抗缺氧中药研究进展

氧气是生命活动必不可少的物质基础,由高原低压低氧及呼吸系统疾病、心血管疾病等内外界因素引起的缺氧可导致线粒体损伤,能量代谢紊乱,氧化应激,炎症爆发等一系列反应,进而损伤机体。研发安全、有效的治疗药物显得尤为重要。近年来大量研究表明,中药在抗缺氧方面有巨大的潜力。本文归纳总结了抗缺氧中药单体化合物、中药提取物及中药复方的研究进展,为抗缺氧中药的深入研究和开发提供思路,为其临床应用提供参考。     

低压低氧对氧化-抗氧化系统的影响

低压低氧引起机体各组织器官的病理生理变化,其中氧化应激损伤是大多数疾病的病理生理基础。大量研究发现,低压低氧导致机体内抗氧化酶水平降低,而脂质过氧化终产物丙二醛水平升高,表明低压低氧加重机体的氧化应激损伤。本文描述急性低压低氧暴露以及间歇性低压低氧预处理对氧化-抗氧化系统的影响,并阐述世居高原人群的高原适应性,就不同类型低压低氧对机体氧化-抗氧化系统的影响作一综述。急性低压低氧不仅影响抗氧化酶活性,而且具有抑制抗细胞凋亡蛋白,促进缺氧细胞凋亡的作用,影响氧化-抗氧化系统的平衡。而间歇性慢性低压低氧预处理则对组织器官具有保护作用,为治疗心血管疾病提供了一条非药物治疗的可能途径。     

线粒体损伤与动脉粥样硬化的研究进展

线粒体是细胞的能量工厂,是一种高度动态的双层膜细胞器,广泛分布于机体的多种细胞类型。很多研究表明,线粒体不仅在维持细胞能量稳态中起着重要作用,还参与对钙离子信号传递、细胞增殖和分化的调节。新近研究表明,线粒体损伤参与动脉粥样硬化的发生发展。本文综述了线粒体损伤与动脉粥样硬化的新进展,以期为动脉粥样硬化的有效防治提供新的策略和靶点。     

线粒体自噬在缺氧条件下适应机制的研究进展

由于线粒体能敏感地感受机体内氧浓度的变化,缺氧时会影响线粒体氧化磷酸化过程中电子传递链的正常功能,抑制ATP生成,产生大量活性氧(ROS)。ROS蓄积导致氧化损伤细胞内脂质、DNA和蛋白质等大分子物质,线粒体肿胀,通透性转换孔开放,释放细胞色素C等促凋亡因子,最终严重影响细胞的存活。因此这些功能异常或受损线粒体是缺氧应激状态下细胞是否存活的危险因素,及时清除这些线粒体,对维持线粒体质量、数量及细胞稳态具有重要意义。线粒体自噬是近年来发现的细胞适应缺氧的一种防御性代谢过程,它通过自噬途径选择性清除损伤、衰老和过量产生ROS的线粒体,促进线粒体更新和循环利用,确保细胞内线粒体功能稳定,保护缺氧应激下细胞的正常生长发挥重要的调节作用。本文就线粒体自噬在缺氧条件下发生过程、参与相关蛋白及调节机制等方面研究进行了综述。     

