氧化应激和心肌损伤?30?国外医学卫生学分册2000车第27卷第1期;弓2_O08氧化应激和心肌损伤婶,(军事医学科学院卫生学环境医学研究所,天津200050)摘要:在许多病理条件下的心肌组织中都发现有过量的氧自由基产生,氧自由基引起的氧化应激是多种情况下造成心肌损伤的共同机制,氧化应激可以通过多种机制引起心肌细胞捐亡或坏死心肌细咆凋亡和抗氧化损伤药物的研究为心肌损伤的防治提供了新的思路.关键词:!里;生坠塑垡;盥i:R542.202文献标识码:A:1001—1226(2000)01—0030O08近年来的研究表明,在多种应激反应及病理或医疗造成的缺氧缺血及再灌注损伤的心肌组织中,都发现有过量的氧自由基产生,使心肌细胞处于活性氧或相关物质过量聚集的状态,即氧化应激,从而进一步对细胞产生多种毒性作用,导致可逆转或不可逆转的损伤.氧化应激除造成心肌细胞坏死外,还能引起心肌细胞凋亡.本文仅就氧化应激造成心肌损伤的证据和机制,受损心肌细胞的转归及此领域研究的意义等做一综述.1氧化应激造成心肌损伤的证据实验证明,在许多心肌疾病的病理过程中都有过量氧自由基产生,同时抗氧自由基防御机制却受到抑制.应用电子自旋共振技术,在离体及整体动物实验中均证实缺血及再灌注心肌中有过量氧自由基产生;同时,90rain低流量心肌缺血可以使心肌线粒体超氧化物歧化酶(SOD)的活性丧失高达5O.缺血也使组织还原型谷胱甘肽和含巯基蛋白的含量明显降低].此外,氧化应激反应还可造成类似心脏缺血一再灌注造成心肌损伤的各种表现,如再灌注期心率失常,心功能恢复延迟,冠状动脉血管功能障碍等”‘.氧化应激使细胞膜内外的氧化还原状态发生变化,从而改变心肌细胞的电生理特性而导致心律失常;实验中使用光敏自由基发生物质.在有氧灌注的大鼠离体心脏中能够诱发室性颤动,此项实验为氧化应激诱发心律失常提供了直接证据通过实验可以直接证明氧化应激在缺皿后的心功能恢复延迟形成中起重要作用.而且心功能恢复延迟可以通过使用抗氧化剂得到改善,因为抗氧化剂能够帮助恢复缺血后心脏的泵血功能.氧化应激造成tL-肌损伤的证据还包括氧化应激与造成心肌细胞损伤的比较公认的机制一钙失调有着密切的联系,或许正是由于氧自由基改变细胞膜的氧化还原状态而影响细胞内外钙离子的转运,从而导致细胞内钙离子的超负荷.自由基清除剂在保护心肌免受氧化应激损伤的同时,可以明显地抑制细胞内钙的增加.由于在缺氧后以无氧缓冲液再灌注时,并没有观察到钙的增加,而氧一旦重新再灌注,则立即触发了钙的增加,所以可以认为氧自由基是细胞内钙超载的触发困子.氧化应激造成心肌损伤的证据还包括抗氧自由基药物能够减轻心肌细胞的损伤,特别是SOD的研究应用已引起人们的广泛兴趣.审校者:李凤芝收稿期∞..惨国期.2氧化应激对心肌细胞的损伤机制国医学卫生学分册2000年第27卷苇1期氧自由基对心肌细胞的损伤机制是多方面的,主要包括对细胞膜的损伤,对DNA的损伤及对线粒体的损伤’等.氧自由基对不饱和共价键有一种特殊的亲和力,因此,氧自由基最容易攻击生物膜磷脂中的不饱和脂肪酸,引发脂质过氧化反应.另外还可使琉基(一SH)氧化,使功能蛋白失去活性.体外培养的新生大鼠的心肌细胞,在H0引起的氧化应激中可见细胞膜完整性被破坏,此破坏可被过氧化氢酶阻止口;在猕心脏的缺血再灌注实验中,也观察到心肌细胞膜的脂质过氧化,此作用可被SOD阻止.氧化应激除使细胞膜完整性受损外,还可影响细胞膜的流动性,这主要也是由不饱和脂肪酸的变化引起的.由于细胞膜受损,从而导致许多膜通道状态的改变,包括NaK+.ATP酶,Na+.Ca交换通道等,从而进一步加重了心肌细胞损伤.氧化应激可引起心肌细胞内DNA的氢键断裂,碱基降解和主链解旋,这种损伤可被一些特殊机制修复,主要是DNA修复酶,如外切酶,内切酶及特异性的糖基酶能切除这些损伤的绝大部分.如果这些损伤未被修复,则将造成心肌细胞的永久性损伤].当心肌细胞DNA受损时,轻者可造成心肌细胞的生物学活性改变,重者造成心肌细胞死亡.研究表明,DNA结合的金属离子与HO反应产生的OH’是造成链断裂的主要原因,SOD能减轻这种损伤.线粒体膜较其它原生质膜含有更多的不饱和脂肪酸,对脂质过氧化更敏感.大鼠心肌缺血再灌注实验中,在氧自由基信号出现...