在不同生理和病理条件下调节氧化应激的策略

许多生理和病理条件都与氧化应激的增强有关。抗氧化防御的减弱和活性氧和氮物种的增加被认为与心血管、神经退行性疾病、免疫疾病以及癌症、糖尿病、肥胖、衰老和其他疾病的病因有关。肥胖、慢性疾病和与年龄有关的疾病，如痴呆和帕金森病，属于世界范围内的主要卫生保健问题。许多研究已经进行，以了解氧化应激在慢性疾病发病机制中的作用。然而，在这些条件下，修饰氧化应激的策略的机制和分子效应仍然没有被很好地认识。这些策略包括不同的程序，如抗氧化物质补充，体育活动，运动，或治疗低和热疗。在调节有机体中pro/抗氧化平衡的治疗领域知识的扩展似乎对世界卫生保健至关重要。了解这些策略是如何影响抗氧化过程和保护细胞和器官免受活性氧和氮的有害作用是非常重要的。因此，本期特刊主要围绕以下目标展开:(i)确定在健康和疾病进展中改变pro/抗氧化平衡的新疗法，(ii)了解可能减少氧化应激并进而影响炎症状态的治疗策略所涉及的生化和分子机制。

原始研究和综述文章的选择在这个特殊的问题涵盖了广泛的话题,包括新的抗氧化剂策略用于糖尿病、关节炎、心血管和神经系统损伤,肾,和口腔疾病,氧化应激与男性生育能力的相关性,精液衰老和衰老相关衰弱的新生物标志物。此外，代谢外科手术，运动和冷冻疗法作为改善健康和疾病中pro/抗氧化平衡的程序也被讨论。此外，还讨论了定期训练对运动诱导的氧化应激的影响。

在原始研究文章中，A. Ahangarpour等。认为氧化应激在2型糖尿病发病机制中的作用。它们观察到脂质过氧化的增加，测量为丙二醛（MDA）水平，并降低糖尿病小鼠胰腺中的过氧化氢酶（猫）活性，以及骨骼肌细胞系中的超氧化物歧化酶（SOD）活性降低。他们还评估了植物衍生的抗氧化剂 - 霉菌蛋白的抗氧化剂和抗透明作用在活的有机体内(老鼠)和在体外(骨骼肌管细胞系)研究。作者观察到给予杨梅苦苷固体脂质纳米颗粒(SLNs)可增强胰腺的抗氧化能力和降低脂质过氧化，且这种作用更强在体外。此外，他们发现糖尿病小鼠中的SLN Myricitrin给药保护肌肉和胰腺组织免受减肥和损伤。总之，作者声称SLN霉菌素不仅表现出通过改善高血糖，高胰岛素血症和和β细胞功能指数。

氧化应激增加与2型糖尿病(T2D)之间的关系也是O. Lushchak等人综述的主题。他们报告称，在T2D患者中，异常的活性氧(ROS)浓度可损伤脂质、蛋白质和核酸分子，包括干扰基因表达和信号转导模式，也可能影响胰腺β细胞和脂肪细胞的端粒磨损。ROS水平的增加会导致晚期糖基化终末产物(AGE)的形成，损害抗氧化防御。作者强调，通过金属纳米颗粒(NPs)的创新技术来调节ROS、AGE形成和端粒磨损的过程，可能为防止T2D的进展提供一种有前景的方法。金属NPs，包括氧化铈、氧化铁、氧化钴、氧化铜、二氧化锰、五氧化二钒、金、银和铂，被称为“纳米抗氧化剂”，可能模拟SOD、CAT、氧化酶和过氧化物酶的活性。O. Lushchak等人强调，由于它们的特性，NPs具有很大的临床潜力。

ROS在糖尿病视网膜病变(DR)发病机制中的作用是m.y的课题。Wu等人的综述。作者认为，视网膜中过量的葡萄糖氧化和ROS的积累可能导致局部炎症和内皮细胞死亡。内皮细胞死亡可导致视网膜炎症状态和微血管功能障碍，进而导致失明。他们指定了5个代谢途径，即山梨醇醛糖还原酶途径、己糖胺途径、血管紧张素II途径、AGE合成途径和蛋白激酶C (PKC)途径，这些途径在高血糖状态下可以过度激活，然后成为ROS的来源。作者强调，增加的氧化应激破坏线粒体的结构和功能，导致线粒体SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、MDA、解偶联蛋白、醛糖还原酶、AGEs、硝基酪氨酸和8-羟基鸟苷的水平和活性紊乱。他们提到在视网膜神经元凋亡的DR患者中MnSOD表达降低。M.-Y。Wu等强调DR的发病机制复杂，尚未完全阐明;然而，观察到神经血管功能障碍可能是ROS过量产生的结果是一个非常有趣的问题。

