还原型谷胱甘肽的作用机制

还原型谷胱甘肽的作用机制 ( 摘 要 ) 肝脏疾病是临床常见疾病，研究还原型谷胱甘肽( Glutathione，GSH) 在肝细胞中的作用机制，进而描述氧化应激在肝细胞损伤中的作用，着重讨论了还原型谷胱甘肽的本质及其作用机制。结果表明GSH作为抗氧化剂和细胞代谢剂，成为临床中重要的治疗和辅助治疗药物。 (关键词) 氧化应激 还原型谷胱甘肽 肝损伤 (Abstract) liver disease is common clinical disease of reduced glutathione (Glutathione, GSH) in the mechanism of liver cells, and then describe the oxidative stress in the liver cell injury, focusing on the prototype of glutathione also glycylglycine nature of its mechanism. The results showed that GSH as an antioxidant and cell metabolism of drugs, to become an important clinical treatment and adjuvant drugs. (Key words) oxidative stress; reduced glutathione; liver injury 还原型谷胱甘肽 (Glutathione，GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成的一种三肽，广泛存在于哺乳动物体内，参与体内三羧酸循环及糖代谢，使人体获得高能量，是细胞内主要的巯基(—S H)和含量最丰富的低分子多肽，是细胞内主要的代谢调节物质，其对生物体氧化还原系统和巯基酶有活化作用，可清除组织中的氧自由基。肝脏是体内GSH主要的合成和消耗场所，其受有毒物质或射线等损害时，可诱导产生大量氧自由基;GSH可提供活性巯基或在酶催化下直与自由基结合，保护和恢复肝细胞功能。GSH能激活多种酶。如巯基(—SH) 酶一辅酶等，从而促进糖类、脂肪及蛋白质代谢。并能影响细胞的代谢过程，是一种细胞内重要的调节代谢物质。GSH由于其广泛的生物效应。临床上除应用于肝脏疾病外，还应用于恶性肿瘤、神经、泌尿、消化、等多种疾病。 现将G S H的作用机制及临床应用综述如下。 一 氧化应激损伤肝细胞的机制 肝细胞损伤是各种肝病共同的病理基础，其中氧化应激在肝细胞损伤中占有很重要地位。因此，对氧化应激导致肝细胞损伤的研究便成为治疗肝脏疾病的一个重要途径。机体存在着正常的自由基清除体系。生理情况下，活性氧簇( Reactive Oxygen Species ROS ) 的产生与清除保持平衡，不出现细胞损伤;病理情况下，体内ROS产生过多或抗氧化体系不足，即出现促氧化物与抗氧化物之间的动态平衡失调，过多的ROS 可引起肝细胞膜、线粒体膜、微粒体膜及溶酶体膜发生的脂质过氧化 ，产生脂质过氧化物 ( 1ipoperoxides,LPO) 及其降解产物( 如丙二醛MDA等)，LPO不仅使ROS增加，毒性增强，而且可抑制抗氧化系统，削弱细胞防御机制，增加其对外源性过氧化物毒害的敏感性。因此，体内ROS 的过渡激活、脂质过氧化反应的引发和持续是肝细胞损伤的重要病理基础之一。 二 GSH的作用机制 还原型谷胱甘肽(GSH)广泛存在于正常细胞，谷胱甘肽作为一种抗氧化剂，能活跃肝脏代谢，保护肝细胞膜，增强肝脏解毒功能，通过外源性补充谷胱甘肽，可增强肝细胞的解毒功能，促进损伤的肝细胞修复、再生，防止胆汁瘀积，促进黄疸消退及肝功能恢复。GSH是非酶性抗氧化剂。通过其巯基氧化一还原态的转换，作为可逆的供氢体。其分子特点是具有活性巯基(-SH)和y-谷氨酰键。其中巯基是GSH最重要的功能基团。巯基参与机体内多种重要生化反应，保护体内重要酶蛋白巯基不被氧化、灭活而保证能量代谢和细胞利用。在GSH代谢途径中，在GSH转移酶( GST )、谷氨酰转肽酶( Y-GTP )、GSH-过氧化 物酶-还原酶( GSH-P x -r e ) 的参与下，可清除细胞内自发或酶促反应所产生的活性中间产物，从而在活体细胞抗氧化物作用中起重要保护作用。GSH是细胞合成的非酶性抗氧化剂，通过其巯基氧化。还原态的转换，作为可逆的供氢体，主要在细胞内的水相提供抗氧化保护;GSH-Px 和GST、脱氢抗坏血酸还原酶等催化的反应都需要GSH作为供氢体。含巯基,二硫基的酶的活性也受细胞内氧化型谷胱甘肽( GSSG ) , 还原型谷胱甘肽( GSH ) 比值的影响。GSH还可以复活被活性氧损伤的巯基酶。此外，GSH还能参与体内氧化还原过程，能和过氧化物及自由基结合，对抗氧化剂对巯基的破坏，保护细胞膜中含巯基的蛋白质和含巯基酶不被破坏，同时还可对抗自由基对重要脏器的损害。