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自由基平衡失調

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人體(體液)平衡為人體正常新陳代謝所必需,包括水平衡、滲透壓平衡、電解質平衡、酸鹼平衡、凝血與抗凝血平衡、氧化與抗氧化平衡等,氧化與抗氧化平衡紊亂本質上為體內自由基與清除酶系統失衡紊亂,造成體內自由基代謝異常。
自由基是具有不成對電子的原子或分子。超氧陰離子自由基(O2·)是體內最主要的自由基。SOD是目前最受重視的間接反映體內自由基代謝狀態的指標之一,它與自由基代謝狀態呈負相關。自由基平衡狀態時血清SOD水平為129~216U/ml。自由基的生理功能有:參與、維持細胞的正常代謝;調控基因轉錄、蛋白質活性;促進前列腺素、脂肪加氧酶生成;參與吞噬細胞殺傷殺滅外來有害微生物、細菌、病原微生物和腫瘤細胞以進行免疫保護;參與肝臟解毒及鬆弛血管壁降低血壓等。自由基的代謝異常有自由基增高(free radical increase,FRI)和自由基低下(free radical decrease,FRD),以前者為常見。
(一)自由基增高(free radical increase,FRI
血清SOD低於129U/ml表示有自由基增高(FRI)。過多自由基或自由基增高(FRI)的常見原因有:①受到電離輻射如接受放射治療或長時間受陽光紫外線照射。由於外源輻射供能使體內水分子成不穩定激發態,進而分解生成大量的超氧陰離子自由基(O2·);②長期處在富氧/缺氧環境,如接受高壓氧(HBO)治療。高壓氧吸入時可損傷肺中的巨噬細胞,後者釋放化學物質激活中性白細胞可產生自由基O2·、H2O2等;③接觸化學毒物,或應用抗癌藥物博萊黴素、慶大黴素等,這些藥品可使肝內羥化反應增強,使氧自由基生成增多;④各種外環境污染,酗酒、吸毒和吸煙等,吸煙的煙氣含有多種多量的活性氧和烷氧自由基;⑤接受手術或救治(如心臟外科體外循環術、肝臟移植手術、動脈搭橋術、經皮腔內冠脈血管成形術(PTCA)、心臟驟停后心腦肺復甦等),或某些原發疾病(如急性腦梗死、腦出血、蛛網膜下腔出血、顱腦損傷、心肌缺血、急性心肌梗塞等)出現有缺血再灌注或缺氧后復氧時。機體缺血時組織中的ATP分解,腺嘌呤分解為黃嘌呤,再灌注時氧分壓與pH增高,黃嘌呤脫氫酶轉變為氧化酶,O2經單電子還原生成大量自由基(O2·。⑥劇烈運動或細胞大量壞死時細胞內自由基的移出,如高強度過量運動、組織損傷(如擠壓綜合症)、亞健康狀態等;⑦自由基清除障礙,如疾病導致機體清除酶合成下降,或老年人清除酶活力降低,清除酶誘導生成減少;抗氧化營養素VitE、VitA、VitC、β-胡蘿蔔素、硒等攝入不足。自由基增高(FRI)會造成機體影響,引發骨骼肌線粒體氧化應激或炎症性氧化條件,進一步導致自由基鏈式反應的發生,加劇氧自由基(ROS)異常代謝,促發疾病(如腫瘤、糖尿病、神經退行性疾病、動脈粥樣硬化等)的發生髮展。
【臨床表現】
自由基增高(FRI)的臨床表現無特異性。一般可見有原發病患的臨床表現,如心腦疾病、腫瘤、糖尿病、神經退行性疾病、動脈粥樣硬化、類風濕性關節炎等,最嚴重的是腦部疾病患者因自由基增高(FRI)而(繼發)損傷致死。聶瑾等報告:在其臨床研究中,急性腦梗死(ACI)治療組30例(實施自由基清除劑依達拉奉干預治療)的總有效率90%,顯效率66.7%,死亡數為0;對照組30例(未實施自由基清除干預治療)的總有效率只有53.3%,顯效率僅為33.3%,死亡1例,兩組間有顯著差異性。缺血-再灌注繼發(自由基)損傷的嚴重性、危害性之大以及實施自由基清除治療的重要性,由此可見一斑。此外還可見有臨床醫學手術救治治療時,如心臟外科體外循環術、肝臟移植手術、動脈搭橋術、經皮腔內冠脈血管成形術(PTCA)、心臟驟停后心腦肺復甦等,最嚴重的是相關臟器因自由基增高(FRI)而(繼發)損傷衰竭壞死或致人死亡。此外,臨床表現還見有亞健康狀態,最嚴重的是亞健康狀態者發生猝死。
【診斷】
根據血清SOD低於129U/ml並結合原發病患病史和臨床表現,即可作自由基增高(FRI)的診斷。LPO或MDA、CAT和GSH-PX等的實驗室檢查可作為輔助性診斷手段。
【治療】
由於自由基增高(FRI)有導致病人死亡的危險,因此自由基增高(FRI)一經診斷,應積極予以治療。
1.原發疾病和加重因素的治療
