红细胞膜脂质过氧化损伤及其作用机制

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1、红细胞膜脂质过氧化损伤及其作用机制【关键词】红细胞自由基在正常组织细胞的生存和代谢中不断地产生，正常情况下，其产生和清除可维持低水平的、有利无害的平衡。在某些情况下，这一平衡被打破，自由基浓度超过生理限度，过量的自由基就介导脂质过氧化作用造成机体各种损伤［1］。自由基介导的红细胞脂质过氧化损伤及引起的多种疾病是近年来医学研究的热点。由于红细胞本身及其在血液循环中的特点，其抗氧化能力强弱及被氧化程度与整个机体的抗氧化能力及机体多种疾病的发生密切相关。1红细胞膜的结构和功能根据1972年SINGER和NICOLSON提出的细胞膜结构

2、的液态镶嵌模型，正常红细胞膜是由膜脂质双分子和膜骨架蛋白（EMSP）分子按三维结构排列成的流态。其中，约占膜总质量40%的膜脂质主要包括分布在红细胞膜内层的胆固醇和外层的磷脂及糖脂，膜脂质分布的不对称性及脂质中脂肪酸的有序性和饱和度具有调节膜流动性的作用；EMSP主要指膜收缩蛋白、锚蛋白、带4.1蛋白、带4.2蛋白、带3蛋白以及肌动蛋白等，它们互相连接构成网络状红细胞骨架，使红细胞呈特征性圆盘状结构，赋予红细胞以双重特性，即膜的可变性和膜的稳定性。此外，膜骨架还与传递信息、保持脂质的不对称分布等主要生理功能有关［2］。2自由基及

3、其介导的脂质过氧化作用自由基是具有不配对电子的原子或原子团，分子或离子，具有较高的反应活性。它是机体正常代谢的产物。活性氧自由基是较常见的对机体危害较大的一类自由基，它是由氧直接或间接转变而来的氧自由基及其衍生物，包括氧的单电子反应产物O-2、HO-2、・OH及其衍生物及脂类过氧化中间产物R-、ROO-、ROOH等比氧活泼的物质，其中OH-是体内最活泼的活性氧，氧化能力最强。生理过程中，体内产生的这些自由基可参与生理活性物质的合成及体内病原微生物和免疫复合物的清除，还可通过天然抗氧化剂或内源性酶解作用清除而达平衡。

4、但在某些情况下，若体内自由基产生过多或机体抗氧化防御作用减弱，体内自由基则不能被完全清除而积累，性质活泼的自由基与体内其他物质发生反应（且往往呈连锁性）而形成新的自由基或活性氧类氧化物［3］。自由基的强氧化作用使其所参与的反应直接或间接地对机体造成损伤。自由基对组织的损伤90%是由脂质过氧化作用引起的。脂质过氧化作用是指自由基与细胞膜上的多不饱和脂肪酸（PUFA）发生氧化反应，生成对细胞具有毒性作用的过氧化物，致使蛋白质氧化、DNA突变甚至断裂、脂质氧化、细胞膜起泡等。3红细胞膜脂质过氧化的机制机体通过酶系统和非酶系统反应产生的

5、自由基，攻击生物膜磷脂中的PUFA，产生自由基链式反应，形成新的氧自由基，把活性氧转化成活性化学剂及非自由基性脂类分解产物，而且通过链式和链式支链反应放大了活性氧的作用。红细胞脂质过氧化作用经历3个过程，即活性氧的启动作用、链式和链式支链反应的传播扩增作用及自由基相互反应的终止作用［4］。3．1脂质过氧化的启动所谓脂质过氧化的启动是指完全没有过氧化的不饱和脂肪酸最初过氧化的发生，也就是不饱和脂肪酸被一个反应性足够强的物质进攻，从其亚甲基上抽取1个氢原子的反应。脂肪酸中双键的存在，减弱了邻近碳原子之间的CH键的结合，使氢容易失去。

6、从CH2抽取一个氢原子后，就在碳原子上留下一个未成对电子，形成脂自由基。碳中心的脂自由基经分子重排，形成较稳定的共轭二烯。在有氧的条件下，由于氧的疏水性，在细胞膜的疏水深层氧浓度很高，共轭二烯可以和氧分子结合生成脂过氧自由基。即过氧化反应的中间产物又是自由基，且是寿命较长的脂类自由基，它比活性氧自由基更易通过疏水环境而到达并攻击生物大分子的活性部位。研究表明，在无脂质过氧化物存在的条件下，脂质过氧化的引发作用主要是通过・OH和高铁酰离子，而它们都与铁的作用有关。在许多生物膜脂质过氧化损伤的研究模型中，加入铁或铁的络

7、合物，能使脂质过氧化物含量明显增加，这是由于铁对已存在的脂质化合物催化分解，生成脂质过氧化引发剂，加速了脂质过氧化的速率。红细胞内除了铁离子，其他化合物也可产生自由基启动脂质过氧化过程。例如，卟啉环能在紫外线照射下发生分解作用产生自由基，这可能是卟啉病病人光敏感性皮炎的原因。3．2脂质过氧化的传播扩增作用一旦一个自由基生成，在合适的条件下它能启动一系列的反应，产生一系列的自由基，脂类自由基能够从邻近一个脂分子抽氢形成新的脂类自由基。这样就形成循环，这就是脂质过氧化链式反应的扩展阶段。形成的脂类自由基再同氧反应生成另一个脂类自由基

8、，最后断裂生成各种醛类和短1期李静，刘班，刘成玉红细胞膜脂质过氧化损伤及其作用机制91链羟类。组织中氧的浓度，特别是氧化的血液，被认为已完全超出支持氧自由基链式扩增的需要［5］。3．3脂质过氧化的链式终止反应脂类自由基与脂过氧自由基相互作用生成非自由基产物或成对