健康和疾病中与一氧化氮相关的氧化应激和氧化还原状态

---

分子氧或二恶英（o₂)分子有6个三重态的分子轨道(MO)，其中2个MO包含每一个电子。因此，O-₂具有两个未成对电子（由点指示^•）;也就是说，O-₂是一种不带电的Diradical分子：^•oo的^•．由另一个分子提供的电子被合并到两个分子中的一个中的O MO₂分子;也就是说,一个MO含有一个未配对的电子。因此，O的1-电子还原₂产生带负电荷的自由基物质，即，超氧阴离子自由基（）.随后的1-电子还原产生一个双负电荷的物质，即，过氧化物阴离子（），其具有一个nonoccupiedMO。由过氧化物阴离子两个电子的摄入量不形成两个O原子中断之间的稳定的分子，但键以产生两个O^2-离子，其被质子化以形成水。

一氧化氮（NO）是一种重要的信号分子，具有多种枢轴作用在心血管和神经系统中，以及炎症反应。由于其未配对的电子，不提供自由的自由基，用未配对的电子更接近没有分子的氮原子：n^•= O。N^•= O和^•oo的^•对于许多含血红素基团的蛋白质，特别是血红蛋白和酶，主要是可溶性的瓜盲环酶（SGC），确定代谢命运和NO的生物活性。一氧化氮巨大地激活SGC，SGC催化从鸟氨酸三磷酸（GTP）中形成循环鸟苷胺单磷酸盐（CGMP）的形成。N^•= O的高亲和力与氧合血红蛋白（HbFeO₂)及其在铁催化下快速氧化成硝酸盐()使得在生物体内几乎不可能直接测定NO(见反应) ）[1]。在血红素基团中，可以在亚硝酸盐（)是其主要的自氧化产物(见反应) ）[1]。在某些条件下，循环和排泄亚硝酸盐和硝酸盐是有用的指标和在人类中NO合成的措施[2]。NO的许多不同的存储形式已经建议，最重要的是亚硝酸盐S.-nitrosothiols(国家交响乐团)。除了具有血管扩张和抗血小板活性，S.-亚硝基硫醇可以通过S.亚硝化和/或S.-硫代化，从而改变其固有活性[3.]：

氧化应激，即一方面活性氧(ROS)和/或活性氮(RNS)的产生与另一方面抗氧化防御之间的不平衡，与许多疾病以及一些特定的情况如高氧、衰老和体育锻炼有关[2]。氧化应激的直接损伤结果是脂质，蛋白质和DNA的氧化，所有这些危害细胞稳定性。ROS由o不完全减少形成₂．如上所述，一个电子的进气（例如^-）通过一个O₂分子生成ROS超氧自由基阴离子（参见反应 ）.超氧阴离子自由基本身强烈趋向于接收另一电子以形成更稳定的过氧化物的二价阴离子（参见反应 ），其被质子化以形成过氧化氢（HO-OH，H₂O.₂），另一种ROS。

当和n^•= o互相见面，占用的未配对的电子N个MO^•= O被转移到单占据密苏里州的;即，N原子从氧化态为+2的氧化态为+3的氧化，而O原子被还原(从氧化态为-1）。这种反应非常迅速（见反应 ）得到RNS过氧亚硝酸盐（O = N-O-O^-）.由于过氧亚硝酸盐过氧化基团的两个O原子未被完全还原，过氧亚硝酸盐的N原子未被完全氧化，过氧亚硝酸盐在生理pH值下具有很高的活性。两个电子从N原子转移到过氧化物的分子内转移及其重排生成硝酸盐(见反应) ）.在其他生物分子存在的情况下，如还原型谷胱甘肽(GSH;看到反应 )或酪氨酸(TyrH;看到反应 ）两个缺少电子通过其本身被氧化，例如生物分子提供，GSH对谷胱甘肽二硫化物（GSSG）和TyrH到3-硝基 - 酪氨酸：