GSH不仅参与了细胞抗氧化反应、维持机体的氧化还原平衡，还参与了调节细胞增生、机体免疫应答以及在神经系统中充当神经调质和神经递质的作用。Bandyopadhyay等研究发现，氧化应激条件下，细胞核因子(NFI ) D NA结合活性呈GSH依赖性，其机制可能是GSH在巯基转移酶的作用下参与NFI的氧化敏感半胱氨酸的还原状态的维持。另有研究证实，GSH参与了脂多糖诱导的细胞因子转录的调节及I-KB,NF-KB信号通路的调节。GSH含量的降低，是一种潜在的凋亡早期激活信号，随后产生的ROS促使细胞发生凋亡。氧化应激诱导的GSH耗竭是氧化应激介导细胞信号转导的中间环节之一。溢出细胞的GSH是其裂解酶作用下的产物，进一步诱导了细胞的氧化应激。 1 材 料 1( 1 动物:健康小白鼠，体重 1 8 ,2 2克,只，雌雄各半。 1 (2 药物及主要试剂:还原型谷胱甘肽，临用时用生理盐水配制;联苯双酯;D一氨基半乳糖;四氯化碳;ALT、AST、ALP试剂盒。 法 2 方 2 (1 灌胃给药:小白鼠6 0只，随机分为6组，每组1 0只，即:生理盐水组，模型对照组，联苯双酯0( 2 g , k g组及还原型谷胱甘肽2( 5 g, kg、1( 2 5 g ,k g、 0( 5 g ,k g三个剂量组。2 4小时内三次(每次间隔8小时)给予相应药物及溶剂(生理盐水)，最后一次给药后 0( 5小时，除生理盐水组外，其余各组腹腔注射D一氨基半乳糖 0 ( 8 g ,k g ，2 4小时后摘眼球取血测AL T、AS T、AL P，解剖动物，取肝左叶用1 0 ,甲醛 固定、切片、常规HE染色，观察病理变化，将肝组织中肝细胞肿胀、胞浆疏松、炎症细胞浸润按其病变程度分为正常、轻、中、重，并分别用“ 一、+、++、+ ++” 表 示 。 2 (2 腹腔注射给药:将还原型谷胱甘肽分为 0( 4 g , k g 、 0 ( 1 g ,k g 、 0 ( 0 2 5 g , k g三个剂量组，其余同上。 3 结果 3( 1 还原型谷胱甘肽2 ( 5 g ,k g灌胃对D一氨基半乳糖所小白鼠ALT和AST的升高有明显的降低作用。 3( 2 经秩和检验，还原型谷胱甘肽2(5 g, k g、1 (2 5 g ,k g对 D一氨基半乳糖致小白鼠肝细胞肿胀及胞浆疏松程度明显轻于模型组;2 (5 g ,k g组的炎症细胞浸润也明显轻于模型组。 3 (3 还原型谷胱甘肽0 (4 g , k g、0(1 g ,k g腹腔注射对D一氨基半乳糖所致小鼠ALT、AST升高有降低作用，而对ALP降低不明显 。 3( 4 经检验，还原型谷胱甘肽 0( 4 g, k g、 0( 1 g , k g腹腔注射对D 一 氨基半乳糖所致小白鼠肝细胞肿胀、胞浆疏松及炎症细浸润程度明显轻于模型组。 3( 5 还原型谷胱甘肽对四氯化碳致急性肝损伤的保护作用 三 讨 论 肝损伤时由于内毒素血症等原因造成自由基增多，自由基可破坏体内膜性结构，引起功能及抗原特异性改变，导致病毒及抗原复合物消除障碍，破坏肝细胞。还原型谷胱甘肽是人类细胞中自然合成的一种多肽，由氨基酸、半胱氨酸和甘氨酸组成，含有具重要生理功能的巯基 ( 一S H) 参与体内多种重要反应 ，在体内 7 一谷氨酰循环中提供谷氨酰基以维持细胞的正常代谢与细胞膜的完整性并能与亲电子基、氧自由基等毒性物质结合，当外源性 ( 病毒、 酒精、抗肿瘤药等) 和内源性毒性物质在体内产生有毒代谢物质而导致肝细胞膜脂质过氧化，在肝细胞坏死过程中，还原型谷胱甘肽可为谷胱甘肽过氧化酶提供还原剂，从而抑制或减少自由基的的产生，保护肝细胞膜免受氧自由基的损害，使肝细胞膜稳定性增加，保护肝细胞膜。还原型谷胱甘肽还可通过转甲基及转丙氨基的反应，促进肝脏的合成、解毒和灭活激素 等功能在临床上用于治疗病毒性肝炎、酒精性、药物性肝损害中取得了一定疗效。 [ 参考文献] [ 1 ] 徐洪雨，毕莉，刘佰纯等。泰特对肝硬化患者抗氧化能力影响的评价 [ J ] 。临床肝胆 病杂志。2001(16 ( 2 ):10 3( [ 2 ] 梁扩寰 主编。肝脏病学 [ M]。北京:人民卫生出版社，1995(4O2 ( [ 3 ]张全海，郭树华，胡大荣等。国产还原型谷胱甘肽治疗酒精性肝病疗效观察。中华肝脏 病杂志，2000，8 ( 4 ):239 [ 4 ]王斌。谷胱甘肽代谢及其在肝脏疾病中的作用[ J ] 。国外医学:临床生物化学与检验学分册，1997，18 ( 2 ):82斟 ( [ 5 ] Ankrah NA，Rikimaru T，Ekuban FA，et a1( Decreased cysteine and glutathione levels:Possible determinant of liver toxicity risk in Ghanaian subjects [ J ](J Int Med，1994(22( 3):171 (