自由基和肿瘤缺血再灌注培训课件.ppt

1、自由基和肿瘤缺血再灌注2 肿瘤的发病机制还不十分清除，发病因素比较复杂，肿瘤的发病机制还不十分清除，发病因素比较复杂，主要有三大类的因素：主要有三大类的因素：物理因素：电离辐射、紫外线都可使生物大分子物理因素：电离辐射、紫外线都可使生物大分子 产生自由基产生自由基 化学因素：化学致癌剂都必须经过体内代谢或体外化学因素：化学致癌剂都必须经过体内代谢或体外 活化，从分子状态变成自由基后才致癌活化，从分子状态变成自由基后才致癌 生物因素：主要是病毒自身所携带的基因直接感染宿主细胞生物因素：主要是病毒自身所携带的基因直接感染宿主细胞 后致癌，而病毒感染和复制过程中必须有自由基参与后致癌，而病毒感染和复

2、制过程中必须有自由基参与自由基和肿瘤缺血再灌注3一、化学致癌的自由基机制一、化学致癌的自由基机制 化学致癌剂在体内活化的主要部位是肝和肾的微粒化学致癌剂在体内活化的主要部位是肝和肾的微粒体体 NADPH 黄素蛋白黄素蛋白 P450 C C（致癌物）（致癌物）（致癌物自由基）（致癌物自由基）CC自由基和肿瘤缺血再灌注41.吸烟：烟草中含有吸烟：烟草中含有40多种与肿瘤发生有关的物质多种与肿瘤发生有关的物质 人培养细胞浸泡在烟水溶液中人培养细胞浸泡在烟水溶液中1小时，小时，DNA断裂断裂 若加入若加入CAT、苯甲酸可阻止、苯甲酸可阻止DNA断裂断裂 香烟致癌与自由基有关香烟致癌与自由基有关自由基和

3、肿瘤缺血再灌注5 2.多环芳香烃多环芳香烃 如苯并芘是多环芳香烃中最主要致癌物如苯并芘是多环芳香烃中最主要致癌物苯并芘苯并芘肝微粒体肝微粒体CytP4506-羟苯并芘羟苯并芘6-羟苯并芘羟苯并芘 自由基自由基自由基夺氢反应自由基夺氢反应DNA损伤损伤细胞突变细胞突变苯并芘醌苯并芘醌O2-、H2O2、HO芳香氨芳香氨偶氮化合物偶氮化合物（二甲氨基偶氮苯）（二甲氨基偶氮苯）自由基和肿瘤缺血再灌注6 3.硝基及亚硝基类硝基及亚硝基类 硝基及亚硝基类是一大类致癌物，在硝基还原硝基及亚硝基类是一大类致癌物，在硝基还原酶作用下产生自由基，主要是酶作用下产生自由基，主要是O2-4.激素类激素类 主要是雌激素

4、主要是雌激素 雌二醇雌二醇 羟基雌酮羟基雌酮 醌类化合物醌类化合物ROSDNA细胞癌变细胞癌变自由基和肿瘤缺血再灌注7二、活性氧在癌变中的主要作用二、活性氧在癌变中的主要作用金属离子金属离子慢性炎症慢性炎症化学致癌物化学致癌物烟草烟草ROS染色体染色体DNA调控癌基因调控癌基因和抑癌基因和抑癌基因细胞癌变细胞癌变癌的侵袭、转移、血管生成有关癌的侵袭、转移、血管生成有关自由基和肿瘤缺血再灌注8三、抗氧化酶、抗氧化剂可防癌三、抗氧化酶、抗氧化剂可防癌 1.SOD促进癌细胞分化促进癌细胞分化 实验：将实验：将MnSODcDNA转染入黑色瘤细胞株，细胞丧失转染入黑色瘤细胞株，细胞丧失 了克隆能力和在裸

