氧化應(yīng)激是指機(jī)體在遭受各種有害刺激時,體內(nèi)高活性分子如活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)和活性氮自由基(reactive nitrogen species,RNS)產(chǎn)生過多,氧化程度超出氧化物的清除,氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡,從而導(dǎo)致組織損傷。
在氧化應(yīng)激過程中,由于受到自由基的氧化脅迫,構(gòu)成細(xì)胞組織的各種物質(zhì)如脂質(zhì)、糖類、蛋白質(zhì)、脫氧核糖核酸(DNA)等所有的大分子物質(zhì),都會發(fā)生各種程度的氧化反應(yīng),引起變性、交聯(lián)、斷裂等氧化損傷,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞以及機(jī)體組織的損傷和器官的病變,甚至癌變等。
氧化應(yīng)激一般有以下三種標(biāo)志事件:
DNA損傷
活性氧(ROS)自由基可以直接攻擊生物大分子DNA誘發(fā)DNA氧化損傷。在各種氧化損傷中,以鳥嘌呤8位碳原子氧化后形成8-羥 基-[脫氧]鳥嘌呤(8-OHdG/8-OHG)最為常見。還有一些嘌呤或者嘧啶堿基直接脫去的反應(yīng),這樣也就形成了核酸中無嘌呤(apurinic)和 脫嘧啶(apyrimidinic)位點,統(tǒng)簡稱AP位點。除了上述氧化損傷外,DNA雙鏈斷裂是細(xì)胞內(nèi)多種類型的DNA損傷中最危險、最嚴(yán)重的一種,通常使用彗星分析方法來檢測。
脂類損傷
脂質(zhì)過氧化過程中發(fā)生的ROS氧化生物膜的過程,即ROS與生物膜的磷脂、酶和膜受體相關(guān)的多不飽和脂肪酸的側(cè)鏈及核酸等大分子物質(zhì)起脂質(zhì)過氧化反應(yīng)形成脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物如如丙二醛 (Malonaldehyde, MDA),8-異前列腺素(8-Isoprostane)和4-羥基壬烯酸(4-hydroxynonenal,HNE),從而使細(xì)胞膜的流動性和通透性發(fā)生改變,最終導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的改變。
蛋白質(zhì)損傷
在氧化應(yīng)激過程中,自由基對蛋白質(zhì)的作用包括蛋白質(zhì)肽鏈斷裂、蛋白質(zhì)分子相互間交聯(lián)聚合,蛋白質(zhì)氨基酸發(fā)生氧化脫氨反應(yīng)、氧自由基攻擊蛋白質(zhì)還原性基團(tuán)、脂類氧化裂解所產(chǎn)生的丙二醛與蛋白質(zhì)上的氨基產(chǎn)生分子間的交聯(lián)等。目前對于蛋白質(zhì)氧化損傷的檢測指標(biāo)主要有兩個,分別是蛋白羰基生成(羰基化)和硝基酪氨酸的生成(蛋白質(zhì)中酪氨酸硝基化)。