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- 发布时间：2017/6/9 14:44:58
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上海长征医院 吴宗贵
Oxidative stress and atherosclerosis
氧化应激与 动脉粥样硬化
动脉粥样硬化脂质氧化理论的提出
脂源性理论无法解释4种现象:
LDL-R缺乏的患者(家族性纯合子型高胆固醇血症)或动物模型,由于巨噬细胞表面的LDL-R缺乏,LDL无法通过LDL-R途径被巨噬细胞摄取,但是该类患者或动物模型动脉粥样硬化的发病率几乎是100%。
?
体外试验中,即使将单核-巨噬细胞和平滑肌细胞和浓度非常高的LDL血浆共同培养后,也并不能诱导胆固醇在细胞内的聚积。
?
动脉粥样硬化脂质氧化理论的提出
动脉粥样硬化脂质氧化理论的提出
LDL-R受细胞内胆固醇含量的负反馈调节。LDL和LDL-R结合后,内吞进入巨噬细胞胞浆,与溶酶体结合后,在溶酶体酶的作用下,LDL中的蛋白质降解为氨基酸,而胆固醇酯水解为游离胆固醇和脂肪酸。但是,当细胞内胆固醇的含量饱和时,便会反馈性调节细胞表面的LDL-R的数量减少,功能下调。所以LDL经这一途径代谢只是一个生理过程,并不会引起胆固醇在巨噬细胞内堆积。
?
多个流行病学调查结果显示,动脉粥样硬化与高胆固醇血症之间呈一种非线性关系,动脉粥样硬化患者中合并高胆固醇血症的不到60%,有40%多的患者血脂完全正常。
?
动脉粥样硬化脂质氧化理论的提出
7国男性TC水平和总死亡率关系
0
5
10
15
20
25
30
35
血清 TC mmol/L (mg/dL)
冠心病死亡率 (%)
北欧
南欧，地中海地区
美国
塞尔维亚
南欧，内陆地区
日本
2.60
(100)
3.25
(125)
3.90
(150)
4.50
(175)
5.15
(200)
5.80
(225)
6.45
(250)
7.10
(275)
7.75
(300)
8.40
(325)
9.05
(350)
Data are from the Seven Countries Study of 12,467 men from Southern European Countries,
the USA and Japan. Verschuren WM et al. JAMA 1995;274:131–136.
高LDL与动脉粥样硬化形成之间存在中间环节
ROS可导致脂质、蛋白质和DNA的修饰
机体
自由基??
抗氧化?
有害刺激
组织损伤
Reactive Oxygen
Specis (ROS)
氧化 应激
ROS的作用
机体防御
细胞内第二信使，参与
正常生理功能
过量，导致病理损伤
LDL如何被氧化修饰
O2- O2-
LDL表面多不饱和脂肪酸双链断裂
ApoB
氧化
共轭双烯
修改LDL表面结构
交联
LDL表层
LDL不再被LDL-R识别 转而被SR-AI受体识别
Witztum, J.L. et al. J. Clin. Invest. 1991. 88, 1785-1792
Ox-LDL在泡沫细胞形成过程中的作用
LDL
LDL
内皮细胞
管腔
单核细胞
巨噬细胞
泡沫细胞
内膜
氧化修饰 LDL
细胞增殖、退化
Ross R. N Engl J Med 1999;340:115-126.
MCP-1
穿越
VCAM-1
ICAM-1
粘附
SR
高脂血症
细胞因子
ROS与AS
LDL体内氧化机制
LDL氧化
中性粒细胞
单核细胞
巨噬细胞
EC
SMC
成纤维细胞
NADPH氧化酶
髓过氧化酶
细胞色素P450
线粒体电子传递链
过氧化亚硝酸盐
黄嘌呤氧化酶
血浆铜蓝蛋白
脂氧化酶：体内/外
OxLDL的致AS特性
促进SMC增殖
抑制内皮细胞的血管舒张
具有免疫原性
细胞毒作用：破坏内膜完整性
T细胞趋化因子
?MMP，影响斑块稳定性
OxLDL的致AS特性
上调清道夫受体表达
易被巨噬细胞迅速摄取，无负反馈
调节，形成泡沫细胞
刺激EC释放MCP-1、CSF，促进单核
细胞趋化并分化成组织巨噬细胞
抑制局部巨噬细胞迁移；
刺激单核细胞/巨噬细胞表达IL-1?
AS患者LDL-R表达下调清道夫受体表达上调
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
LDL-R
清道夫受体CD36
受体水平
对照组
AS组
Data from Atherosclerosis Seminar,Beijing. 2003
上调
下调
丙二醛（MDA）
循环抗oxLDL抗体
F(2)- 异前列烷(IsoPs)定量方法
体内、简便、准确
人体液：血浆和尿液
AS危险因素如吸烟、高胆固醇、
糖尿病、肥胖时，F(2)-IsoP增加
ROS的检测
VitE,VitC,β-胡萝卜素,类黄酮,泛醇-10,
超氧化物岐化酶(SOD),谷胱甘肽(GSH)
普罗布考(probucol),丁羟甲苯(BHT),
联苯二胺(DPPA),AGI-1067(普罗布考衍生物)
抗氧化治疗
Probucol
Statins
AT1RB and ACEI
Vitamins E and C
PPAR-γ ligands.
