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活性氮自由基:脑缺血再灌注损伤过程中引起血脑屏障破坏及调节神经修复的双刃剑(英文)

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生物物理学报 2012年第4期28卷 295-306页

作者：沈剑刚香港大学中医药学院

在脑缺血再灌注损伤中,自由基发挥着重要作用。脑缺血及再灌注可产生大量的自由基,随着这些自由基的聚集,会引发一系列的分子级联反应,从而增加血脑屏障的通透性,诱发脑水肿、出血、炎症反应及细胞死亡。以一氧化氮(NO)及过氧亚硝基阴离... 详细信息

在脑缺血再灌注损伤中,自由基发挥着重要作用。脑缺血及再灌注可产生大量的自由基,随着这些自由基的聚集,会引发一系列的分子级联反应,从而增加血脑屏障的通透性,诱发脑水肿、出血、炎症反应及细胞死亡。以一氧化氮(NO)及过氧亚硝基阴离子(ONOO-)为代表的活性氮(reactive nitrogen species,RNS),是自由基的重要组成部分,它们在脑缺血再灌注损伤中作用显著。一方面,活性氮能激活基质金属蛋白酶(MMPs),破坏血脑屏障。MMPs作为一大类含2价锌离子的水解酶,其激活可以降解脑血管及神经元细胞外基质。脑缺血再灌注损伤产生NO和ONOO-,它们均可以通过激活MMPs,降解紧密连接蛋白,从而破坏血脑屏障。另一方面,近期研究发现,活性氮也参与了脑缺血后神经再生及修复的调节过程。因此,了解这些活性小分子在血脑屏障破坏及神经再生中的复杂生物活性将很有意义。小窝蛋白1(Caveolin-1)就是活性氮自由基的重要靶分子,它是一种细胞表面的穴样内陷(caveolae)中的膜蛋白,可以通过抑制MMPs的激活保护血脑屏障的完整性。下调Caveolin-1的表达将引起血脑屏障的破坏。脑缺血所产生的NO能下调Caveolin-1的表达,而Caveolin-1的下调,能引起NO合酶的增加,促进生成更多的NO。活性氮与Caveolin-1互相作用,形成了一个反馈回路,通过激活MMPs而造成血脑屏障的不断破坏。此外,Caveolin-1通过调节不同的信号通路,抑制神经干细胞的增长及向神经元分化。因此,活性氮也很可能通过调节Caveolin-1及其他信号通路调控神经再生。在这篇文章中,我们对活性氮在血脑屏障及神经再生中的近期研究进展进行了综述。我们认为,活性氮可能在脑缺血再灌注中起双重作用,既是细胞毒性分子,亦可能是神经再生中的重要信号分子,其作用与其在神经元、内皮细胞及其微环境中产生的量有重要的关系。

关键词：活性氮自由基一氧化氮过氧亚硝基血脑屏障神经再生脑缺血再灌注损伤

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活性氮自由基在口腔中的作用及其机制

实用医院临床杂志 2020年第2期17卷 252-256页

作者：马歆茹骆春梅王沙沙杜芹遵义医科大学贵州遵义563003 四川省医学科学院·四川省人民医院口腔科四川成都610072 川北医学院四川南充637000 电子科技大学医学院四川成都610054 中国科学院成都生物研究所四川成都610041

活性氮自由基(reactive nitrogen species,RNS)是由生物体内的一氧化氮(NO)与活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)相作用而衍生出的具有高度氧化活性的自由基和含氮化合物,在口腔各组织及微环境中均广泛存在。RNS不仅能调节正常... 详细信息