5、鼠身上的植瘤能力了克隆能力和在裸鼠身上的植瘤能力 将第将第6对染色体（对染色体（MnSOD基因位于基因位于6q25）通过杂）通过杂 交植入黑色瘤细胞株，交植入黑色瘤细胞株，MnSOD活性升高活性升高5倍，同倍，同 时植瘤率大降时植瘤率大降 SOD可以抑制端粒酶活性使癌细胞停止分裂可以抑制端粒酶活性使癌细胞停止分裂 唐氏综合症患者唐氏综合症患者SOD高高1.5倍，患癌率下降倍，患癌率下降90%自由基和肿瘤缺血再灌注9 2.抗氧化剂可防癌抗氧化剂可防癌 172个流行病调查报告都证明多吃蔬菜、水果、个流行病调查报告都证明多吃蔬菜、水果、不吸烟、不饮酒、少吃脂肪能降低不吸烟、不饮酒、少吃脂肪能降低11

6、种癌的发病率种癌的发病率 茶多酚茶多酚 叶酸叶酸 胡萝卜素胡萝卜素 维生素维生素C、E、A清除清除ROS阻止癌变各过程阻止癌变各过程自由基和肿瘤缺血再灌注10 3.限食和运动可防癌限食和运动可防癌 低脂低热量饮食可降低癌的发生率低脂低热量饮食可降低癌的发生率 妇女乳腺癌的发病率与体重、身高呈正相关妇女乳腺癌的发病率与体重、身高呈正相关 细胞细胞DNA修复能力增强修复能力增强限食限食 自由基的生成减少自由基的生成减少 SOD、CAT活性升高活性升高适当的运动可降低肿瘤的发病率适当的运动可降低肿瘤的发病率肿瘤发病率降低肿瘤发病率降低自由基和肿瘤缺血再灌注11物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素

7、生物因素活活性性氧氧DNA损伤损伤修复无力修复无力染色体失稳染色体失稳基基因因突突变变原癌基因活化原癌基因活化抑癌基因失活抑癌基因失活细胞癌变细胞癌变活性氧在细胞癌变中的作用活性氧在细胞癌变中的作用抗氧化剂抗氧化剂损伤修复损伤修复抗氧化剂抗氧化剂自由基和肿瘤缺血再灌注12 另外，另外，ROS也有一定的抗癌作用也有一定的抗癌作用 白细胞杀伤癌细胞需白细胞杀伤癌细胞需ROS参与参与 药物通过药物通过ROS杀伤癌细胞杀伤癌细胞 某些抗癌药物：醌类抗癌药某些抗癌药物：醌类抗癌药 光敏类抗癌药光敏类抗癌药 As2O3 ROS 癌细胞分化和凋亡癌细胞分化和凋亡ROS癌癌细细胞胞自由基和肿瘤缺血再灌注13

8、第八章第八章 自由基与缺血再灌注自由基与缺血再灌注自由基和肿瘤缺血再灌注14局部缺血：局部缺血：指动脉血流受阻，甚至发生阻塞，流入指动脉血流受阻，甚至发生阻塞，流入 局部组织的血量减少或断绝的现象。局部组织的血量减少或断绝的现象。再灌注：再灌注：被阻塞的动脉开放恢复血流的现象。被阻塞的动脉开放恢复血流的现象。缺血再灌注损伤（缺血再灌注损伤（IRI）：）：指在一定条件下恢复血指在一定条件下恢复血液再灌注后，部分动物或患者的细胞功能代谢障碍液再灌注后，部分动物或患者的细胞功能代谢障碍及结构破坏不但未得到恢复反而加重的现象。及结构破坏不但未得到恢复反而加重的现象。自由基和肿瘤缺血再灌注16一、自由基

