氧化剂普罗布考是目前最强的断链抗氧化剂, ,其抗氧化能
22、力是其抗氧化能力是VitEVitE的的5 56 6倍倍, ,且结合氧自由基反应为不可逆且结合氧自由基反应为不可逆普罗布考分子具有普罗布考分子具有1414个亲脂性甲基个亲脂性甲基, ,决定了普罗布考与决定了普罗布考与LDLLDL结合能力远结合能力远强于其他脂溶性抗氧化剂强于其他脂溶性抗氧化剂(1(1个个LDLLDL颗粒仅能结合颗粒仅能结合6 6个个VitEVitE和和2 2个个-胡萝胡萝卜素分子卜素分子),),因此与因此与LDLLDL结合的普罗布考分子消耗氧自由基的能力远强于结合的普罗布考分子消耗氧自由基的能力远强于VitEVitE和和-胡萝卜素。胡萝卜素。除了抗氧化作用外除了抗氧化作用外, ,
23、普罗布考还是个降胆固醇药物普罗布考还是个降胆固醇药物, ,且对动脉粥样硬化且对动脉粥样硬化过程中诸多的炎性细胞因子有较强抑制作用过程中诸多的炎性细胞因子有较强抑制作用VitEVitE和和-胡萝卜素在大多研究中剂量不足。值得注意的是胡萝卜素在大多研究中剂量不足。值得注意的是,VitE,VitE每日每日剂量在剂量在400IU400IU以上的临床试验结果均为阳性以上的临床试验结果均为阳性, ,而每日剂量在而每日剂量在400IU400IU以下则以下则对动脉粥样硬化无明显效果。对动脉粥样硬化无明显效果。VitCVitC为水溶性抗氧化剂为水溶性抗氧化剂, ,抗脂质氧化作用微弱。抗脂质氧化作用微弱。27专业
24、调研他汀类药物他汀类药物n 抑制抑制NAD(P)H氧化酶表达氧化酶表达n 降低降低oxLDL对氧化的易感性对氧化的易感性n 抑制抑制LOX-1上调上调n 增加增加eNOS表达及表达及mRNA 稳定性，稳定性， NOn 抑制抑制ATR1表达表达抗氧化剂抗氧化剂28专业调研ACEI和和ARB-从源头阻断从源头阻断ROS产生产生n 抑制抑制NAD(P)H氧化酶活性氧化酶活性n SOD表达表达n 改善改善NO生物活性，改善内皮功能生物活性，改善内皮功能n 抑制早期斑块形成抑制早期斑块形成 n ACEI 缓激肽水平缓激肽水平NO释放释放29专业调研n ApoE敲除小鼠高脂喂养：敲除小鼠高脂喂养：LOX-
25、1、MMP-1, MMP-2, MMP-9, CD40，p38 MAPK活性活性n rosuvastatin或或 candesartana：中度抑制：中度抑制n rosuvastatin加加 candesartana：完全抑制：完全抑制-Chen J, et al. J Am Coll Cardiol (in press)ACEI/ ARB与与statins的协同作用的协同作用30专业调研n 抑制抑制NADPH 氧化酶表达、氧化酶表达、 ROS 产生产生n 抑制抑制EC和和SMCs表达致表达致AS蛋白蛋白n 调节巨噬细胞调节巨噬细胞-泡沫细胞形成和泡沫细胞形成和n 炎症反应，炎症反应， AS病
26、变病变n 高胆固醇兔的血管壁白细胞聚集高胆固醇兔的血管壁白细胞聚集n TNF-介导的人冠状动脉介导的人冠状动脉EC凋亡凋亡 PPAR-配体配体31专业调研n 增加局部增加局部NO生物利用度生物利用度n 抑制抑制LDL氧化氧化 n 动物模型：糖尿病、高血脂动物模型：糖尿病、高血脂 改善内皮功能，减缓改善内皮功能，减缓AS进展进展Vitamins E局限性局限性对对O2-、OH-、ONOO-无效无效作用限于亲脂环境作用限于亲脂环境需要协同抗氧化因子需要协同抗氧化因子致氧化作用致氧化作用32专业调研n 直接清除直接清除ROS( O2-、OH-、 H2O2)n 增加局部增加局部NO生物利用度生物利用度
27、n 抑制抑制NAD(P)H氧化酶活性氧化酶活性n 抑制抑制LDL氧化氧化 n 动物模型：糖尿病、高血脂动物模型：糖尿病、高血脂 改善内皮功能，减缓改善内皮功能，减缓AS进展进展Vitamins C局限性局限性直接清除直接清除O2-需要较高浓度需要较高浓度(mM)致氧化作用致氧化作用33专业调研n 5个阳性结果：显示主要联合终点获益个阳性结果：显示主要联合终点获益p CHAOS、 SPACE、ASAP、Nurses Health Study 、移植物相关、移植物相关AS研究研究n 7 个阴性结果：不降低与个阴性结果：不降低与AS有关的终点事件有关的终点事件p HOPE、HPS、GISSI、ATBC、CARET、PQRST、PHS有关抗氧化维生素的有关抗氧化维生素的12临床研究临床研究34专业调研n 对药物的反应存在个体差异对药物的反应存在个体差异n 药物的最适剂量药物的最适剂量n 药物的类型：天然药物的类型：天然/合成？合成？n 体内氧化还原反应更为复杂体内氧化还原反应更为复杂n 抗氧化剂本身的致氧化作用：健康志愿抗氧化剂本身的致氧化作用：健康志愿者补充者补充vita C 表现出抗氧化和致氧化双重表现出抗氧化和致氧化双重作用作用n 高剂量引起高剂量引起 DNA 损伤损伤Vit E、Vit C无效的原因无效的原因 分析分析35专业调研谢谢36专业调研
