七、八、自由基與腫瘤缺血再灌注

1、1第七章第七章 自由基與腫瘤自由基與腫瘤2 腫瘤的發(fā)病機制還不十分清除，發(fā)病因素比較復(fù)雜，腫瘤的發(fā)病機制還不十分清除，發(fā)病因素比較復(fù)雜，主要有三大類的因素：主要有三大類的因素： 物理因素：電離輻射、紫外線都可使生物大分子物理因素：電離輻射、紫外線都可使生物大分子 產(chǎn)生自由基產(chǎn)生自由基 化學(xué)因素：化學(xué)致癌劑都必須經(jīng)過體內(nèi)代謝或體外化學(xué)因素：化學(xué)致癌劑都必須經(jīng)過體內(nèi)代謝或體外 活化，從分子狀態(tài)變成自由基后才致癌活化，從分子狀態(tài)變成自由基后才致癌 生物因素：主要是病毒自身所攜帶的基因直接感染宿主細(xì)胞生物因素：主要是病毒自身所攜帶的基因直接感染宿主細(xì)胞 后致癌，而病毒感染和復(fù)制過程中必須有自由基參與后

2、致癌，而病毒感染和復(fù)制過程中必須有自由基參與3一、化學(xué)致癌的自由基機制一、化學(xué)致癌的自由基機制 化學(xué)致癌劑在體內(nèi)活化的主要部位是肝和腎的微粒化學(xué)致癌劑在體內(nèi)活化的主要部位是肝和腎的微粒體體 nadph 黃素蛋白黃素蛋白 p450 c c（致癌物）（致癌物）（致癌物自由基）（致癌物自由基）cc41.吸煙：煙草中含有吸煙：煙草中含有40多種與腫瘤發(fā)生有關(guān)的物質(zhì)多種與腫瘤發(fā)生有關(guān)的物質(zhì) 人培養(yǎng)細(xì)胞浸泡在煙水溶液中人培養(yǎng)細(xì)胞浸泡在煙水溶液中1小時，小時，dna斷裂斷裂 若加入若加入cat、苯甲酸可阻止、苯甲酸可阻止dna斷裂斷裂 香煙致癌與自由基有關(guān)香煙致癌與自由基有關(guān)5 2.多環(huán)芳香烴多環(huán)芳香烴 如

3、苯并芘是多環(huán)芳香烴中最主要致癌物如苯并芘是多環(huán)芳香烴中最主要致癌物苯并芘苯并芘肝微粒體肝微粒體cytp4506-羥苯并芘羥苯并芘6-羥苯并芘羥苯并芘 自由基自由基自由基奪氫反應(yīng)自由基奪氫反應(yīng)dna損傷損傷細(xì)胞突變細(xì)胞突變苯并芘醌苯并芘醌o2-、h2o2、ho芳香氨芳香氨偶氮化合物偶氮化合物（二甲氨基偶氮苯）（二甲氨基偶氮苯）6 3.硝基及亞硝基類硝基及亞硝基類 硝基及亞硝基類是一大類致癌物，在硝基還原硝基及亞硝基類是一大類致癌物，在硝基還原酶作用下產(chǎn)生自由基，主要是酶作用下產(chǎn)生自由基，主要是o2- 4.激素類激素類 主要是雌激素主要是雌激素 雌二醇雌二醇 羥基雌酮羥基雌酮 醌類化合物醌類化合物

4、rosdna細(xì)胞癌變細(xì)胞癌變7二、活性氧在癌變中的主要作用二、活性氧在癌變中的主要作用金屬離子金屬離子慢性炎癥慢性炎癥化學(xué)致癌物化學(xué)致癌物煙草煙草ros染色體染色體dna調(diào)控癌基因調(diào)控癌基因和抑癌基因和抑癌基因細(xì)胞癌變細(xì)胞癌變癌的侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成有關(guān)癌的侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成有關(guān)8三、抗氧化酶、抗氧化劑可防癌三、抗氧化酶、抗氧化劑可防癌 1.sod促進(jìn)癌細(xì)胞分化促進(jìn)癌細(xì)胞分化 實驗：實驗：將將mnsodcdna轉(zhuǎn)染入黑色瘤細(xì)胞株，細(xì)胞喪失轉(zhuǎn)染入黑色瘤細(xì)胞株，細(xì)胞喪失 了克隆能力和在裸鼠身上的植瘤能力了克隆能力和在裸鼠身上的植瘤能力 將第將第6對染色體（對染色體（mnsod基因位于基因位于6q