线粒体钾通道参与葛根素抗心肌细胞缺氧/复氧损伤的作用

目的:探讨线粒体ATP敏感性钾通道和线粒体钙激活钾通道在葛根素预处理抗心肌细胞缺氧/复氧损伤中的作用。方法:采用酶解分离大鼠心肌细胞复制心肌细胞缺氧/复氧模型,台盼蓝拒染法测定心肌细胞存活率;四甲基罗丹明乙酯(TMRE)孵育测定线粒体膜电位值;分离线粒体测定线粒体渗透性转换孔开放程度。结果:与缺氧/复氧组相比,葛根素(0.24mmol/L)预处理5min可明显增加心肌细胞的存活率,线粒体ATP敏感性钾通道抑制剂5-羟基癸酸(100μmol/L,预处理20min)或线粒体钙激活钾通道阻断剂paxilline(1μmol/L,预处理5min)均可拮抗葛根素的作用。葛根素预处理可明显减弱缺氧引起的线粒体膜电位的耗损,5-羟基癸酸和paxilline都能明显拮抗其作用。在分离心肌线粒体模型上,葛根素显著减弱CaCl2诱导的线粒体在A520处吸光度降低,其作用与单独应用线粒体渗透性转换孔抑制剂环孢菌素A相似;5-羟基癸酸和paxilline可拮抗葛根素的保护作用。结论:在大鼠分离心肌细胞模型或分离线粒体模型上,葛根素预处理具有抗缺氧/复氧损伤的作用,这种保护作用可能与其促进线粒体ATP敏感性钾通道和线粒体钙激活钾通道的开放,进而稳定线粒体膜电位,抑制线粒体渗透性转换孔开放有关。     

线粒体损伤与急性肾损伤的研究进展

线粒体是有多种重要功能的细胞器,而肾小管上皮细胞又富含线粒体,越来越多的证据表明线粒体损伤对急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)的发病有着十分重要的作用。近来对于线粒体产能外的功能研究,如线粒体分裂融合、线粒体生成、线粒体自噬等逐渐深入,使得对AKI发病机制及防治手段有更深入的探究。本文就急性肾损伤中线粒体功能的改变、衰老相关的线粒体损伤以及可能的干预靶点的研究进展作一综述。     

急进高原缺氧环境下TLR4、HIF-1α对肠黏膜屏障的影响

机体急进高原时,随着海拔增高氧分压不断降低,出现低氧反应,导致机体各个器官出现严重的损伤和一系列病理生理改变。肠道是连接人体与外部环境之间最大的通道,也是最大的免疫器官,可以阻挡外界有害物质对人体的侵袭。在急进高原缺氧环境下肠道损伤尤为明显,可引起肠黏膜屏障功能不同程度的损伤,导致机体出现明显的胃肠道不适症状,如腹泻、恶心、呕吐、厌食等,严重者可引起全身炎症反应综合征,甚至多器官功能衰竭及死亡。急进高原缺氧环境下肠黏膜屏障损伤的具体机制仍未明确,越来越多的证据表明肠黏膜屏障损伤与固有免疫的重要组成部分Toll样受体及缺氧诱导因子相关,同时Toll样受体4与缺氧诱导因子-lα被认为是炎症和缺氧最主要的信号因子,两者在肠黏膜屏障功能损伤研究中的作用尤为重要,本文将急进高原缺氧环境下Toll样受体4与缺氧诱导因子-lα对肠黏膜屏障的影响作一简要概述。     

高原缺氧与肠黏膜屏障损伤研究

高原环境具有气压低、氧分压低、辐射强、寒冷、风大、湿度低、灾害天气多等特点,这种急剧变化的气候环境是导致肠黏膜损伤的关键因素。肠黏膜屏障作为机体发挥防御功能的防线之一,可以保护机体不受内源性微生物及其毒素的伤害。研究高原缺氧下肠黏膜损伤的机制,将有助于高原胃肠道疾病的诊治。多数研究结果表明,高原缺氧环境下肠黏膜的损伤可能与交感神经兴奋、遗传、氧自由基生成、自噬、微生态失衡等因素有关,以下就此进行概述。     

线粒体功能障碍参与动脉粥样硬化的分子机制

以往认为,线粒体的主要功能是提供能量,目前发现线粒体还是调节细胞氧化应激与凋亡的关键部位,并且与毗邻的细胞器－内质网保持密切联系。线粒体功能障碍时可通过加重机体氧化应激、炎症反应、细胞凋亡及胆固醇蓄积等病理过程影响动脉粥样硬化( atherosclerosis, AS)的发生发展。本综述首先简单介绍了线粒体的基本功能,然后重点分析线粒体功能障碍参与AS的最新证据及其分子机制。此方面研究提示线粒体可能是AS的潜在治疗靶点。     

