肺中的氧化还原系统是复杂的,高度互动的,影响肺生理学,免疫学和细胞生物学的不同方面,以及所有意图和目的,它们基本上是不可测量的invivo..孤立地测量氧化还原系统的一种组分,例如一氧化氮(NO),使人们无法了解其余的生化过程。不幸的是,这让研究人员有信心,但无法充分证明,氧化还原紊乱是人类肺部疾病固有的程度。
Inchinoseet al。1本期《欧洲呼吸杂志美国已经在一定程度上克服了这一障碍。他们只测量了肺氧化还原系统的三个组成部分(黄嘌呤氧化酶(XO), NO和硝基酪氨酸),其余部分没有进行评估。然而,他们利用一种简单的、虽然不是随机的或安慰剂对照的治疗干预(用XO抑制剂别嘌呤醇治疗人类)表明,在慢性阻塞性肺疾病(COPD)中,这三种氧化还原成分的浓度不仅相互依赖,而且可以操纵。虽然这并不出乎意料,但令人欣慰的是,许多细胞生物学和生物化学实验的理论基础被证明与此类临床试验相关。
一氧化氮(FE)排泄分数的测定没有)已成为一种公认的监测肺部炎症的方法。但是当FE时真正被评估的是什么没有测量吗?假设NO是从气道壁提供给呼出的空气,很明显,有一些生理因素影响FE没有,包括过期流量(流量越低,Fe越高没有)2,气道封闭(更多封闭件导致更多的过期流量通过较少的无线空气道,从而降低Fe没有),以及上呼吸道的贡献。但与气道化学家更相关的是NO是如何形成的。
NO的初始形成主要是通过一氧化氮合酶(NOS)的同种型的作用。但是,NOS不是唯一的唯一来源。摄入硝酸盐(没有3.-) - 饭菜也会增加Fe没有,通过细菌硝化反应,特别减少NO3.-亚硝酸盐(没有2-),通过质子化和氧化还原反应生成NO3.那4..然而,形成,在看似无限数量的调节途径中没有用作直接作用者,并且重要的是作为其他生物活性氮氧化物的前体分子,包括S-亚硝硫醇(这可能比不能作为所述Cell Bioloology的信号分子调节剂所述。和生理学)5..由于许多和多种各样的反应,没有长时间保持不变。
当作者说不,有时他们并不意味着没有。其他氧化物的氮是重要的,认为不作为NO的沉积和来源,其中许多含量在它们自己的权利(例如S-亚硝基硫醇)中具有生物活性。NOS同种型也产生过氧硝酸盐(Oono-),其以及其共轭过氧酸(Honoo),是一种有效的氧化和硝化剂(硝化是添加的2+到分子,通常是苯酚如酪氨酸,以换取质子(H.+))6..如果没有立即可用的氧化或硝酸盐的目标,那么Honoo就会易于分解我们认为相对无害的3.-.除酶解过程外,NO与超氧化物(O2-)也构成OONO−。NO的氧化也可以形成NO2-然后,它用作以下内容的存储池:1)否;2)状况依赖性硝化或亚硝基化等同物;3)酶促硝化蛋白质的底物7..这些反应还取决于所有分子中最小分子H的可用性+.这些产生和消耗NO的各种生化过程的总和,加上前面提到的生理变量,就是FE没有评估。但是,它是所有潜在的化学过程,有助于确定FE没有这关系到肺的生物学,而不是碰巧从气道作为排气逸出的剩余的NO。这些基础流程invivo.继续锁在黑盒里。
正在努力评估健康和疾病状态下肺部的氧化还原活性。基于各种组织或液体样本的分析来确定肺中氧化负荷的证据的论文越来越普遍。过氧化氢、异前列烯、乙烷、戊烷和其他气体的呼出量增加是氧化负担增加的证据。其他人研究诱导痰、支气管肺泡灌洗液和偶尔的活检材料来测定氧化负荷的各种指标,如氧化与还原性谷胱甘肽的比值。
但是什么是氧化负荷呢?这是否意味着氧化反应多于还原反应?当然不会,因为氧化和还原总是平衡的。但氧化确实是由饥渴的电负性化合物贪婪地消耗可用的负电荷构成的,如果这些电负性化合物从我们宁愿保持其原形的分子(如酶和细胞膜脂类)中借用电子,那就成了负担。氧化应激是一种产生超过正常数量的强电子受体的情况,它们攻击最好不受干扰的分子。O.2-、过氧化氢、HOONO,以及作为常见中介的羟基自由基,都是相关的氧化剂。
O.2-总是在细胞环境中,并以某种方式作为信号分子发挥作用8.那9..如ichiinose在论文中所讨论的那样et al。1,形成O有多种机制2-其中一个是XO。作者发现,在COPD患者中,诱导痰中的XO活性是对照组的4倍,而别嘌呤醇有效地降低了这种活性。重要的是,很明显XO不仅仅是气道氧的最小来源2−在COPD中,因为别嘌呤醇的使用严重影响了O2否则会发生反应。具体来说,别嘌呤醇的使用降低了诱导痰中硝基酪氨酸免疫染色,增加了呼出NO。因此,至少有一小部分通过氧化本来可以以一种能够硝化蛋白质的形式存在的氮氧化物,反而变成了可以被呼出的不带电荷的气体分子。这些数据与O2- 由XO产生的是我们的FE措施的最小相关没有.
然而,它可能走得更远。蛋白质的硝化作用可能不仅仅是OONO−存在的标志。实际上,化学上,硝化作用可以通过OONO−形成和/或质子化,NO2−酸化,或通过NO与O反应生成的二氧化氮2.也许更重要的是,在某些情况下,硝基酪氨酸可能反映中性粒细胞髓过氧化物酶和嗜酸性粒细胞过氧化物酶的活性7..由于这些原因,硝基酪氨酸似乎主要出现在pH值低、NO产生高和多形核白细胞常见的炎症疾病状态下的各种组织中,这并不奇怪。
不同于亚硝基化(NO+对H+),目前还没有明确的证据证明蛋白质的硝化是一个受调控的过程。有证据表明硝化作用影响酶的功能,有理由怀疑激酶途径可能被干扰或模仿10.如果信号分子的酪氨酸残基被硝化。也许更有趣的是尚未研究的概念,即硝基酪氨酸的化学特性与二硝基苯酚非常相似11.,二硝基氯苯和其他几十种化合物都是很好的半抗原。事实上,对于适应性免疫的细胞来说,这些分子可能是相同的。也许这些分子是半抗原因为它们看起来像硝基酪氨酸。问题是:酪氨酸硝化是由NOS、pH、O等先天过程引起的吗2−,中性粒细胞髓过氧化物酶随后激活针对硝化内源性蛋白质的获得性免疫反应?
在慢性阻塞性肺部疾病中,超氧化物过度屈服,硝基吡啉比比皆是。也很可能也过度引发了一氧化物,但人类呼出空气中的一氧化氮比其他氧化物更少,否则是因为它在氧化过程中消耗。这些过程确实可以被阻止。虽然如果硝化与人肺病有关,但仍有待确定在活的有机体内, Ichinoseet al。1已经提供了充分的证据表明它至少与呼出的一氧化氮措施有关。此外,他们还报道了一种简单的人体系统,该系统为之前的许多氧化还原实验提供了临床依据。尽管如此,由于很难一次性测量所有这些物质,肺部氧化还原系统中每个分子的形成和命运在活的有机体内仍然不确定。
- ©ERS期刊有限公司