5、25）通過雜）通過雜 交植入黑色瘤細(xì)胞株，交植入黑色瘤細(xì)胞株，mnsod活性升高活性升高5倍，同倍，同 時植瘤率大降時植瘤率大降 sod可以抑制端粒酶活性使癌細(xì)胞停止分裂可以抑制端粒酶活性使癌細(xì)胞停止分裂 唐氏綜合癥患者唐氏綜合癥患者sod高高1.5倍，患癌率下降倍，患癌率下降90%9 2.抗氧化劑可防癌抗氧化劑可防癌 172個流行病調(diào)查報告都證明多吃蔬菜、水果、個流行病調(diào)查報告都證明多吃蔬菜、水果、不吸煙、不飲酒、少吃脂肪能降低不吸煙、不飲酒、少吃脂肪能降低11種癌的發(fā)病率種癌的發(fā)病率 茶多酚茶多酚 葉酸葉酸 胡蘿卜素胡蘿卜素 維生素維生素c、e、a清除清除ros阻止癌變各過程阻止癌變各過程

6、10 3.限食和運動可防癌限食和運動可防癌 低脂低熱量飲食可降低癌的發(fā)生率低脂低熱量飲食可降低癌的發(fā)生率 婦女乳腺癌的發(fā)病率與體重、身高呈正相關(guān)婦女乳腺癌的發(fā)病率與體重、身高呈正相關(guān) 細(xì)胞細(xì)胞dna修復(fù)能力增強修復(fù)能力增強限食限食 自由基的生成減少自由基的生成減少 sod、cat活性升高活性升高適當(dāng)?shù)倪\動可降低腫瘤的發(fā)病率適當(dāng)?shù)倪\動可降低腫瘤的發(fā)病率腫瘤發(fā)病率降低腫瘤發(fā)病率降低11物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素生物因素生物因素活活性性氧氧dna損傷損傷修復(fù)無力修復(fù)無力染色體失穩(wěn)染色體失穩(wěn)基基因因突突變變原癌基因活化原癌基因活化抑癌基因失活抑癌基因失活細(xì)胞癌變細(xì)胞癌變活性氧在細(xì)胞癌變中的作用活

7、性氧在細(xì)胞癌變中的作用抗氧化劑抗氧化劑損傷修復(fù)損傷修復(fù)抗氧化劑抗氧化劑12 另外，另外，ros也有一定的抗癌作用也有一定的抗癌作用 白細(xì)胞殺傷癌細(xì)胞需白細(xì)胞殺傷癌細(xì)胞需ros參與參與 藥物通過藥物通過ros殺傷癌細(xì)胞殺傷癌細(xì)胞 某些抗癌藥物：醌類抗癌藥某些抗癌藥物：醌類抗癌藥 光敏類抗癌藥光敏類抗癌藥 as2o3 ros 癌細(xì)胞分化和凋亡癌細(xì)胞分化和凋亡ros癌癌細(xì)細(xì)胞胞13 第八章第八章 自由基與缺血再灌注自由基與缺血再灌注14局部缺血：局部缺血：指動脈血流受阻，甚至發(fā)生阻塞，流入指動脈血流受阻，甚至發(fā)生阻塞，流入 局部組織的血量減少或斷絕的現(xiàn)象。局部組織的血量減少或斷絕的現(xiàn)象。再灌注：再灌

8、注：被阻塞的動脈開放恢復(fù)血流的現(xiàn)象。被阻塞的動脈開放恢復(fù)血流的現(xiàn)象。缺血再灌注損傷（缺血再灌注損傷（iri）：）：指在一定條件下恢復(fù)血指在一定條件下恢復(fù)血液再灌注后，部分動物或患者的細(xì)胞功能代謝障礙液再灌注后，部分動物或患者的細(xì)胞功能代謝障礙及結(jié)構(gòu)破壞不但未得到恢復(fù)反而加重的現(xiàn)象。及結(jié)構(gòu)破壞不但未得到恢復(fù)反而加重的現(xiàn)象。15 iri機理復(fù)雜，有多種損傷機制學(xué)說：機理復(fù)雜，有多種損傷機制學(xué)說： 自由基損傷學(xué)說自由基損傷學(xué)說 鈣超載學(xué)說鈣超載學(xué)說 鐵超載學(xué)說鐵超載學(xué)說 磷脂介導(dǎo)白細(xì)胞聚集學(xué)說磷脂介導(dǎo)白細(xì)胞聚集學(xué)說 能量供應(yīng)障礙學(xué)說能量供應(yīng)障礙學(xué)說 細(xì)胞凋亡學(xué)說細(xì)胞凋亡學(xué)說轉(zhuǎn)主導(dǎo)地位并和其他學(xué)說關(guān)聯(lián)