纯氧或空气环境复苏对新生大鼠缺氧性大脑皮质神经元超微结构的影响

目的应用缺氧动物模型比较纯氧环境(pure oxygen environment,POE,100%氧)与空气环境(roomair environment,RAE,21%氧)复苏对新生大鼠缺氧性大脑皮质神经元超微结构的影响。方法7日龄20只SD(Sprague Dawley)乳鼠建立缺氧2.5 h模型后,分为纯氧环境组(POE)和空气环境组(RAE),每组再根据复氧后时间点分为2个亚组,即24 h组和72 h组,每亚组5只。按时间点取各组乳鼠大脑半球右侧额顶皮质行电镜样品制备,透射电镜观察。结果复氧各组均可见神经元、神经毡和细胞间隙水肿。RAE 24 h组神经元核膜结构不清,细胞器减少,线粒体肿胀、空泡化、嵴断裂;粗面内质网扩张,常呈空泡状,核糖体减少;高尔基复合体囊泡扩张;溶酶体较多。RAE 72 h组细胞器改变同前,但类似凋亡的细胞核较多,坏死细胞亦较其他组多见。POE 24 h组病变较RAE 24 h组轻。POE 72 h组细胞内线粒体及粗面内质网较丰富,病变亦比RAE 72 h组轻。结论POE复苏较RAE复苏可更能缓解缺氧致神经元超微结构的损伤、减少细胞凋亡及减轻脑水肿。提示,纯氧环境对缺氧复苏后大脑皮质神经元有一定的保护作用,并表明本动物模型适合缺氧新生大鼠大脑皮质神经元研究。     

线粒体损伤相关模式分子与宿主免疫调节北大核心CSCD

线粒体是真核细胞至关重要的细胞器,参与机体细胞能量代谢和细胞凋亡等多种生物学过程。线粒体还参与机体的天然免疫反应的调节。线粒体不仅可以作为病毒免疫反应的载体,还可以通过产生ROS参与抗菌反应。线粒体受到损伤、刺激后,可释放mt DNA,TFAM,ROS,ATP,心磷脂和甲酰肽等内容物。这些分子可以作为损伤相关模式分子(damage-associated molecular patterns,DAMPs)被模式识别受体识别,从而参与宿主的免疫调节。研究表明,线粒体已成为内源性DAMPs的重要来源,在先天性免疫应答以及疾病进展过程中发挥着重要的作用。本文就线粒体来源的损伤相关模式分子在机体免疫调节中的作用进行综述。     

线粒体损伤相关模式分子与宿主免疫调节

线粒体是真核细胞至关重要的细胞器,参与机体细胞能量代谢和细胞凋亡等多种生物学过程。线粒体还参与机体的天然免疫反应的调节。线粒体不仅可以作为病毒免疫反应的载体,还可以通过产生ROS参与抗菌反应。线粒体受到损伤、刺激后,可释放mtDNA,TFAM,ROS,ATP,心磷脂和甲酰肽等内容物。这些分子可以作为损伤相关模式分子(damage associated molecular patterns, DAMPs)被模式识别受体识别,从而参与宿主的免疫调节。研究表明,线粒体已成为内源性DAMPs的重要来源,在先天性免疫应答以及疾病进展过程中发挥着重要的作用。本文就线粒体来源的损伤相关模式分子在机体免疫调节中的作用进行综述。     

线粒体功能障碍在缺氧性肺动脉高压中的作用

在肺循环中,线粒体除了发挥典型的代谢作用外,还具有调节氧化还原信号、细胞周期、细胞凋亡以及线粒体质量控制等非典型功能。目前,对线粒体在肺循环中的非典型功能及其响应缺氧的作用机制的研究有限,需要对肺动脉高压的生物学标志物和治疗靶点有更多的了解。阐述了缺氧诱导的活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生和细胞内钙离子浓度增加,以及缺氧对丙酮酸脱氢酶激酶和丙酮酸激酶M2型表达的影响,总结了线粒体融合和分裂在肺动脉平滑肌细胞增殖、抗凋亡表型等方面的作用,探讨了缺氧对线粒体活性、细胞行为以及线粒体功能障碍对肺动脉高压进展的影响。深入了解调控线粒体氧化信号、代谢和动态平衡的分子机制对研究和治疗肺动脉高压具有重要意义。     