由ROS和/或RNS诱导的生物分子的修饰可以改变生物分子的生理功能，并且对生物体可能具有严重后果[4.]。另外，氧化应激也可减少氧化氮的生物利用度，因为NO的氧化反应产物包括亚硝酸盐和过氧亚硝酸盐仅用于NO非常无效的来源。另外，氧化应激可导致脱开内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的，从而减少NO合成/生物利用度和加重NO依赖性氧化应激。过度的，失控，和非托管的氧化应激肯定是对人体有害，并导致疾病的发生。因此，在细胞和组织中的促氧化和抗氧化状态决定果断地合成和生物活性不仅NO的，也是S.- 硝基硫醇和健康和疾病中的亚硝酸盐，以及在体育运动和吸烟等不同条件下。

考虑到no相关的氧化应激和氧化还原状态在健康和疾病中的重要性，我们组织了本期特刊。我们很高兴向本杂志的读者和对这一主题感兴趣的广大科学界介绍本期特刊。

这个专题卷包括评论和研究文章。在他们的评论论文中，M. A. Abdelmegeed和B.-J。宋描述了识别硝化蛋白的方法和研究它们在促进肝脏疾病中的作用，并讨论了翻译研究的应用。S. Savvanis等人报道，磷酸二酯酶(PDE)亚型5的抑制剂西地那非(Viagra)在与氧化应激升高相关的肝缺血/再灌注大鼠模型中具有有益作用。阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)被认为是脑血管和心血管疾病的独立危险因素。矛盾的是，缺氧是OSA的一个主要病理生理特征，可增强氧化应激。在他们的综述文章中，M. Badran等人讨论了氧化应激在OSA中的作用，以及在动物模型和人类中氧化应激与NO相互作用对内皮功能障碍的因果影响。在微血管心绞痛患者中，B. Porro等研究了NO与氧化应激的相互关系。他们的研究表明，微血管床的改变与红细胞产生NO的能力受损有关，根据LC-MS/MS测量的红细胞GSSG/GSH摩尔比，推测是由于氧化应激升高所致。

关于l -精氨酸/一氧化氮，儿童不是小大人[5.]。N. K.Kanzelmeyer等。通过GC-MS量化血液溶血性综合征（HUS）和健康对照的儿童中的L-精氨酸/一氧化氮。本研究的有趣发现是血浆硝酸盐和血浆自由血红蛋白浓度之间的紧密正相关。作者讨论了HUS儿童血浆中升高的游离血红蛋白不能仅氧化在红细胞外的硝酸盐，而且增加氧化应激。K.pimková等。在临床结果的背景下，患有髓细胞转化综合征（MDS）的患者，量化循环氨基硫醇，亚硝酸盐，硝酸盐和丙二醛，氧化应激的患者患者，并且由于铁过载而导致的患者。作者发现，氧化应激在MDS中升高，可能与铁过载无关。这些发现可能会对MDS和氧化应激的有问题性质产生新的洞察力。

C. M. O. Volpe等人。发现，没有，IL-6和TNF的生产在培养的棕榈酸盐刺激的PBMNC或来自2型糖尿病的血浆中，由于高血糖血症，患者或非糖尿病对照升高，所述高血糖通常与升高的氧化应激相关。R. Carnevale等。探索了人类的前体内实验模型，其中血细胞通过NOx2激活以产生RO，即NADPH氧化酶的催化亚基。STEEN溶液，特别用于肺移植的含生理人血清白蛋白和含葡聚糖的盐溶液，通过下调NADPH氧化酶活性并增强生产具有抗氧化性能。N-[3-(氨甲基)苄基]乙酰脒(1400 W)被认为是一种高选择性的诱导型一氧化氮合酶(iNOS)抑制剂。A. Mertas等研究了1400w对NO、IL-12和TNF的影响由LPS和TNF生产J774A激活。1巨噬细胞。作者的结论是，1400w作为iNOS抑制剂和细胞因子释放修饰剂的潜力和选择性鼓励了1400w的治疗应用。