在一篇研究文章中，Y. Zhang等研究了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶(NOXs)在代谢应激过程中对人ARPE-19细胞calpain活性、内质网应激(ER)、自噬和凋亡的作用。具有与视网膜色素上皮细胞(RPE)相似的功能和结构特征。RPE细胞位于视网膜，具有高度的代谢活性，在维持正常的视觉功能中发挥着重要作用。它们易受氧化应激的影响，ros诱导的损伤被认为参与了多种眼病的发病机制。作者发现，Earle平衡盐溶液(EBSS)作为细胞代谢应激的诱导剂，导致ARPE-19细胞中NOX2、NOX4、p22phox蛋白和NOX5的含量高于NOX1。此外，他们还观察到抑制NOXs后ER和自噬减少，ROS生成减少，并缓解细胞凋亡。通过沉默NOX4、NOX5和p22phox，而不沉默NOX1，可以减少细胞损伤。我们还研究了牛磺酸对细胞对EBSS应激反应的影响。结果表明，牛磺酸可通过抑制nox来源ros介导的钙蛋白酶诱导途径抑制ARPE-19细胞的内质网、自噬和凋亡。

A. B. Sá-Nakanishi等研究了脂肪酸衍生的环戊酮-茉莉酸甲酯(MeJA)对佐剂性关节炎大鼠全身炎症和氧化状态的作用。作者观察到关节炎大鼠炎症加剧和氧化应激增加。氧化应激表现为血浆蛋白羰基水平升高，以及关节炎肝脏中ROS、脂过氧化物和羰基水平升高。在关节炎肝中观察到CAT缺乏和极低的还原性/氧化性谷胱甘肽比(GSH/GSSG)。作者声称，关节炎大鼠体内活性氧清除系统受损和活性氧生成增加是促炎细胞因子作用的结果。他们发现，MeJA可以减少炎症过程，降低肝脏中ROS水平，恢复GSH/GSSG比值，但刺激了关节炎大鼠线粒体ROS的产生。作者证明，这种刺激不会增加肝脏的氧化应激，因为MeJA作为ROS清除剂的作用主要是刺激ROS的产生。

X. Li等研究了异丙酚(麻醉剂)对缺血再灌注(IR)损伤海马神经元的神经保护作用及机制。结果表明，异丙酚通过降低细胞内钙超载，显著抑制缺氧复氧后海马神经元的凋亡。作者推测，异丙酚可能通过激活一种转录共激活因子- yes相关蛋白(YAP)来调节磷酸激酶和磷酸酶的激活，从而在IR损伤中发挥神经保护作用。研究证明异丙酚能使YAP脱磷酸，使其活化。这一发现支持了异丙酚对神经系统IR损伤的治疗作用。

C. Tomas-Sanchez等研究的目的是评价预防性锌和治疗性硒补充对脑缺血-缺氧模型大鼠短暂性缺氧-缺血事件的疗效。作者报道了锌和硒对抗缺氧缺血性损伤的有趣信息。他们声称，锌导致白细胞介素-1 (IL-1)和白细胞介素-23 (IL-23)表达的降低，以及氧化应激强度(以Cu-Zn-SOD活性测量)，以及趋化因子和生长因子水平的增加。反过来，硒处理通过抑制诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和环氧合酶-2 (COX-2)的表达以及硒蛋白(GPx和硫氧还蛋白还原酶)催化过氧化物还原来降低氧化应激。因此，C. Tomas-Sanchez等人在颈总动脉阻塞(CCAO) 10分钟前后分别给锌(0.2 mg/kg体重，每日i.p.)和亚硒酸钠(6μ.(每日g/kg体重，i.p。)作者发现，在被检测的大鼠的颞顶叶大脑皮层中，预防性给予锌可以降低亚硝基化/氧化应激，增加GPx和SOD的表达和活性，以及一氧化氮合酶(eNOS)的表达。硒的治疗给药维持锌的作用直到缺氧缺血的后期。此外，长期记忆也得到了改善。结果表明，预防性锌和治疗性硒对CCAO后的早期和晚期均有有效的神经保护作用。