9、在缺血组织中的损伤机制一、自由基在缺血组织中的损伤机制 1.缺血缺氧的组织和器官，往往再灌注再给氧时出现更缺血缺氧的组织和器官，往往再灌注再给氧时出现更 严重损伤严重损伤 实验对象：离体大鼠心脏实验对象：离体大鼠心脏 观察指标：肌酸磷酸激酶观察指标：肌酸磷酸激酶 方法：结扎动脉，造成心肌缺血，方法：结扎动脉，造成心肌缺血，3.54小时，小时，肌酸磷酸激酶释放量达高峰肌酸磷酸激酶释放量达高峰 170IU/ml 如缺血如缺血100分钟后再给氧，肌酸磷酸激酶大量释放分钟后再给氧，肌酸磷酸激酶大量释放 含量含量2050IU/ml自由基和肿瘤缺血再灌注17 2.别嘌呤醇可抑制心肌缺血损伤别嘌呤醇可抑制心

10、肌缺血损伤 3.给组织提供产生给组织提供产生O2-物质，能产生与缺血相似的损伤，给物质，能产生与缺血相似的损伤，给以以SOD可减轻缺血引起的损伤可减轻缺血引起的损伤 如：实验对象：小肠如：实验对象：小肠 小肠缺血可导致肠壁毛细血管通透性增加，用血管反应系数表示小肠缺血可导致肠壁毛细血管通透性增加，用血管反应系数表示 缺血缺血1小时，毛细血管通透性增加，血管反应系数由正小时，毛细血管通透性增加，血管反应系数由正 常的常的0.92降至降至0.59 在动脉局部灌注黄嘌呤在动脉局部灌注黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶血管反应系数由正黄嘌呤氧化酶血管反应系数由正 常的常的0.92降至降至0.66 给于给于SOD时，

11、降至时，降至0.86自由基和肿瘤缺血再灌注18 心肌缺血心肌缺血 心肌梗死心肌梗死 结扎狗的冠状动脉前降枝结扎狗的冠状动脉前降枝1小时，发生梗死区小时，发生梗死区23%给于别嘌呤醇梗死区给于别嘌呤醇梗死区9%给于给于SOD梗死区梗死区6%离体灌注兔心，离体灌注兔心，27缺血缺血2小时，给于小时，给于SOD、CAT，显著改善左心室功能，显著改善左心室功能 在缺血前在缺血前5分钟和再灌注开始前分钟和再灌注开始前5分钟，给于分钟，给于SOD、CAT可以很好保持左心室收缩功能和自动节律性可以很好保持左心室收缩功能和自动节律性自由基和肿瘤缺血再灌注19 4.抑制抑制HO生成或给于生成或给于HO清除剂，亦

12、能减轻缺血引起的损清除剂，亦能减轻缺血引起的损伤伤 如：给于甘露醇、二甲基亚砜可改善缺血对肠壁如：给于甘露醇、二甲基亚砜可改善缺血对肠壁 的损伤的损伤 5.伴随缺血和再灌注损伤可出现脂质过氧化反应增强现象伴随缺血和再灌注损伤可出现脂质过氧化反应增强现象 如：猫脑动脉缺血实验如：猫脑动脉缺血实验 一侧大脑动脉闭合造成缺血一侧大脑动脉闭合造成缺血5小时，脑组织中不饱和脂肪酸显著小时，脑组织中不饱和脂肪酸显著降低，而饱和脂肪酸含量不变。降低，而饱和脂肪酸含量不变。缺血缺血4、5、24小时，测小时，测VC分别降低分别降低21%、28%、34%缺血组织中可测到共轭二烯缺血组织中可测到共轭二烯自由基和肿瘤

13、缺血再灌注20 如：大鼠心脏缺血后重新给氧，丙二醛增多，如：大鼠心脏缺血后重新给氧，丙二醛增多，GSH-PX 和和SOD减少。减少。二、缺血组织中自由基增多机制二、缺血组织中自由基增多机制 缺血组织缺血组织 自由基自由基 脂质过氧化反应脂质过氧化反应组织细胞损伤组织细胞损伤自由基和肿瘤缺血再灌注21 1.自由基生成增多自由基生成增多 线粒体功能异常线粒体功能异常 缺氧缺氧 ATP 钙泵钙泵 线粒体钙线粒体钙 细胞色素氧化酶功能失调细胞色素氧化酶功能失调 超氧自由基生成增多超氧自由基生成增多CoQ CoQ自由基和肿瘤缺血再灌注22 黄嘌呤氧化酶形成增多黄嘌呤氧化酶形成增多 正常情况下，毛细血管内