有效治療原發疾病和消除引起自由基異常劇增的因素,是治療自由基增高(FRI)的基礎和前提,也是保護機體組織免除或減小受到過多自由基(繼發)損傷的關鍵。              
2.抗氧化劑(自由基清除)治療
採用抗氧化劑(自由基清除劑)治療時應結合其原發病患的醫治方案情況,可採用依達拉奉(Edaravone lnjection,MCI-186)、普羅布考(probucol)、還原型谷胱甘肽、N-乙醯半胱氨酸(NAC)、曲美他嗪(Trimetazidine,萬爽力)、辛伐他丁(Simvastatin)等。此外還可採用具有抗氧化功能的中草藥,如:五味子酚(Sal)、丹參、茶多酚、薑黃素、靈芝、党參、蘆薈、黃芪、刺五加、葛根素、金錢草、人蔘等,與西藥聯合應用,辨證施治。
3.保護性治療
可考慮採用肝素(heparin)、硫酸軟骨素A(chondroitin)和硫酸葡聚糖(dextran sulfate)等,使組織細胞免受損傷,並可抑制細胞凋亡壞死。
4.抗亞健康狀態治療
對於亞健康狀態者,應採取具有針對性的防治措施:
治療原則  保證合理的膳食和均衡的營養,調整心理狀態並保持積極、樂觀;及時調整生活規律,勞逸結合,保證充足睡眠;增加戶外體育鍛煉活動,每天保證一定的運動量等。
中醫藥可採用祛濕飲、參苓白朮散加味、養心湯、清宮長春膠囊、針刺、推拿等中醫藥治療或改善亞健康狀態。
(二)自由基低下(free radical decrease,FRD
血清SOD超過216U/ml,即為自由基低下(FRD)。常見的原因為:①長時間外源性增加過多的SOD製劑,使機體內SOD水平異常增高;②長期疾病引起機體消耗過大,處於負代謝,導致機體免疫功能減退,新陳代謝功能減弱,機體將不能維持原有的自由基代謝水平;③疾病急性期代償(或其它因素)引起應激狀態,如急性病患極期(一般為發病頭1~2天內),自由基代謝激增,引起機體氧化應激,並影響到蛋白質表達等調節、應答機制。在自由基的誘導及機體代償應激下,細胞或機體會誘導性地增強抗氧化能力,一般會出現一過性SOD水平增高現象。但隨著高濃度自由基對SOD的大量消耗,以及機體的失代償,SOD的生物合成能力會很快回落到低水平,並與較高濃度自由基保持新的動態平衡。
【臨床表現】
自由基低下(FRD)的臨床表現無特異性。一般可見有原發病患的臨床表現。
【診斷】
根據血清SOD高於216U/ml並結合原發病患病史和臨床表現,即可作自由基低下(FRD)的診斷。LPO或MDA、CAT和GSH-PX等的實驗室檢查可作為輔助性診斷手段。注意急性病患發病頭1~2天內會出現一過性SOD水平增高現象,之後SOD水平會逐漸下降至129U/ml以下。
【治療】
對造成自由基低下(FRD)的原發病應作積極處理,可使自由基低下(FRD)易於糾正。
1.原發病患治療
有效治療原發疾病和消除引起自由基異常低下的因素,是自由基低下(FRD)治療的基礎和前提。
2.免疫調節治療
可採用免疫增強劑左旋咪唑(Levamisole,LMS)等進行治療,以提高和恢復病患者機體的免疫功能、及自身的新陳代謝功能,使低活性的T細胞、巨噬細胞和中性粒細胞的吞噬、趨化、聚集等功能恢復正常。
3.營養支持
可根據病患病情考慮輔以營養支持治療以增強病患者的免疫力,加快自由基回歸到正常水平。
主要參考文獻
[1] 劉耕陶(中國工程院院士)主編. 當代藥理學[M]. —北京:中國協和醫科大學出版社. 2008.
[2]Brain Res. 2010 Jan 11;1307:22-7. Epub 2009Oct 17.Edaravone, a free radical scavenger,protects components of theneurovascular unit against oxidative stress in vitro. Lee BJ, Egi Y, van LeyenK, Lo EH, Arai K.Neuroprotection Research Laboratory, Department of Radiology,Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston,MA, USA. PMID: 19840779 [PubMed - indexed for MEDLINE]
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