------精品文檔!值得擁有！------------珍稀文檔!值得收藏！-----紅細(xì)胞膜脂類二溴化損傷及其作用機制【關(guān)鍵詞】紅細(xì)胞自由基在正常組織細(xì)胞的生存和代謝中不斷地形成，正常情況下，其形成和消除可維持低水平的、有利無害的平衡。在個別情況下，這一平衡被打破，自由基含量超過生理限度，過量的自由基就介導(dǎo)脂類二溴化作用導(dǎo)致機體各類損傷［1］。自由基介導(dǎo)的紅細(xì)胞脂類二溴化損傷及引發(fā)的多種病癥是近些年來醫(yī)學(xué)研究的熱點。因為紅細(xì)胞本身及其在血液循環(huán)中的特征，其抗氧化能力強弱及被氧化程度與整個機體的抗氧化能力及機體多種癌癥的發(fā)生密切相關(guān)。紅細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能依據(jù)提出的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的液態(tài)鑲嵌模型，正常紅細(xì)胞膜是由膜脂類雙分子和膜骨架蛋白（EMSP）分子按三維結(jié)構(gòu)排列成的紊流。其中，約占膜總質(zhì)量40%的膜脂類主要包括分布在紅細(xì)胞膜外層的固醇和內(nèi)層的磷脂及糖脂，膜脂類分布的不對稱性及脂類中脂肪酸的有序性和飽和度具有調(diào)節(jié)膜流動性的作用；EMSP主要指膜收縮蛋白、錨蛋白、帶4.1蛋白、帶4.2蛋白、帶3蛋白以及肌動蛋白等，它們相互聯(lián)接構(gòu)成網(wǎng)路狀紅細(xì)胞骨架細(xì)胞膜流動性，使紅細(xì)胞呈特點性圓盤狀結(jié)構(gòu)，賦于紅細(xì)胞以雙重特點，即膜的可變性和膜的穩(wěn)定性。
據(jù)悉，膜骨架還與傳遞信息、保持脂類的不對稱分布等主要生理功能有關(guān)［2］。自由基及其介導(dǎo)的脂類二溴化作用自由基是具有不配對電子的原子或原子團(tuán)，分子或離子，具------精品文檔!值得擁有！------------珍稀文檔!值得收藏！-----有較高的反應(yīng)活性。它是機體正常代謝的產(chǎn)物。活性氧自由基是較常見的對機體害處較大的一類自由基，它是由氧直接或間接轉(zhuǎn)變而至的氧自由基及其衍生物，包括氧的單電子反應(yīng)產(chǎn)物O-2、HO-2、?OH及其衍生物及糖類二溴化中間產(chǎn)物R-、ROO-、ROOH等差氧開朗的物質(zhì)，其中OH-是體內(nèi)最開朗的活性氧，氧化能力最強。生理過程中，體內(nèi)形成的這種自由基可參與生理活性物質(zhì)的合成及體內(nèi)病原微生物和免疫復(fù)合物的清理，還可通過天然抗氧化劑或內(nèi)源性酶解作用消除而達(dá)平衡。但在個別情況下，若體內(nèi)自由基形成過多或機體抗氧化防御作用減小，體內(nèi)自由基則不能被完全消除而積累，性質(zhì)開朗的自由基與體內(nèi)其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)（且常常呈連鎖性）而產(chǎn)生新的自由基或活性氧類氧化物［3］。自由基的強氧化作用使其所參與的反應(yīng)直接或間接地對機體導(dǎo)致?lián)p傷。自由基對組織的損90%是由脂類二溴化作用導(dǎo)致的。