扑热息痛（对乙酰氨基酚）是一种广泛使用的止痛和退热药。扑热息痛容易与RNS包括过氧亚硝酸盐反应，形成3-硝基 - 对乙酰氨基酚和二 - 对乙酰氨基酚，类似于酪氨酸。D. Tsikas等。demonstrated by LC-MS/MS and GC-MS/MS the appearance of 3-nitro-paracetamol and di-paracetamol in plasma and urine samples of healthy subjects who received orally a single 500 mg paracetamol tablet and suggested a novel human model of oxidative stress based on oral paracetamol administration [6.]。氧化应激的这样一种模式，以人的应用需要对乙酰氨基酚不会改变氧化应激。因此，该组研究了对乙酰氨基酚的作用的体外和体内研究在人类中对已知产生超氧化物的酶的活性。A. Trettin等。found that paracetamol does not change oxidative stress, even not at the suprapharmacological single oral dose of 3 g in healthy male subjects. The utility of the paracetamol model to measure oxidative stress in health and disease remains to be demonstrated.

总之，本特刊在体外，在动物和人类研究中组合来自细胞系统中的研究的信息。在特殊问题中收集的文章在特殊问题地址和氧化胁迫领域的进展相关，疾病的含义以及抗氧化剂和药物对无关功能障碍的影响。包括的文章还解决了在体外，动物和人类中无关的氧化应激的模型和机制，并提供了新的想法和概念，以更好地了解氧化应激的复杂和挑战性质。划定机制对于有效防止氧化应激并明确改善细胞外氧化还原状态，即真正需要的氧化胁迫是必要的，而不会影响NO.NO的途径。

关闭编辑之前，我们想表达我们诚挚的感谢作者的宝贵贡献，并以谁帮助很多需要提高本文发表的文章的质量评审。我们希望，这项工作将是帮助NO相关氧化应激的刺激，富有挑战性的领域。

达科莫顿
丹妮拉Giustarini
DIMITRIOS TSIKAS.

参考

1. D. Tsikas，“一氧化氮的定量分析方法代谢物在人类生物液体亚硝酸盐和硝酸盐，”自由基的研究第39卷第3期8，页797-815,2005。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
2. D. Tsikas, F. Gutzki和D. O. Stichtenoth，“循环和排泄的亚硝酸盐和硝酸盐作为人体一氧化氮合成的指标:分析方法，”欧洲临床药理学杂志，卷。62，没有。13，第51-59，2006年。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
3. N.霍格，“S-亚硝基硫醇的生物化学和生理学”药理学和毒理学年度回顾，第42卷，585-600页，2002。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
4. D. Giustarini, I. Dalle-Donne, D. Tsikas，和R. Rossi，《氧化应激与人类疾病:起源、联系、测量、机制和生物标志物》，临床检验科学评论，卷。46，没有。5-6，pp。241-281,2009。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
5. T.乐其，N. Kanzelmeyer，M. J.肯珀，D. Tsikas，和A. M.达斯“在L-精氨酸/一氧化氮从婴儿到成人发育变化：血浆不对称二甲基水平随着年龄下降，”临床化学与实验室医学，卷。45，不。11，第1525-1530，2007年。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
6. A.Trettin，D. Modun，S. mavunic等，“LC-MS / MS和GC-MS / MS / MS测量血浆和尿液二 - 扑热酰胺和3-硝基 - 乙酰氨基酚：概念证明研究基于口服扑热氨基酚给药的氧化应激的新型人模型“色谱法杂志B，卷。959，第71-81,2014。视图:谷歌学术搜索

版权

版权所有©2014达科莫顿等人。这是分布下的开放式访问文章创意公共归因许可证，允许在任何媒介上不受限制地使用、传播和复制，但必须正确引用原作。