Zhang et al致辞的心血管疾病问题。谁调查了外源硫化氢的潜在保护作用的机制（H.₂s），一种胃转手，具有各种心血管保护作用，对抗心肌肥大。他们发现NaHs显着降低了异丙肾上腺素（ISO-）诱导的小鼠的心脏指数，降低了心肌细胞的横截面积，并抑制了心房利钠肽（ANP）和脑利钠肽（BNP）MRNA的表达。心肌中总抗氧化能力（T-AOC）和SOD的活性增加，而MDA的水平降低，并且超氧化物阴离子产生衰减。上调了光学萎缩1（OPA1）的表达，对适当线粒体功能的重要蛋白质重要的，而动发球菌相关蛋白1（DRP1）表达下调。然而，在ISO诱导的SIRTUIN 3（SIRT3）敲除小鼠中，所有上述保护作用都不可用。总之，外源h₂补充S可通过SIRT3抑制iso诱导的心肌肥厚，这可能与氧化应激有关。作者强调，SIRT3可能是H₂s对抗心肌肥大。

B. Qin等研究了氯沙坦在预防和治疗高草尿肾病中的作用。他们假设ROS的过量产生与高水平草酸盐和草酸钙(CaOx)晶体状态下的肾小管细胞损伤有关。ROS通过调节多种信号通路参与钙石的形成，包括活化B细胞的核因子κ -轻链增强子(NF-)κ..B）和丝裂原激活的蛋白激酶。作者声称NADPH氧化酶和血管紧张素II（ANG II）负责在高脂条件下生产过量的ROS量。他们观察到，高血症尿碱大鼠血清Ang II浓度增加。此外，增加了NADPH氧化酶的活性，并且增强了ROS产生和脂质过氧化水平。作者注意到氯沙坦通过抑制NADPH氧化酶和氧化应激的降低减少了肾结晶。因此，氯沙坦可能是高血症肾血红病的潜在预防和治疗候选者。

富含血小板的血浆（PRP）的重新保护作用是N. Salem等人的主题。的研究。考虑到PRP被认为是可能诱导组织修复的生长因素的来源，作者旨在发现其对雄性大鼠中的顺铂（CP-）诱发肾毒性的应用。他们发现用PRP治疗减少肌酐和血尿尿素氮（BUN），细胞间粘附分子-1（ICAM-1），肾损伤分子-1（Kim-1），Caspase-3，转化生长因子（TGF-β1）水平和N-乙酰吡糖胺酶（NAG）活性，但增加表皮生长因子（EGF）浓度。此外，组织病理学调查显示在PRP处理后恢复正常肾组织结构。结果表明，PRP可以被认为是改善顺铂治疗指数的有希望的药剂。

接下来，N-乙酰半胱氨酸（NAC）的生物活性和潜在的口服应用是Y.Pei等人的主题。的审查。口腔是环境侮辱诱导的氧化应激和炎症来源。另外，一些牙科材料（包括树脂）具有诱导氧化应激，DNA损伤和炎症反应的可能性。考虑到NAC对各种疾病的治疗效果，其抗炎，抗微生物和抗诱导性能，以及其作为直接抗氧化剂和GSH前体的作用，NAC被认为是口服健康的治疗剂关心。作者强调了NAC的抗氧化性能，指示化合物与羟基自由基快速反应（^⋅OH)、二氧化氮(^⋅不₂)和三氧化碳离子(CO_3.^⋅−)和解毒由白细胞产生的活性氧。Y. Pei等人指出，由于NAC具有抗氧化性能，并且直接与树脂单体的甲基丙烯酸基团反应，减少了游离牙科树脂单体的可用性，因此它对树脂单体相关的细胞毒性具有保护作用。作者强调，NAC的临床疗效还需要进一步的研究，特别是应考虑NAC在口腔、种植和根管内材料中的应用，单独使用NAC或与其他药物联合使用治疗口腔扁平苔藓。此外，还应考虑NAC治疗伤口愈合的临床效果，以及NAC作为口腔癌治疗的抗癌辅助剂的临床应用。