脂類二溴化作用是指自由基與細(xì)胞膜上的多不飽和脂肪酸（PUFA）發(fā)生氧化反應(yīng)，生成對細(xì)胞具有毒性作用的二溴化物，導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化、DNA突變甚至破裂、脂質(zhì)氧化、細(xì)胞膜起泡紅細(xì)胞膜脂類二溴化的機制機體通過酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)反應(yīng)形成的自由基，功擊生物膜磷脂中的PUFA，形成自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生新的氧自由基，把活性氧轉(zhuǎn)化成活性物理劑及非自由基性固醇分解產(chǎn)物，并且通過鏈?zhǔn)胶玩準(zhǔn)焦倌軋F(tuán)反應(yīng)放大了活性氧的作用。紅細(xì)胞脂類二溴化作用經(jīng)歷3個過程，即活性氧的啟動作用、鏈?zhǔn)胶玩準(zhǔn)絺?cè)鏈反應(yīng)的傳播擴增作用及自由基互相反應(yīng)的中止作用［4］。3．1脂類二溴化的啟動------精品文檔!值得擁有！------------珍稀文檔!值得收藏！-----所謂脂類二溴化的啟動是指完全沒有二溴化的不飽和脂肪酸最初二溴化的發(fā)生，也就是不飽和脂肪酸被一個反應(yīng)性足夠強的物質(zhì)逼搶，從其亞氨基上抽取1個氫原子的反應(yīng)。脂肪酸中官能團(tuán)的存在，減小了毗鄰碳原子之CH鍵的結(jié)合，使氫容易喪失。從CH2抽取一個氫原子后，就在碳原子上留下一個未成對電子，產(chǎn)生脂自由基。碳中心的脂自由基經(jīng)分子重排，產(chǎn)生較穩(wěn)定的共軛二烯。在有氧的條件下，因為氧的疏水性，在細(xì)胞膜的疏水深層氧含量很高，共軛二烯可以和氧分子結(jié)合生成脂胺基自由基。
即二溴化反應(yīng)的中間產(chǎn)物又是自由基，且是壽命較長的固醇自由基，它比活性氧自由基更易通過疏水環(huán)境而抵達(dá)并功擊生物大分子的活性部位。研究表明，在無脂類二溴化物存在的條件下，脂類二溴化的引起作用主要是通過?OH和鐵路酰離子，而它們都與鐵的作用有關(guān)。在許多生物膜脂類二溴化損傷的研究模型中，加入鐵或鐵的硫化物，能使脂類二溴化物濃度顯著降低，這是因為鐵對已存在的脂類化合物催化分解，生成脂類二溴化引起劑，加速了脂類二溴化的速度。紅細(xì)胞內(nèi)不僅鐵離子，其他化合物也可形成自由基啟動脂類二溴化過程。諸如，配體環(huán)能在紫外線照射下發(fā)生分解作用形成自由基，這可能是配體病患者光敏感性濕疹的誘因。3．2脂類二溴化的傳播擴增作用一旦一個自由基生成，在合適的條件下它能啟動一系列的反應(yīng)，形成一系列的自由基，脂質(zhì)自由基才能從毗鄰一個脂分子抽氫產(chǎn)生新的固醇自由基。這樣就產(chǎn)生循環(huán)，這就是脂類二溴化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的擴充階段。產(chǎn)生的單糖自由基再同氧反應(yīng)生成另一個單糖自由基，最后破裂生成各類醛類和短------精品文檔!值得擁有！------------珍稀文檔!值得收藏！-----組織中氧的含量，非常是氧化的血液，被覺得已完全超出支持氧自由基鏈?zhǔn)綌U增的須要［5］。
3．3脂類二溴化的鏈?zhǔn)街兄狗磻?yīng)脂質(zhì)自由基與脂胺基自由基互相作用生成非自由基產(chǎn)物或成對的自由基，稱為鏈中止反應(yīng)。因為紅細(xì)胞的高壓氧環(huán)境，紅細(xì)胞脂類二溴化最有意義的中止反應(yīng)是兩個自由基互相碰撞生成氫氣，這些可能性要比單個自由基碰撞到另一個分子上形成新的自由基的可能性小得多細(xì)胞膜流動性，因而，直到形成足夠量的自由基，脂類二溴化反應(yīng)能夠得以中止。換句話說，一旦脂類二溴化反應(yīng)被啟動，大范圍脂類分子被損傷后，脂類二溴化反應(yīng)才可能被中止。另一種中止自由基反應(yīng)的方式是應(yīng)用自由基去除劑。自由基去除劑與自由基反應(yīng)時，它把1個氫原子加到自由基上，自己弄成自由基，并且消除劑形成的自由基比較穩(wěn)定，不會啟動鏈?zhǔn)胶玩準(zhǔn)紧驶磻?yīng)，因而可以中止自由基反應(yīng)。