9、比較密切的是自由基損傷學(xué)說轉(zhuǎn)主導(dǎo)地位并和其他學(xué)說關(guān)聯(lián)比較密切的是自由基損傷學(xué)說 16一、自由基在缺血組織中的損傷機制一、自由基在缺血組織中的損傷機制 1.缺血缺氧的組織和器官，往往再灌注再給氧時出現(xiàn)更缺血缺氧的組織和器官，往往再灌注再給氧時出現(xiàn)更 嚴(yán)重?fù)p傷嚴(yán)重?fù)p傷 實驗對象：離體大鼠心臟實驗對象：離體大鼠心臟 觀察指標(biāo)：肌酸磷酸激酶觀察指標(biāo)：肌酸磷酸激酶 方法：結(jié)扎動脈，造成心肌缺血，方法：結(jié)扎動脈，造成心肌缺血，3.54小時，小時， 肌酸磷酸激酶釋放量達(dá)高峰肌酸磷酸激酶釋放量達(dá)高峰 170iu/ml 如缺血如缺血100分鐘后再給氧，肌酸磷酸激酶大量釋放分鐘后再給氧，肌酸磷酸激酶大量釋放 含量

10、含量2050iu/ml17 2.別嘌呤醇可抑制心肌缺血損傷別嘌呤醇可抑制心肌缺血損傷 3.給組織提供產(chǎn)生給組織提供產(chǎn)生o2-物質(zhì)，能產(chǎn)生與缺血相似的損傷，給物質(zhì)，能產(chǎn)生與缺血相似的損傷，給以以sod可減輕缺血引起的損傷可減輕缺血引起的損傷 如：如：實驗對象：小腸實驗對象：小腸 小腸缺血可導(dǎo)致腸壁毛細(xì)血管通透性增加，用血管反應(yīng)系數(shù)表示小腸缺血可導(dǎo)致腸壁毛細(xì)血管通透性增加，用血管反應(yīng)系數(shù)表示 缺血缺血1小時，毛細(xì)血管通透性增加，血管反應(yīng)系數(shù)由正小時，毛細(xì)血管通透性增加，血管反應(yīng)系數(shù)由正 常的常的0.92降至降至0.59 在動脈局部灌注黃嘌呤在動脈局部灌注黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶血管反應(yīng)系數(shù)由正黃嘌呤氧

11、化酶血管反應(yīng)系數(shù)由正 常的常的0.92降至降至0.66 給于給于sod時，降至?xí)r，降至0.8618 心肌缺血心肌缺血 心肌梗死心肌梗死 結(jié)扎狗的冠狀動脈前降枝結(jié)扎狗的冠狀動脈前降枝1小時，發(fā)生梗死區(qū)小時，發(fā)生梗死區(qū)23% 給于別嘌呤醇梗死區(qū)給于別嘌呤醇梗死區(qū)9% 給于給于sod梗死區(qū)梗死區(qū)6% 離體灌注兔心，離體灌注兔心，27缺血缺血2小時，給于小時，給于sod、 cat，顯著改善左心室功能，顯著改善左心室功能 在缺血前在缺血前5分鐘和再灌注開始前分鐘和再灌注開始前5分鐘，給于分鐘，給于sod、 cat可以很好保持左心室收縮功能和自動節(jié)律性可以很好保持左心室收縮功能和自動節(jié)律性19 4.抑制抑