在他们的研究中，D.Chyra-Jach等人。评估炎症过程的参数（白细胞介素12（IL-12），白细胞介素8（IL-8），单核细胞化学抑制剂蛋白-1（MCP-1）和巨噬细胞炎症蛋白-1β（MIP-1β)、氧化应激(MDA)、抗氧化防御(白蛋白、尿酸(UA)、总SOD、Cu-Zn-SOD、Mn-SOD、GPx活性)。在精子造影异常的男性中，精浆中丙二醛含量显著升高，而精子裂解液中丙二醛含量显著降低。根据作者的研究，精浆中MDA、MCP-1和IL-8的水平与精子活力呈负相关。D. Chyra-Jach等研究发现，精子造影异常的男性总SOD和Mn-SOD活性降低，但精子裂解液Cu-Zn-SOD活性升高，精浆GPx活性升高。作者发现精子裂解液中SOD活性与精子体积、精子细胞计数、1小时后的快速进行性运动和24小时后的活动精子呈正相关。结果表明SOD对精液中氧化应激有保护作用。正如作者解释的那样，Mn-SOD可能保护线粒体免受长时间氧化应激，而长时间氧化应激可能导致线粒体DNA (mtDNA)损伤、线粒体破坏、ATP池耗尽和精子活力损害。此外，精浆和精子含有非酶活性氧清除剂，如UA和白蛋白。在本研究中，精液中UA和白蛋白的水平在精子造影异常的男性中显著升高。作者认为，精子造影异常可能与精子中Mn-SOD活性降低和精浆中趋化因子水平升高有关。

标准精液参数、氧化应激标志物和抗氧化防御功能之间的关系也是M. Dobrakowski等人的研究对象。结果表明，精子质量优良(EX)组的酶抗氧化防御(SOD、CAT、G6PD)活性高于精子质量一般(ME)组。根据作者的观点，EX中更高的精子活力与高强度的代谢有关，其结果是产生比ME中更强烈的ROS。两组比较的ROS水平表明EX的抗氧化防御系统更有效。此外，作者证明了细胞因子的水平在检查组之间没有差异，这表明可育男性的精液在免疫系统参数方面是相当同质的。

接下来，I. Rusanova等。评估MicroRNAS（miRNA）作为年龄和脆弱的可能生物标志物及其与人类血液中氧化和炎症水平的相关性。作者分析了三种与炎症相关的miRNA（miR-21，miR-146a和miR-223），一个与褪黑激素合成的控制相关的miRNA（miR-483），血浆细胞因子（IL-6，IL-8，IL相关-10和TNFα)、血浆高级氧化蛋白产物(AOPPs)和脂质氧化产物(LPOs)在健康(对照组)、老年性健壮(对照组)和老年性脆弱(骨骼肌减少症)三组患者中的作用。老年脆性受试者miR-21、miR-223、miR-483、所有细胞因子、TNF均升高α/IL-10、AOPP和LPO水平高于对照组。老年健康组中miR-223、miR-483、所有细胞因子、AOPP和LPO水平升高。miR-21与AOPP、miR-483与IL-8呈正相关。此外，作者认为miR-21的表达与TNF呈正相关α/IL-10比值伴衰弱。他们的发现证实了慢性炎症和氧化应激伴随着衰老和年龄相关的衰弱。I. Rusanova等强调mir -21和TNFα/IL-10比值可能被认为是老年相关衰弱的可能的生物标志物，血液中稳定mirna的评估为系统性生物标志物研究提供了新的可能性。

运动训练对水烟暴露诱导的气道阻力增加、肺部炎症、氧化应激和DNA损伤的影响是a . Nemmar等人的研究课题。该项目在暴露于WPS的小鼠身上进行，为期两个月。作者观察到WPS诱导肿瘤坏死因子显著增加α(肿瘤坏死因子α)、白细胞介素6 (IL-6)和8-异前列腺素水平刺激NF-的表达κ..而对核因子2 (Nrf2)的表达无显著影响。运动训练显著降低WPS对炎症和氧化应激标志物的影响，避免DNA损伤，抑制NF-的作用κ..B过度激活，激活Nrf2信号通路。作者强调，定期运动训练的保护作用可以用其抗炎和抗氧化作用来解释。