紅細(xì)胞的抗氧化體系紅細(xì)胞本身有一整套抗氧化損傷的物質(zhì)，使正常紅細(xì)胞對氧化損傷有很強的抵抗力。紅細(xì)胞具有完整的膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)源性膜缺陷的異常紅細(xì)胞對脂類二溴化的敏感性比正常紅細(xì)胞要高好多；紅細(xì)胞內(nèi)豐富的超氧化物歧化酶（SOD）能去除超氧陰離子自由基，保護(hù)細(xì)胞免受損傷，對機體的氧化與抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作用。自從1969年日本學(xué)者發(fā)覺SOD以來，造成了各國科學(xué)工作者的極大注重［6］。
初期研究結(jié)果覺得，紅細(xì)胞內(nèi)的二溴化氫酶（CAT）是細(xì)胞內(nèi)H2O2的主要去除劑；又有證據(jù)表明，生理情況下，紅細(xì)胞內(nèi)足夠含量的還原性蘆丁------精品文檔!值得擁有！------------珍稀文檔!值得收藏！-----（GSH）酶系比CAT在紅細(xì)胞內(nèi)作用更大［7~9］；紅細(xì)胞膜中還富含豐富的維生素和血脂，都能幫助其降低二溴化損傷［10］。這種酶共同作用，構(gòu)成抗氧化酶系統(tǒng)，協(xié)同避免活性氧的損傷效應(yīng)，使人免受自由基的損害。脂類二溴化作用對紅細(xì)胞的損害5．1脂類二溴化作用對紅細(xì)胞的影響5．1．1脂類二溴化作用與紅細(xì)胞Na+，K+ATP酶紅細(xì)胞富含多種活性酶，主要有Na+，K+ATPCa2+，Mg2+ATP酶，兩者均是蛋白復(fù)合體，含有賴谷氨酸、脯谷氨酸、半胱谷氨酸、酪谷氨酸、色谷氨酸等，屬磷脂依賴性酶，脂類濃度為30%，主要為磷脂和血脂。以二聚體（α2）方式存在的Na+，K+ATP酶分子中有16個與自由基結(jié)合的甲基，易被氧化成二硫鍵。因其結(jié)構(gòu)特性，自由基對Na+，K+ATP酶結(jié)構(gòu)的直接破壞及膜磷脂降解或不飽和脂肪酸二溴化導(dǎo)致的界面脂或膜流動性的改變，就會影響到酶活性，使其活性增長，并與血清脂質(zhì)量密切相關(guān)［11］。
5．1．2脂類二溴化作用對紅細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響實驗證明，紅細(xì)胞的異形率與血清中的脂類二溴化物丙二醛（MDA）的水平呈正相關(guān)。機制可能為：MDA的醛基可與磷脂酰膽堿和磷脂酰谷氨酸產(chǎn)生新的螢光化合物，影響脂類成份和蛋白之間的互相作用，形成膜結(jié)構(gòu)重排，質(zhì)膜與骨架蛋白脫離，形成的囊泡從紅細(xì)胞上開裂。進(jìn)而使紅細(xì)胞的S/V升高，形態(tài)上出現(xiàn)棘形、球形等變化；Na+，K+ATP酶受自由基功擊前饋聯(lián)，膜上的Na+，K+ATP酶活性增加，致使紅細(xì)胞內(nèi)Na+濃度降低，水份被動步入細(xì)胞內(nèi)，因而使紅細(xì)胞容積降低，出現(xiàn)口形、類球狀等異型改變［12］。------精品文檔!值得擁有！------------珍稀文檔!值得收藏！-----5．2脂類二溴化作用對紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的影響5．2．1脂類二溴化對紅細(xì)胞血紅蛋白（Hb）的影響與膜密切相關(guān)的Hb膜氧化損傷中發(fā)揮重要作用。氧化作用可使Hb變性形成Heinz小體和氯鐵路血紅蛋白（Hemin）。Heinz小體能附著在紅細(xì)胞膜上，使紅細(xì)胞變型性增長，并改變膜的私密性。Hemin在體外可促進(jìn)大鼠及人的紅細(xì)胞發(fā)生溶血。其機制可能是固醇分子中被氧化的組分與膜骨架蛋白結(jié)合，血紅素啟動氧化反應(yīng)，損害紅細(xì)胞膜內(nèi)脂類及蛋白質(zhì)等所致。
