缺血／再灌注损伤的机制(3)

 及膜蛋白及某些酶可交联成二聚体或更大的聚合物。这种交联既可借助于蛋白质之间的二硫键形成也可由于自由基损伤的氨基酸残基间的反应形成。蛋白质的交联将使其失去活性，结构改变。

　　（3）核酸：自由基对细胞的毒性作用主要表现为染色体畸变，核酸碱基改变或DNA断裂。80％是OH·的作用。OH·易与脱氧核糖及硷基反应并使其改变。

　　（三）细胞对自由基损伤的防护

　　自由基的产生既然是有机体在正常或病理条件下的常见现象，因此在进化过程中也就形成了一系列对抗自由基，防止其损伤的系统。这种生化学防护系统主要有两大类：低分子自由基清除剂及复合酶系统。

　　1.低分子清除剂 存在于细胞脂质部分的自由基清除剂有维生素E（α-生育酚）和维生素A（β-胡萝卜素）；存在于细胞内外水相中的自由基清除剂有半胱氨酸、抗坏血酸和谷胱甘肽等，它们能提供电子使自由基还原，故有重要的防护作用。例如维生素E（生育酚）能还原O2-、单线态氧（1O2）、过氧化脂质自由基等；抗坏血酸具有相同作用而且能协助生育酚维持其具有活性的还原状态。β-胡萝卜素是单线态氧（1O2）的有效清除剂并能抑制脂质过氧化。

　　胞浆中的还原型谷胱甘肽（GSH）与还原型辅酶Ⅱ（NADPH）在某些酶如过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等的协同作用下，能还原H2O2、过氧化脂质、二硫化物及某些自由基。

　　2.酶性清除剂 细胞内有二种酶可以清除H2O2，即过氧化氢酶和过氧化物酶。如所周知H2O2是OH·自由基的前身，上述两酶可使H2O2浓度降低，从而避免高毒性OH·的产生。这两个酶的细胞内分布，尚不清楚。

　　细胞内具有清除剂作用的另一个重要酶是超氧化物歧化酶（SOD）。它是一种金属蛋白，可以歧化O2-生成H2O2。哺乳类细胞含有两种SOD。其一是位于胞浆中的CuZn 超氧化物歧化酶，另一是位于线粒体中的Mn超氧化物歧化酶。SOD作用的重要意义，在于清除H2O2及OH·的前身O2-，从而保护细胞不受强毒性氧自由基的损伤。

　　清除剂的浓度及活性下降必将引起自由基所致之细胞损伤。

　　（四）自由基在缺血再灌注损伤机制中的地位

　　缺血/再灌注损伤机制中的各种学说，无一不与自由基的作用有关。

　　1.缺血/再灌注时脂质过氧化增强（自由基引发），组织及血浆中脂质过氧化物显著增高，超微结构严重受损。给予抗氧化剂如：维生素E、硒（谷胱甘肽过氧化物酶辅基所含金属）及SOD能显著减轻缺血/再灌注损伤。

　　2.细胞膜脂质过氧化改变膜酶、离子通道的脂质微环境，从而使膜通透性增高，细胞外钙离子内流。膜上Na+-K+-ATP酶失活，可使细胞内Na+升高，Na+-Ca2+交换增强。而使细胞内钙超载。

　　3.线粒体膜富有磷脂，缺血/再灌注时自由基引发的线粒体膜脂质过氧化或细胞内形成脂质过氧化物作用于线粒体膜，使膜的液态及流动性改变，从而导致线粒体功能障碍，高能磷酸化物产生减少，自由基产生增多。细胞丧失能量贮备。依靠能量的质膜及肌浆网膜钙泵，由于能量不足不能将肌浆中过多的Ca2+泵出或吸收入肌浆网，致使肌细胞内Ca2+浓度增加，加上由细胞外来的Ca2+终于造成细胞内Ca2+超载，成为细胞致死原因。

　　4.自由基引发的脂质过氧化造成细胞成分间的交联（脂质-脂质交联、蛋白-蛋白交联、脂质-蛋白交联、蛋白-胶原交联），使整个细胞丧失功能。

　　5.缺血/再灌注时，微粒体及质膜上的脂加氧酶（lipoxygenase）及环加氧酶（cyclooxygenase）激活，催化花生四烯酸代谢，在加强自由基产生及脂质过氧化的同时形成具有高度生物活性的物质，如前列腺素、血栓素等。很多实验证明，缺血特别是再灌注时血栓素形成增加，前列环素形成减少，因而造成微循环障碍，出现无复流现象。

　　总之，自由基即使不是缺血/再灌注损伤的唯一发病学因素，至少也是甚为重要的环节。