矮垂头菊乙醇提取物的体外自由基清除活性及其对高原缺氧小鼠的保护作用研究

本文对矮垂头菊乙醇提取物(Ethanol extract of Cremanthodium humile,EECH)中总黄酮与总多酚含量,体外自由基清除活性以及对高原缺氧小鼠的保护作用进行研究。结果显示:EECH中总黄酮与总多酚的含量分别为378.35±7.04 mg芦丁/g提取物和114.58±0.99 mg没食子酸/g提取物。其对DPPH、羟自由基、NO自由基均表现出一定的清除活性,IC50值分别为80.90±0.47、263.54±6.82和285.26±4.45μg/m L,但均弱于Vc,然而其对超氧阴离子的清除作用优于Vc。此外,EECH能够显著延长缺氧常压密闭缺氧小鼠的存活时间,减少低压低氧小鼠心脑组织中MDA含量,提高抗氧化酶SOD、CAT和GSH-Px的活力。以上结果表明:EECH是一种活性优异的天然抗氧化剂,对高原缺氧诱导的小鼠心脑组织损伤具有明显的保护作用。     

荠苧黄酮通过抑制氧化应激和炎症改善高原缺氧诱导的小鼠脑组织损伤

为了阐明荠苧黄酮对高原缺氧致脑组织损伤的保护作用和可能机制,本研究利用建立的低压低氧诱导脑组织损伤模型,考察了芥苧黄酮对高原缺氧小鼠脑组织中氧化应激和炎性因子等相关生化指标和蛋白表达的影响。结果发现:经荠苧黄酮预处理能够显著降低低压低氧小鼠脑组织中ROS、MDA和IL-1β、IL-6和TNF-α含量,提高SOD、CAT和GSH-Px等抗氧化酶的活性和GSH水平,降低IL-1β和TNF-α蛋白表达,提高SOD1和CAT蛋白表达。综上所述,荠苧黄酮对高原缺氧诱导脑组织损伤的保护作用与清除自由基、抑制炎性因子的释放、降低脑组织氧化应激和炎性反应有关。     

间歇性低氧适应的心脏保护

间歇性低氧（intermittent hypoxia,IH）是指一定时间间断地暴露于低氧环境,而其余时间处于常氧环境。IH是机体某种生理和病理状态下的低氧形式。研究表明：间歇性低氧适应（IHadaptation）,类似缺血预适应（ischemic preconditioning,IPC）和长期高原低氧适应（long-termhigh-altitude hypoxic adaptation,LHA）,具有明显的心脏保护作用,表现为增强心肌对缺血／再灌注损伤的耐受性、限制心肌梗死面积和形态学改变、抗细胞凋亡、促进缺血／再灌注心脏舒缩功能的恢复,以及抗心律失常。尽管IH对心脏的保护作用不容质疑,但其作用机制远未阐明。IH心脏保护作用可能涉及氧的运输、能量代谢、神经体液调节、抗氧化酶、应激蛋白、腺苷系统、ATP敏感钾通道、线粒体及其钙调控、一氧化氮和蛋白激酶等多方面机制,并受低氧处理方式、动物年龄和性别等因素影响。IH心脏保护持续时间明显长于IPC,而对机体的不良影响远小于LHA,具有潜在的应用价值。     