不僅可直接影響紅細(xì)胞膜外，Hemin還可影響紅細(xì)胞內(nèi)的酶，包括乙酸藍(lán)莓糖酯化酶、醛縮酶、丙酮酸激酶，Hemin可能通過抑制這種關(guān)鍵酶的活性而導(dǎo)致紅細(xì)胞溶血。為此，Hb氧化變性在紅細(xì)胞破壞過程中起重要作用，富含不穩(wěn)定Hb或不均衡珠蛋白鏈的紅細(xì)胞對氧化作用愈發(fā)敏感，其在體內(nèi)壽命也更5．2．2脂類二溴化作用對紅細(xì)胞膜EMSP的影響EMSP的氧化損傷主要表現(xiàn)今收縮蛋白、帶2.1蛋白及帶3蛋白的氧化聚合，產(chǎn)生異戊二烯。其聚合緣由可能為：膜磷脂中多不飽和脂肪酸的氧化，非常是磷脂酰乙酸胺及磷脂酰丙氨酸（PS）氧化后可形成MDA，MDA與蛋白中甲基交聯(lián)而造成膜蛋白集聚；錨蛋白的自身氧化：錨蛋白結(jié)構(gòu)中富含大量的吡啶，對氧化最敏感，易產(chǎn)生二硫鍵；帶3蛋白為多次穿膜蛋白，具有陰離子轉(zhuǎn)運功能，其分子中富含較多的半胱谷氨酸，其自身分子中及分子間半胱谷氨酸的交聯(lián)，可產(chǎn)生二硫鍵［13］；Hb催化蛋白集聚：一方面，Hb除自身氧化產(chǎn)生自由基外還可催化自由基的形成，強化氧化反應(yīng)；另一方面，Hb自身對氧化敏感，產(chǎn)生聚合體而沉積在膜上，而正常情況下，Hb與膜帶結(jié)合，因------精品文檔!值得擁有！------------珍稀文檔!值得收藏！-----此其氧化損傷直接影響帶蛋白氧化交聯(lián)產(chǎn)生異戊二烯，使骨架蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及伸展性增加，與膜脂單層連結(jié)松馳，致使紅細(xì)胞畸形，變型性增加，延性降低。
5．2．3脂類二溴化作用對紅細(xì)胞膜抗體性的影響研究表明，常年的氧化損傷可使紅細(xì)胞表面形成新的抗體，進(jìn)而促使自身抗原的結(jié)合，使紅細(xì)胞在循環(huán)中被去除。許多證據(jù)表明，衰老或損壞紅細(xì)胞能被存在于血漿中的自身抗原所辨識，因而使得這種細(xì)胞被機體的免疫系統(tǒng)清理。KAY研究發(fā)現(xiàn)，VitE缺少的紅細(xì)胞膜帶降解產(chǎn)物及結(jié)合的IgG均比正常細(xì)胞多。［10］研究發(fā)覺，受氧化損傷的紅細(xì)胞lixue自然形成抗膜帶3蛋白抗原，其量比未氧化紅細(xì)胞多4倍。其實，氧化損傷使膜帶3蛋白抗體性的改變，可使抗原結(jié)合降低，引起紅細(xì)胞被子核細(xì)胞吞噬。另有研究顯示，除細(xì)胞表面抗體可增進(jìn)單核細(xì)胞對紅細(xì)胞的吞噬外，PS異常地曝露于紅細(xì)胞表面也能促使補體激活，形成攻膜復(fù)合體，造成紅細(xì)胞破溶。等發(fā)覺，MDA能顯著推動正常紅細(xì)胞的吞噬作用，猜想MDA具有一定的生物活性，并通過依賴IgG或不依賴IgG通路促使紅細(xì)胞的吞噬作用。5．3脂類二溴化作用對紅細(xì)胞膜功能的影響5．3．1脂類二溴化對紅細(xì)胞膜流動性和變型性的影響過量的自由基功擊紅細(xì)胞膜、氧化不飽和脂肪酸以及其中間產(chǎn)物自由基及最終產(chǎn)物MDA使紅細(xì)胞膜變型性增長，其機制可能為：MDA可使膜蛋白分子交聯(lián)并裂解為碎片，使膜骨架的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及伸展性增加，與膜脂單層結(jié)合松