14、皮细胞有两种酶正常情况下，毛细血管内皮细胞有两种酶 黄嘌呤脱氢酶（黄嘌呤脱氢酶（XD）：）：90%黄嘌呤氧化酶（黄嘌呤氧化酶（XO）：）：10%作用：作用：黄嘌呤黄嘌呤+H2O+NAD+尿酸尿酸+NADH+H+黄嘌呤黄嘌呤+H2O+2O2 尿酸尿酸+2O2-+2H+黄嘌呤黄嘌呤+H2O+O2 尿酸尿酸+H2O2黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤脱氢酶黄嘌呤脱氢酶自由基和肿瘤缺血再灌注23 如：如：大鼠肠组织中，缺血不到大鼠肠组织中，缺血不到1分钟，发现黄嘌呤分钟，发现黄嘌呤 脱氢酶完全转变为黄嘌呤氧化酶脱氢酶完全转变为黄嘌呤氧化酶 猫小肠组织中，降低血流猫小肠组织中，降低血

15、流2小时，次黄嘌呤含量小时，次黄嘌呤含量 比正常组织高比正常组织高20倍倍 说明缺血时次黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶增多说明缺血时次黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶增多自由基和肿瘤缺血再灌注24ATPAMP腺苷腺苷次黄嘌呤核苷次黄嘌呤核苷次黄嘌呤（次黄嘌呤（I）黄嘌呤（黄嘌呤（X）+O2-H2O2黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤脱氢酶黄嘌呤脱氢酶SODHOLOOH组织组织损伤损伤Ca2+依赖性蛋白激酶依赖性蛋白激酶 细胞内细胞内Ca2+钙泵钙泵 ATP缺氧缺氧功能功能障碍障碍局部缺血局部缺血再灌注再灌注缺血组织中氧自由基的产生缺血组织中氧自由基的产生Fe2+自由基和肿瘤缺血再灌注25 中性粒细胞活化中性粒细胞活化

16、巨噬细胞巨噬细胞 中性粒细胞中性粒细胞NADH氧化酶氧化酶ROS组织损伤组织损伤自由基和肿瘤缺血再灌注262.清除自由基体系功能降低清除自由基体系功能降低 大鼠离体灌注心脏大鼠离体灌注心脏 缺氧：缺氧：80分钟分钟 SOD、GSH-PX 再给氧再给氧20分钟分钟 SOD、GSH-PX 丙二醛丙二醛自由基和肿瘤缺血再灌注27 3.IRI中自由基损伤作用中自由基损伤作用IRI 自由基自由基 膜脂质损伤膜脂质损伤蛋白质损伤蛋白质损伤核酸损伤核酸损伤器官功器官功能障碍能障碍自由基和肿瘤缺血再灌注28三、缺血再灌注性损伤的防治三、缺血再灌注性损伤的防治 1.缺血预处理缺血预处理预先多次短暂或轻度缺血可以延缓或减轻预先多次短暂或轻度缺血可以延缓或减轻IRI的现象的现象 2.缺血后处理缺血后处理 指在灌注的起始点加入一系列短暂的灌注过程指在灌注的起始点加入一系列短暂的灌注过程 3.抗氧化疗法抗氧化疗法 VE和和VC组合、辅酶组合、辅酶Q、铁螯合剂、植物酚类、铁螯合剂、植物酚类自由基和肿瘤缺血再灌注29习题：习题：1.简述简述ROS在细胞癌变中的作用。在细胞癌变中的作用。2.什么是缺血再灌注损伤？什么是缺血再灌注损伤？3.简述缺血再灌注是自由基增多的机制。简述缺血再灌注是自由基增多的机制。自由基和肿瘤缺血再灌注