一、实验背景心肌缺血是造成当今人类疾病死亡的主要原因之一,及时再灌注能够减少心肌缺血带来的损伤,但在恢复血流的同时也会带来严重的再灌注损伤,有可能导致病情的进一步恶化。
这种因心肌缺血而恢复血流后造成的组织损伤称为心肌缺血再灌注损伤 (myocardial ischemia-reperfusion injury,MIRI),其对心肌的结构和功能可能产生不可逆的伤害[1]。
近年来研究表明,MIRI 的发生涉及到细胞内多种物质以及多条信号转导通路的参与,例如氧化自由基的生成、钙超载以及多条细胞信号通路等,其中过量的活性氧 (reactive oxygen species,ROS) 积聚是导致 MIRI 的主要因素之一。
ROS是一类含氧化学物质,该类物质在细胞中易于扩散且性质活泼,例如存在短暂的羟基自由基 以及非自由基的过氧化氢 (H2O2)、有机过氧化物 (ROOH) 和次氯酸 (HOCl) 等[2]。
有研究指出,ROS是氧化呼吸产生的副产物,ROS主要由呼吸链上的复合体Ⅰ和复合体Ⅲ产生的自由电子流溢出产生,与氧分子结合反应生成超氧阴离子,进一步被超氧化物歧化酶 (SOD) 催化成过氧化氢阴离子,再进一步被谷胱甘肽过氧化物酶代谢生成H2O、H2O2以及羟基自由基[3]。
由于机体长期保持与氧气接触的状态,导致体内能够不断产生 ROS,但其氧化作用又能被抗氧化防御机制所抵御,阻断了ROS的积聚并能修复其造成的损伤。
然而,当ROS的产生和抗氧化防御机制之间的平衡被打破,将出现氧化应激 (oxidative stress,OS),促进大量 ROS 的产生。
当心脏缺血再灌注后,心肌组织也会引起 OS,产生大量的 ROS,在过敏性和非过敏性刺激部位积累,并对 DNA 和蛋白质的结构都会产生一定的破坏作用;持续的 OS 状态还会导致各种细胞信号转导的紊乱,进而导致细胞的凋亡,对心肌的结构和功能产生较大影响[4]。
因此,通过外来的抗氧化药物清除细胞内过量的 ROS 能对 MIRI起到较好的保护作用。
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