活性氮自由基(reactive nitrogen species,RNS)是由生物体内的一氧化氮(NO)与活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)相作用而衍生出的具有高度氧化活性的自由基和含氮化合物,在口腔各组织及微环境中均广泛存在。RNS不仅能调节正常口腔功能,也与许多口腔疾病的发生发展密切相关。正常生理情况下,口腔中的RSN参与血管舒张,调节着口腔组织的血液循环。而在炎症等病理情况下,RNS含量显著升高,导致蛋白质、脂质和核酸的化学修饰并介导损伤。通过这种机制,RNS在疾病过程中能发挥双重作用:RNS能参与机体非特异性免疫,在口腔中发挥抗菌作用,还可以抑制或杀伤肿瘤细胞;而病理情况下,过量的RNS通过损伤机体正常细胞参与牙周病,根尖周病和口腔癌等多种口腔疾病。本文综述了口腔中RNS的病理生理作用,为口腔疾病的防治提供新的思路。

关键词：口腔疾病活性氮自由基一氧化氮过氧亚硝基阴离子

RNS介导的氧化机制对肉品质的影响研究进展

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食品科学 2023年

作者：赵文秀杜瑞罗瑞明袁红杨东松侯艳茹张昌艳罗玉龙银川市农产品质量检测中心宁夏大学食品科学与工程学院

宰后肌肉极易受到促氧化条件的影响发生氧化导致肉品质下降，包括嫩度、颜色、保水性等，因此氧化机制调控是宰后肉品关注的重点。活性氮自由基（Reactive nitrogen species， RNS）是一氧化氮（NO）与包括活性氧在内的化合物相互作用... 详细信息

宰后肌肉极易受到促氧化条件的影响发生氧化导致肉品质下降，包括嫩度、颜色、保水性等，因此氧化机制调控是宰后肉品关注的重点。活性氮自由基（Reactive nitrogen species， RNS）是一氧化氮（NO）与包括活性氧在内的化合物相互作用，衍生出的具有高度氧化活性的自由基和硝基类化合物。RNS不仅能调控线粒体来促进细胞的代谢功能，还通过介导线粒体损伤引起细胞凋亡，进而对宰后肉的品质起到调控作用，相关的研究成果亟需总结、归纳。因此，本文概述了RNS在细胞中的产生和代谢，阐述了RNS通过线粒体调节细胞正常生理功能，并通过其对线粒体的损伤作用引发细胞凋亡，以及介导的氧化机制，包括脂质过氧化和蛋白质氧化；探讨了RNS影响宰后肉嫩度、色泽、保水性的机制，以期为提升宰后肌肉成熟技术提供理论参考。

关键词：活性氮自由基线粒体损伤细胞凋亡氧化机制肉品质

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茶类提取物抗氧化损伤的研究进展

中国食品 2022年第11期 127-129页

作者：李慕粟雯邵阳学院

人体细胞正常代谢的过程中会产生活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基,当ROS和活性氮自由基在体内的生成速率高于清除速率,则容易引起机体氧化应激损伤,造成细胞结构和功能异常,诱发细胞凋亡坏死,同时反应过程中产生的大量中间产物也易间... 详细信息

人体细胞正常代谢的过程中会产生活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基,当ROS和活性氮自由基在体内的生成速率高于清除速率,则容易引起机体氧化应激损伤,造成细胞结构和功能异常,诱发细胞凋亡坏死,同时反应过程中产生的大量中间产物也易间接导致人类患多种疾病,氧化损伤的积累也是导致人体衰老的重要原因之一。

关键词：氧化应激损伤抗氧化损伤活性氮自由基中间产物细胞凋亡生成速率多种疾病人体细胞

松果菊苷对血管性痴呆大鼠氧化应激损伤的保护作用

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中国药理学通报 2014年第5期30卷 638-642页

作者：马婧怡张万鑫陈虹姜勇屠鹏飞丁慧石河子大学药学院教育部新疆特种植物药资源重点实验室新疆石河子832002 北京大学中医药现代研究中心北京100083

目的研究松果菊苷(ECH)对血管性痴呆大鼠氧化应激损伤的保护作用。方法采用间隔3 d分2次结扎大鼠双侧颈总动脉法制备血管性痴呆(VD)模型;给药后,采用生化方法测定皮层及海马组织中还原型谷胱甘肽(GSH)、一氧化氮(NO)含量,谷胱甘肽过氧... 详细信息