抗氧化治疗
Ang II
statin
PPAR-γ
losartan
candesartan
Vit C
Vit E
内皮功能紊乱
单核细胞粘附
SMC迁移增生
动物实验
ROS敏感性通路
ROS 产生
AS
抗氧化治疗
中度降低LDL
有效抑制LDL氧化修饰，独立于其
降脂作用
恢复NO生物活性
抑制VCAM-1和MCP表达，
抑制人主动脉SMC增殖
抑制模型动物AS形成
Probucol
抗氧化剂抗动脉粥样硬化的动物试验
Daniel S. Circulation Feb 1997; 95: 1062 - 1071.
抗氧化剂抗动脉粥样硬化的循证研究
抗氧化剂抗动脉粥样硬化的循证研究
FAST研究:脂质抗氧化剂普罗布考对AS患者的生存利益
Sawayama Y, et al. J Am Coll Cardiol 2002 Feb 20;39(4):610-6
6
12
18
24
5
10
15
20
月
生存影响率(%)
P<0.05, Log-rank Test
脂质抗氧化剂普罗布考
普伐他汀
安慰剂
为何普罗布考循证研究获得阳性结果而抗氧化维生素却未?
普罗布考是目前最强的断链抗氧化剂,其抗氧化能力是VitE的5～6倍,且结合氧自由基反应为不可逆
普罗布考分子具有14个亲脂性甲基,决定了普罗布考与LDL结合能力远强于其他脂溶性抗氧化剂(1个LDL颗粒仅能结合6个VitE和2个β-胡萝卜素分子),因此与LDL结合的普罗布考分子消耗氧自由基的能力远强于VitE和β-胡萝卜素。
除了抗氧化作用外,普罗布考还是个降胆固醇药物,且对动脉粥样硬化过程中诸多的炎性细胞因子有较强抑制作用
VitE和β-胡萝卜素在大多研究中剂量不足。值得注意的是,VitE每日剂量在400IU以上的
临床试验结果均为阳性,而每日剂量在400IU以下则对动脉粥样硬化无明显效果。
VitC为水溶性抗氧化剂,抗脂质氧化作用微弱。
脂质抗氧化剂抗AS的最大规模研究即将公布
ARISE
Aggressive Reduction of Inflammation Stops Events
在2006年公布,预计将对心血管
临床治疗指南产生重大影响
他汀类药物
抑制NAD(P)H氧化酶表达
降低oxLDL对氧化的易感性
抑制LOX-1上调
增加eNOS表达及mRNA
稳定性，?NO
抑制ATR1表达
抗氧化剂
ACEI和ARB-从源头阻断ROS产生
抑制NAD(P)H氧化酶活性
?SOD表达
改善NO生物活性，改善内皮功能
抑制早期斑块形成
ACEI? ?缓激肽水平?NO释放
ApoE敲除小鼠高脂喂养：LOX-1、MMP-1,
MMP-2, MMP-9, CD40??，p38 MAPK活性??
rosuvastatin或 candesartana：中度抑制
rosuvastatin加 candesartana：完全抑制
-Chen J, et al. J Am Coll Cardiol (in press)
ACEI/ ARB与statins的协同作用
statins
statins
Statins,ARB
ACEI,ARB
抑制NADPH 氧化酶表达、?ROS 产生
抑制EC和SMCs表达致AS蛋白
调节巨噬细胞-泡沫细胞形成和
炎症反应，?AS病变
?高胆固醇兔的血管壁白细胞聚集
?TNF-α-介导的人冠状动脉EC凋亡
PPAR-γ配体
增加局部NO生物利用度
抑制LDL氧化
动物模型：糖尿病、
高血脂 改善内皮功能，减缓AS进展
Vitamins E
局限性
对O2-、OH-、ONOO-无效
作用限于亲脂环境
需要协同抗氧化因子
致氧化作用
直接清除ROS( O2-、OH-、 H2O2)
增加局部NO生物利用度
抑制NAD(P)H氧化酶活性
抑制LDL氧化
动物模型：糖尿病、高血脂
改善内皮功能，减缓AS进展
Vitamins C
局限性
直接清除O2-需要较高浓度(mM)
致氧化作用
5个阳性结果：显示主要联合终点获益
CHAOS、 SPACE、ASAP、Nurses’ Health Study 、移植物相关AS研究
7 个阴性结果：不降低与AS有关的终点事件
HOPE、HPS、GISSI、ATBC、CARET、PQRST、PHS
有关抗氧化维生素的12临床研究
对药物的反应存在个体差异
药物的最适剂量
药物的类型：天然/合成？
体内氧化还原反应更为复杂
抗氧化剂本身的致氧化作用：健康志愿者补充vita C 表现出抗氧化和致氧化双重作用
高剂量引起 DNA 损伤
Vit E、Vit C无效的原因 分析
决定抗氧化剂效用的因素