B. Skrzep-Poloczek等。研究了Duodenal-Jejunal Omega Chink手术（DJOS）与高脂（HF）或对照（CD）饮食的影响对大鼠的抗氧化剂状况的影响组合。作者强调，肥胖和脂肪饮食的肥胖和慢性用途都是有关的，以提高氧化应激，这反过来导致许多不利的健康问题。在这些后果中，可以观察到骨骼肌中的改变的脂质和葡萄糖代谢。在占氧源性条件下，包括高脂饮食，肌肉组织对氧化脂肪含量的能力大大降低，可能导致RO的增加。肥胖的外科治疗可以被视为代谢手术，因为它不仅导致体重减轻而且会影响不同的代谢途径。因此，在Skrzep-Poloczek等人中。实验，在HF或Cd饮食的八周后，大鼠进行DJOS或对照（假）手术。手术后，一半的DJOS / Sham大鼠有变化的饮食，一半有相同类型的食物。除了饮食的类型，作者在DJOS之后观察到大鼠Soleus肌肉中显着降低的猫和GPX活性。 In turn, the activities of CAT, SOD, glutathione reductase (GR), Cu-Zn-SOD, and GPx are altered in the CD/HF or HF/CD group. After DJOS, the lowest muscle concentration of MDA is observed in the CD/CD group and the highest in the CD/HF group. It was shown in this study that DJOS surgery significantly decreases antioxidant systems in the soleus muscles of rats. CD/HF and HF/CD dietary patterns lead to an increase in antioxidant activity, while remaining on unchanged diet (CD or HF) is associated with reduced oxidative stress. The authors concluded that metabolic surgery together with mixed dietary patterns could be used as a strategy to modulate oxidative stress under pathological conditions.

在他们的研究中，A. Stanek等。旨在估算在闭合脊柱胸膜炎（AS）患者的氧化胁迫下在闭合的低温蛋白中进行的全身冷冻疗法（WBC）的影响。WBC是一种物理药物的方法，用于治疗风湿性和炎性疾病和肌肉痉挛。在实验中，对患者进行了随后的60分钟的氧化胁迫，每天持续3分钟的10个WBC程序的效果。将WBC组与运动疗法（KT）组进行比较。为了评估疾病活动，计算浴巾脊柱膜炎疾病活性指数（Basdai）和浴巾脊柱脊髓炎功能指数（BasFi）。在研究计划完成前一天和一天，每天测量抗氧化酶和非酶状态，脂质过氧化产物，总氧化地位（TOS）和氧化应激指数（OSI）。据作者称，在疾病活跃阶段的患者中，在闭合的低级疗法中进行的WBC手术，随后的疗法显着降低氧化应激以及Basdai和Basdai和Basfi指标。

最后，Y. Spanidis等。近距离运动后评估训练背景对自由基生成和适应的影响。在实验中，训练有素和未经训练的志愿者进行了偏心运动。氧化损伤的生物标志物和参与者的抗氧化概况在基线和24,48,48和24,48和72小时进行血浆和红细胞裂解物中测量。与训练有素的参与者相比，作者发现更严重的氧化损伤，抗氧化状态和未经培训的群体中较弱的激进清除活性。他们的研究表明，训练有素的个体易受氧化损伤的影响，这表明应避免对运动后恢复的广义营养建议。作者强调，个性化营养方法可以帮助微调恢复过程，从而改善偏心运动后的健康状况和性能。

总的来说，本特刊报道的工作强调了在不同的生理和病理条件下调节氧化应激的不同策略的重要性。此外，关注的重点是我们对一些有趣程序的抗氧化作用的分子机制的理解，包括特定物质的使用，运动训练，冷冻疗法，或代谢手术。定期训练对pro/抗氧化平衡的影响也提供了新的见解。

的利益冲突

作者声明本文的发表不存在利益冲突。

卡罗丽娜Szewczyk-Golec
jolanta czuczejko.
Przemko Tylzanowski
乔安娜Lecka

氧化医学和细胞长寿

在不同生理和病理条件下调节氧化应激的策略

的利益冲突

版权

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