12、制ho生成或給于生成或給于ho清除劑，亦能減輕缺血引起的損清除劑，亦能減輕缺血引起的損傷傷 如：給于甘露醇、二甲基亞砜可改善缺血對腸壁如：給于甘露醇、二甲基亞砜可改善缺血對腸壁 的損傷的損傷 5.伴隨缺血和再灌注損傷可出現(xiàn)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強現(xiàn)象伴隨缺血和再灌注損傷可出現(xiàn)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強現(xiàn)象 如：貓腦動脈缺血實驗如：貓腦動脈缺血實驗 一側(cè)大腦動脈閉合造成缺血一側(cè)大腦動脈閉合造成缺血5小時，腦組織中不飽和脂肪酸顯著小時，腦組織中不飽和脂肪酸顯著降低，而飽和脂肪酸含量不變。降低，而飽和脂肪酸含量不變。 缺血缺血4、5、24小時，測小時，測vc分別降低分別降低21%、28%、34% 缺血組織中可測到

13、共軛二烯缺血組織中可測到共軛二烯20 如：大鼠心臟缺血后重新給氧，丙二醛增多，如：大鼠心臟缺血后重新給氧，丙二醛增多，gsh-px 和和sod減少。減少。二、缺血組織中自由基增多機制二、缺血組織中自由基增多機制 缺血組織缺血組織 自由基自由基 脂質(zhì)過氧化反應(yīng)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)組織細(xì)胞損傷組織細(xì)胞損傷21 1.自由基生成增多自由基生成增多 線粒體功能異常線粒體功能異常 缺氧缺氧 atp 鈣泵鈣泵 線粒體鈣線粒體鈣 細(xì)胞色素氧化酶功能失調(diào)細(xì)胞色素氧化酶功能失調(diào) 超氧自由基生成增多超氧自由基生成增多coq coq22 黃嘌呤氧化酶形成增多黃嘌呤氧化酶形成增多 正常情況下，毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞有兩種酶正常情況

14、下，毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞有兩種酶 黃嘌呤脫氫酶（黃嘌呤脫氫酶（xd）：）：90% 黃嘌呤氧化酶（黃嘌呤氧化酶（xo）：）：10% 作用：作用：黃嘌呤黃嘌呤 + h2o + nad+ 尿酸尿酸 +nadh + h+黃嘌呤黃嘌呤 + h2o + 2o2 尿酸尿酸 +2o2- + 2h+黃嘌呤黃嘌呤 + h2o + o2 尿酸尿酸 + h2o2黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤脫氫酶黃嘌呤脫氫酶23 如：如： 大鼠腸組織中，缺血不到大鼠腸組織中，缺血不到1分鐘，發(fā)現(xiàn)黃嘌呤分鐘，發(fā)現(xiàn)黃嘌呤 脫氫酶完全轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤氧化酶脫氫酶完全轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤氧化酶 貓小腸組織中，降低血流貓小腸組織中，降

15、低血流2小時，次黃嘌呤含量小時，次黃嘌呤含量 比正常組織高比正常組織高20倍倍 說明缺血時次黃嘌呤和黃嘌呤氧化酶增多說明缺血時次黃嘌呤和黃嘌呤氧化酶增多24atpamp腺苷腺苷次黃嘌呤核苷次黃嘌呤核苷次黃嘌呤（次黃嘌呤（i）黃嘌呤（黃嘌呤（x）+ o2-h2o2黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤脫氫酶黃嘌呤脫氫酶sodholooh組織組織損傷損傷ca2+依賴性蛋白激酶依賴性蛋白激酶 細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)ca2+ 鈣泵鈣泵 atp缺氧缺氧功能功能障礙障礙局部缺血局部缺血再灌注再灌注缺血組織中氧自由基的產(chǎn)生缺血組織中氧自由基的產(chǎn)生fe2+25 中性粒細(xì)胞活化中性粒細(xì)胞活化 巨噬細(xì)胞巨噬細(xì)胞 中性粒細(xì)胞中性粒細(xì)胞nadh氧化酶氧化酶ros組織損傷組織損傷262.清除自由基體系功能降低清除自由基體系功能降低 大鼠離體灌注心臟大鼠離體灌注心臟 缺氧：缺氧：80分鐘分鐘 sod、gsh-px 再給氧再給氧20分鐘分鐘 sod、gsh-px 丙二醛丙二醛27 3.iri中自由基損傷作用中自由基損傷作用iri 自由基自由基 膜脂質(zhì)損傷膜脂質(zhì)損傷蛋白質(zhì)損傷蛋白質(zhì)損傷核酸損傷核酸損傷器官功器官功能障礙能障礙28三、缺血再灌注性損傷的防治三、缺血再灌注性損傷的防治 1.缺血預(yù)處理缺血預(yù)