目的研究松果菊苷(ECH)对血管性痴呆大鼠氧化应激损伤的保护作用。方法采用间隔3 d分2次结扎大鼠双侧颈总动脉法制备血管性痴呆(VD)模型;给药后,采用生化方法测定皮层及海马组织中还原型谷胱甘肽(GSH)、一氧化氮(NO)含量,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、一氧化氮合酶(NOS)的活力;HE染色,光学显微镜下观察各组大鼠海马组织CA1区组织结构的变化。结果与假手术组比较,模型组大鼠的皮层及海马组织中的GSH含量以及GSH-Px的活力明显下降(P0.05),且ECH高剂量组海马CA1区神经元损伤程度低,更接近于假手术组。结论松果菊苷对血管性痴呆大鼠氧化应激损伤有较好的保护作用。

关键词：松果菊苷血管性痴呆大鼠氧化应激活性氧自由基活性氮自由基 HE染色

镍化合物细胞损伤中自由基、ATP及Ca^(2+)变化的研究进展

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环境与职业医学 2010年第11期27卷 704-706页

作者：闫铭锋程宁兰州大学基础医学院免疫系甘肃兰州730000 兰州大学甘肃省新药临床前研究重点实验室甘肃兰州730000

镍化合物(nickel compounds)是人类在生产和生活中广泛接触的工业物质。镍化合物对细胞的损伤表现主要是以细胞自由基、磷酸三腺苷(ATP)和钙离子(Ca2+)及相关酶类和相关基因的变化。为进一步了解镍化合物对细胞自由基、ATP和Ca2+变化的... 详细信息

镍化合物(nickel compounds)是人类在生产和生活中广泛接触的工业物质。镍化合物对细胞的损伤表现主要是以细胞自由基、磷酸三腺苷(ATP)和钙离子(Ca2+)及相关酶类和相关基因的变化。为进一步了解镍化合物对细胞自由基、ATP和Ca2+变化的影响,本文综述报道国内外对镍化合物细胞损伤中自由基、ATP和Ca2+方面变化的研究进展。

关键词：镍化合物活性氧自由基活性氮自由基脂质过氧化磷酸三腺苷钙离子

硝酸盐光解体系中典型农药降解及副产物生成机理研究

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硝酸盐光解体系中典型农药降解及副产物生成机理研究

作者：谭宇哲湖南大学

学位级别：硕士

水环境问题一直以来都被人类社会所广泛关注。随着农药和氮肥的大量使用,农药和硝酸盐常共存于农业径流中。有机农药和硝酸盐可稳定存在于水体中,分布范围广,成为水处理的难点问题,威胁着水环境健康和饮水安全。当前研究多集中在有机农... 详细信息

