氧化应激

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氧化应激

氧化应激(Oxidative Stress)是指机体内活性氧(ROS)和活性氮(RNS)的产生与机体抗氧化防御系统(Antioxidant System)之间失衡,导致氧化程度超出细胞清除能力的一种病理状态。
本质: 可以理解为细胞层面的“燃烧”或“生锈”。
后果: 过量的自由基会攻击细胞膜(脂质过氧化)、损伤功能蛋白并破坏 DNA,是衰老癌症神经退行性疾病及心血管疾病共同的病理生理基础。

氧化应激
Oxidative Stress (点击展开)
                [Image:Diagram_showing_balance_scale_between_ROS_and_Antioxidants]
失衡的天平:ROS vs 抗氧化剂
核心档案
核心肇事者 自由基 (ROS/RNS)
主要源头 线粒体 (呼吸链渗漏)
关键酶系 NOX, SOD, CAT
相关标志物 MDA (丙二醛)
8-OHdG (DNA损伤)

形象类比:疯狂的“电子强盗”

为什么会“生锈”?

自由基(单身汉): 正常的分子拥有成对的电子,结构稳定。而自由基(如超氧阴离子)外层轨道有一个不成对的电子。它极度不稳定,像一个疯狂的强盗,必须从别的分子(DNA、蛋白质、细胞膜)那里“抢”一个电子来配对。

连锁反应: 被抢走电子的受害者变成了新的自由基,继续去抢下一个分子的电子。这种多米诺骨牌效应导致细胞结构崩解,就像金属在氧气中生锈,或者切开的苹果在空气中变褐。

三大攻击目标与后果

攻击目标 损伤机制 临床后果
脂质 (Lipids) 脂质过氧化
(Lipid Peroxidation)
细胞膜流动性丧失,细胞破裂。是动脉粥样硬化的核心始动因素。
蛋白质 (Proteins) 氧化修饰/羰基化
(Carbonylation)
酶失活、受体功能障碍。在阿尔茨海默病中导致异常蛋白堆积。
DNA 碱基氧化
(如 8-OHdG 生成)
基因突变、端粒缩短。直接驱动癌症发生及衰老进程。

防御网络:抗氧化盾牌

  • 内源性酶系(主力军):
    - 超氧化物歧化酶 (SOD): 将剧毒的超氧阴离子转化为过氧化氢。
    - 过氧化氢酶 (CAT) & 谷胱甘肽过氧化物酶 (GPx): 将过氧化氢分解为无害的水和氧气。
  • 非酶类抗氧化剂(游击队):
    - 谷胱甘肽 (GSH): 细胞内最重要的抗氧化分子。
    - 外源性维生素: 维生素C(水溶性,保护细胞质)、维生素E(脂溶性,保护细胞膜)。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Sies H. (2015). Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine. Redox Biology.
[点评]:氧化应激概念之父 Helmut Sies 的经典综述,重新定义了氧化应激从“损伤”到“氧化还原信号传导”的科学内涵。

[2] Pizzino G, et al. (2017). Oxidative Stress: Harms and Benefits for Human Health. Oxidative Medicine and Cellular Longevity.
[点评]:全面总结了氧化应激在不同系统疾病中的双重作用,特别是低剂量 ROS 在免疫杀菌和细胞信号传导中的必要性。

           氧化应激 · 知识图谱
核心物质 活性氧 (ROS) • 活性氮 (RNS) • 超氧阴离子
防御系统 抗氧化剂SOD谷胱甘肽 (GSH) • Nrf2通路
发生场所 线粒体 (呼吸链) • 内质网过氧化物酶体
相关疾病 动脉粥样硬化2型糖尿病帕金森病光老化