苦豆碱对缺氧/复氧损伤的人脐静脉内皮细胞保护机制研究

苦豆碱(aloperine,ALO)是一种具有抗炎、抗肿瘤及抗感染功效的生物碱,但其对人脐静脉内皮细胞缺氧/复氧损伤的影响尚不明确。本研究利用人脐静脉内皮细胞建立了体外缺氧/复氧损伤的细胞模型,对细胞进行分组处理:对照组、缺氧/复氧损伤组、苦豆碱(20、50和100μmol/L)预处理组。对细胞活力、细胞内乳酸盐脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,细胞内白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α),以及内质网应激相关蛋白GRP78,XBP-1和凋亡相关蛋白CHOP的表达进行了检测。我们发现与缺氧/复氧损伤组相比,苦豆碱预处理能显著提高细胞活力和SOD活性、降低LDH活性、MDA含量以及IL-1β和TNF-α的水平(P0.05)。另外,苦豆碱预处理还显著下调缺氧/复氧损伤引起的GRP78、XBP-1和CHOP水平的上升(P0.05)。本研究证实苦豆碱能够提高细胞抗脂质过氧化反应的能力、降低炎症因子水平、抑制内质网应激引起的细胞凋亡,改善缺氧/复氧损伤引起的内皮细胞损伤。     

苯并（a）芘对大弹涂鱼肝细胞超微结构的影响

在实验生态条件下,研究不同浓度苯并(a)芘(BaP)暴露下大弹涂鱼肝脏细胞超微结构的变化。结果表明,暴露于低浓度(0．5mg·L^-1)BaP 7d,大弹涂鱼肝脏细胞内的细胞器受到不同程度的损伤,其中线粒体和内质网是受BaP暴露影响最明显的细胞器,细胞核也受到不同程度的影响,细胞质中脂滴也增加;而暴露于高浓度(5mg·L^-1)BaP 2h,不仅是线粒体和内质网,几乎所有细胞器都受到严重影响,细胞器严重退化,细胞结构遭到严重破坏。研究结果证实,BaP可对大弹涂鱼肝细胞内多种细胞器造成损伤,并且BaP浓度越高,损伤程度越严重。     

烟碱对线粒体调节作用的研究进展

烟碱是烟草中的主要致瘾性成分,也是一种毒性物质。线粒体作为一种半自主细胞器,在细胞的生长、分化、凋亡、能量供应与信息传递等过程中发挥重要的功能,线粒体相关机制的失调会对细胞乃至机体产生不可逆的损害。已有研究表明,线粒体是烟碱作用的潜在靶点,烟碱可通过依赖或不依赖烟碱型乙酰胆碱受体的方式对线粒体进行调节,且烟碱浓度、烟碱作用时间和作用靶细胞不同时,对线粒体的调节作用也不同。该文聚焦烟碱对线粒体基因表达、动力学、呼吸链、氧化应激及钙稳态和单胺氧化酶活性等的影响,从正向和负向调节作用两方面,综述了烟碱对线粒体的调节作用及其机制,以期为后续研究烟碱对线粒体产生的多重生物学效应的相关机制及防控策略提供思路。     

线粒体治疗：一种新型的线粒体相关疾病的生物疗法

线粒体是细胞内的一种多功能细胞器,主要负责能量产生、细胞凋亡等生命过程。线粒体缺陷与临床上百种疾病相关。越来越多的研究已表明,细胞外的线粒体可被细胞内吞,进入到细胞内,然后以完整的形态发挥作用。研究发现,线粒体是对氧含量和酸碱度极为敏感的细胞器,细胞内环境可影响线粒体的功能。外源线粒体进入到生理环境中的细胞后,将提高细胞能量供应、促进细胞存活;但线粒体进入到缺氧和酸性的肿瘤组织后,将大量产生氧自由基、诱发细胞死亡。线粒体这种环境响应性的药理特性,可应用于清除肿瘤细胞、恢复受损组织的功能。目前线粒体已用于治疗中枢神经系统疾病(帕金森氏病、抑郁症、精神分裂症等)、外周系统疾病(缺血性心肌损伤、脂肪肝、肺气肿等)和肿瘤等,为线粒体相关疾病的治疗提供了新的方法。文中对这种新型生物治疗方法的研究进展、医学应用和存在的挑战进行综述。