水环境问题一直以来都被人类社会所广泛关注。随着农药和氮肥的大量使用,农药和硝酸盐常共存于农业径流中。有机农药和硝酸盐可稳定存在于水体中,分布范围广,成为水处理的难点问题,威胁着水环境健康和饮水安全。当前研究多集中在有机农药或硝酸盐的单独去除,未考虑两者复合污染下的转化机制。由于硝酸盐的光敏性,其经光照后可生成包括羟基自由基(Hydroxyl radical·OH)和含氮自由基(Reactive nitrogen species,RNS)在内的多种活性成分,从而达到降解有机农药的目的。因此本文对硝酸盐光解体系中有机污染物的降解机制、及有害副产物的生成机制进行系统研究。由于硝酸盐在不同紫外波长下摩尔吸光系数的差异,本文研究了不同紫外波长(255 nm、285 nm、365 nm)条件下阿特拉津(Atrazine,ATZ)的降解效能及机理,发现ATZ的降解速率由快到慢依次为285 nm、255 nm、365 nm对应计算出的反应速率常数分别为0.0158 min、0.0008 min和0.0005 min,证实了该体系中ATZ的降解主要依靠紫外辐射、活性氮自由基和羟基自由基的作用。利用探针法测算了紫外/硝酸盐(UV/NO)体系中三者对ATZ降解的贡献率,发现UV/NO体系中RNS贡献较大为84.9%,而UV/NO体系中以·OH的55.8%的贡献为主。此外,研究了天然有机物和碳酸氢盐对UV/NO体系降解ATZ的影响,结果表明UV/NO体系受水质条件影响较UV/NO体系小,间接证明了RNS的选择性相对·OH强。利用液相色谱-三重四级杆质谱联用仪检测了UV/NO体系中ATZ的降解产物(DEA、DIA、OEIT、OAIT、AIT),提出了可能的降解路径,并采用费氏弧菌(Vibrio fischeri)监测了ATZ在该体系降解过程中的毒性变化。此外,本文研究了硝酸盐和敌草隆在太阳光照射条件下的转化机制。与UV/硝酸盐体系类似,太阳光/硝酸盐体系同样可生成大量RNS和·OH。本文首采用电子顺磁共振波谱(Electron paramagnetic resonance,EPR)技术对太阳光/硝酸盐体系中生成的·OH和NO·进行了定性检测,直接证实了RNS和·OH的生成,其中以·OH为主。此外本部分研究探讨了硝酸盐浓度、溶解氧、p H值、碳酸氢盐和天然有机物对敌草隆降解的影响,发现硝酸盐和溶解氧浓度越高、碳酸氢盐和天然有机物浓度越低,敌草隆在太阳光/硝酸盐体系中的降解就越彻底,而p H通过影响体系中ONOOH和ONOO的分布影响敌草隆的降解,在p H值7时对应敌草隆的去除率最高为82%。采用液相色谱-三重四级杆质谱联用仪检测了太阳光/硝酸盐体系中敌草隆的降解产物(TP1-TP6)。由于敌草隆含有二甲胺结构,本文进一步对敌草隆在太阳光/硝酸盐体系中生成二甲基亚硝胺(N-Nitrosodimethylamine,NDMA)和亚硝酸盐的潜能进行了研究。研究发现在不同条件下,亚硝酸盐和NDMA的生成趋势基本一致,证实了亚硝酸盐是NDMA生成的重要前驱物。最后采用费氏弧菌对该反应体系过程中的急性毒性变化进行了监测。本文提出的硝酸盐光解体系降解新兴有机污染物为硝酸盐和有机农药复合污染水体的修复提供了一种新方法。与此同时评估了太阳光照射下硝酸盐和敌草隆向亚硝酸盐和NDMA转化的潜在风险,为分析该体系的风险提供了新的见解。

关键词：紫外波长硝酸盐光解除草剂活性氮自由基二甲基亚硝胺

NO2-对紫外工艺效能及消毒副产物生成的影响机理研究

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NO2-对紫外工艺效能及消毒副产物生成的影响机理研究

作者：李玲湖南大学

学位级别：硕士

有机微污染物(Micropollutants,MPs)在水环境中分布范围非常广。虽然它们在水环境中浓度较低,但结构稳定难降解和在食物链中易生物累积和生物放大,是致癌、致畸、致突变物质。且污水厂和净水厂的常规水处理工艺难以去除原水中低浓度的... 详细信息

有机微污染物(Micropollutants,MPs)在水环境中分布范围非常广。虽然它们在水环境中浓度较低,但结构稳定难降解和在食物链中易生物累积和生物放大,是致癌、致畸、致突变物质。且污水厂和净水厂的常规水处理工艺难以去除原水中低浓度的有机微污染物,因此,研发出易实施、安全可靠、低成本又高效的新型水处理技术,对有机微污染物的迁移转化和总量进行控制,使得环境中的有机微污染物减量化、无害化。紫外高级氧化技术在处理含有机微污染物的原水具有很好的应用前景。本文研究了亚硝酸盐对UV工艺降解MPs的影响及机理研究,并针对含亚硝酸盐原水,提出了一种基于活性氮自由基和羟基自由基的新兴水处理体系-UV/NO。考察了UV/NO体系去除六种有机微污染物的去除效率和反应速率,并从亚硝酸盐浓度、MPs结构、原水水质、p H、溶解氧(Dissolved oxygen,DO)等探究了UV/NO体系氧化降解有机微污染物的反应机理。淬灭实验证实了UV/NO体系生成了羟基自由基。贡献率计算和相关文献侧面证实了UV/NO体系中生成了活性氮自由基。实验结果表明,有机微污染物结构、亚硝酸盐浓度、p H、DO、原水水质对UV/NO体系氧化降解MPs影响较大。在本文条件中,在有机微污染物给电子能力强、中性或者碱性条件和含较高溶解氧时,UV/NO体系能更好地氧化降解MPs。亚硝酸盐浓度对UV/NO体系氧化降解MPs的影响因有机污染物结构而异,对于给电子能力强的物质例如双酚A、卡马西平和磺胺嘧啶,降解速率一直随亚硝酸盐浓度增加而增加,吸电子能力强的物质如双酚S、阿特拉津、萘啶酮酸则先增加而后减小。此外,以双酚A和卡马西平为例,研究了有机微污染物在UV/NO体系被氧化降解的反应路径。借助液相色谱-三重四级杆质谱联用,检测到4种BPA的氧化产物,10种CBZ的氧化产物。RNS诱导的硝化和亚硝化和HO诱导的羟基化是该体系中发生的主要反应。BPA氧化产物的浓度变化趋势为先增加后减少。CBZ氧化产物中有5种达到峰值,其它5种则持续增加。同时,以双酚A为例,研究了亚硝酸盐对紫外工艺预处理有机微污染物后其氯化消毒副产物生成情况的影响,并研究了氯化消毒副产物特别是三氯硝基甲烷在本文中的生成机理。研究了亚硝酸盐浓度、p H、紫外通量对消毒副产物(Disinfection by-products,DBPs)产量及其毒性的影响。含亚硝酸盐的待处理原水经过UV或UV/氯工艺预处理时,经氯化后会生成三氯甲烷和三氯硝基甲烷(Chloropicrin,TCNM)这两种消毒副产物。其中,TCNM的基因毒性和细胞毒性均很强,且TCNM的产量不容小觑。在亚硝酸盐存在下,与UV预处理相比,UV/氯预处理后TCNM和TCM产量增加更为明显。较高的亚硝酸盐浓度(0-5 mg-N L)、较高的p H值(6.0-7.0)和适中的紫外线通量促进了在UV/氯和后氯化过程中的TCNM的生成。UV/氯预处理双酚A时,其氯化DBPs的总细胞毒性和基因毒性主要取决于TCNM产量。因此,当使用波长为～350 nm的UV/氯处理含BPA的原水时,应严格控制好试验条件,以避免经预处理后原水的细胞毒性和基因毒性的增加。

关键词：紫外工艺有机微污染物亚硝酸盐活性氮自由基羟基自由基消毒副产物

氧化应激与阿尔茨海默病以及抗氧化治疗研究进展

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国际神经病学神经外科学杂志 2010年第4期37卷 336-340页

作者：付艳玲薛寿儒苏州大学附属第一医院神经内科江苏省苏州市215006

氧化应激机制是导致阿尔茨海默病(AD)患者神经元变性及功能丧失的主要原因之一,它可与β淀粉样肽(Aβ)相互作用,激活信号通路而促进AD发生及进展,积极的抗氧化措施可预防、延缓、治疗AD。检测外周血氧化应激标志物可反映氧化应激水平及... 详细信息

氧化应激机制是导致阿尔茨海默病(AD)患者神经元变性及功能丧失的主要原因之一,它可与β淀粉样肽(Aβ)相互作用,激活信号通路而促进AD发生及进展,积极的抗氧化措施可预防、延缓、治疗AD。检测外周血氧化应激标志物可反映氧化应激水平及指导抗氧化治疗。目前应用的抗氧化剂包括生理性、天然、化学合成三类,其作用机制各有异同。本文综述了氧化应激与阿尔茨海默病关系以及抗氧化治疗的最新研究进展。

关键词：活性氧自由基活性氮自由基氧化应激抗氧化剂阿尔茨海默