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氧化应激及相关生化指标检测详解,最全的哟!

发布时间:2021年04月29日 浏览次数:496

我们经常会在各科研文章或健康营养小短文见到“氧化应激”的身影。那,有些小伙伴不禁要问了:氧化应激、ROS到底是个啥?抗氧化系统又是何方神圣?与氧化应激状态相关的生化指标有哪些?检测各生化指标的试剂盒有哪些?莫慌,今天,我们就一起来梳理一下关于氧化应激及相关生化指标检测的那些事吧!

生物体进行呼吸代谢等氧化反应会产生活性自由基,在正常机体环境下,自由基具有稳定的清除系统,使得机体自由基含量保持较低浓度的平衡。氧化应激(oxidative stress)是指机体或细胞内氧自由基的产生与清除失衡,导致活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)和活性氮(Reactive Nitrogen Species, RNS)在体内或细胞内蓄积而引起的氧化损伤过程。值得注意的是,除ROS和RNS以外,其他重要的活性物质对生物学氧化还原反应也产生显著影响,并可能导致氧化应激。

oxidative stress

在生物体内,凡是能够使机体产生ROS、RNS等或者抑制其清除能力的因素都可以诱发氧化应激,目前的研究表明,诱导氧化应激产生的因素主要有以下几类:

环境因素: 当暴露于环境氧化剂,如毒素污染、辐射、低温、高温和缺氧等,机体会通过自身的抗氧化系统抵御不利因素,但若环境氧化剂过于严重或持续时间过长,ROS的产生就会超过机体的清除能力,进而产生持续的氧化应激。

化学因素已经发现许多化学物质和药物可以诱导氧化应激,造成脂质过氧化程度的增加和抗氧化剂的消耗,如酒精、重金属、农药、药物(如抗炎药物、抗镇痛药物、抗癌药物和抗抑郁药物等)。

营养因素营养水平的限制、营养物质的过量或缺乏以及高脂日粮都能够影响机体的氧化状态。

作为机体内的两大类氧化剂:ROS是指分子氧部分氧化还原形成比分子氧更具有活泼化学性质的氧的某些中间代谢产物或者是含氧衍生物,包括单线氧(1O₂)、超氧阴离子(-O₂-)、羟自由基(-OH)、过氧化氢(H₂O₂)、脂氧自由基LO-、脂过氧自由基LOO-及过氧化脂质LOOH等。RNS以NO 为中心的衍生物,包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)和过氧化亚硝酸盐(ONOO-)等一系列含氮化合物。当产生氧化应激时,这些物质会导致不同组织细胞等遭受到不同程度的损伤与破坏,主要表现在脂质、氨基酸和蛋白质的氧化损伤、核酸和染色体等氧化损伤方面。例如:

脂质的损伤。生物膜脂质中的磷脂富含多不饱和脂肪酸,在O₂存在条件下,极易被自由基及其活性衍生物攻击,生成过氧化脂质;后者逐渐分解为一系列复杂的化合物。其中过氧化脂质经脂氧基的β断裂可产生许多醛类,如丙二醛,测定生物样品中的丙二醛(MDA)含量可反映脂质过氧化水平。

蛋白质的损伤。蛋白质广泛存在于细胞内外,极易受ROS和RNS攻击而使蛋白质的氨基酸发生氧化和硝化修饰。蛋白质羰基是多种氨基酸在蛋白质氧化修饰过程中的早期标志,其含量高低表明蛋白质氧化损伤程度的大小,是衡量蛋白质氧化损伤的主要指标。

核酸和染色体的损伤。ROS的生成可诱发多种DNA病变,如DNA缺失、突变、断裂等致命的遗传效应。核酸分子的断链可破坏其完整性和构型,终致细胞死亡。染色体是遗传物质的主要载体,DNA是染色体的重要组成成分,因此,自由基对DNA的破坏就等于对染色体造成破坏或变异。不管是原核生物还是真核生物,其体内都有一套DNA酶修复系统,这种细胞的修复与损伤之间的平衡决定了细胞的命运。

氧化应激可通过测量活性氧(ROS)来直接评估,或通过过度产生的ROS对脂质,蛋白质和核酸造成的相关损害来间接评估,(ROS损伤机体的生物分子后可产生大量特异性的氧化代谢产物,这是氧化应激作用于机体的结果)。尽管直接测量ROS是理想的方法,但是与ROS的瞬时特性相比,通常更依赖于间接方法,测量这些代谢产物可准确反映机体的氧化应激状态,但单独用某一种指标难免片面,宜综合考虑各种氧化代谢产物。当然还有一个更重要的原因是生物分子上的损伤标记相对稳定。

正常生理状态下,机体内自由基的产生与抗氧化系统处于动态平衡;当自由基大量生成而超过抗氧化系统的清除能力时,此平衡被打破,则表现为氧化应激状态。前面我们讲到了两大氧化剂,那与之对抗保护细胞免受自由基的损伤抗氧化系统又是何方神圣呢?

人机体内固有的抗氧化系统分为酶类和非酶类。

其中抗氧化酶包括超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GPX)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-PX)、胱甘肽还原酶(GR)、硫氧还蛋白过氧化物酶(TPX)等。各种抗氧化酶从不同角度协助清除体内的ROS,在抗氧化过程中起着不同的作用,因而常测定机体内SOD、GPX、CAT、POD、GSH-PX、GST、GR或TPX等抗氧化酶来反映机体抗氧化活性。

非酶类抗氧化物包括维生素A、维生素C、维生素E、谷胱甘肽、尿酸等。

(1)脂溶性抗氧化剂,如维生素A、维生素E、类胡萝卜素(CAR) (如虾青素、叶黄素、玉米黄素等)、辅酶(CoQ)等。

(2)水溶性小分子抗氧化剂,如维生素C、半胱氨酸、谷胱甘肽(GSH)等。

(3)蛋白性抗氧化剂,如铜蓝蛋白、清蛋白和清蛋白组合的胆红素、转铁蛋白和乳铁蛋白、金属硫蛋白等。

(4)硒、铜、锌、锰等微量元素。

(5)低分子量化合物,如尿酸盐等。

(6)内源性褪黑激素(MT)。

(7)植物化学物质,如植物纤维植物多糖、植物甾醇、酚类化合物、有机硫化合物、菇类化合物、天然色素和部分中草药成分等。

其中,谷胱甘肽(GSH)是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合的三肽,GSH的结构中含有一个活泼的巯基(-SH),易被氧化脱氢,这一特异结构使其成为体内主要的抗氧化剂。而且GSH是多种酶如GSH-Px的辅酶,涉及多种生物学过程,参与清除ROS,防护氧化应激对机体产生的损伤。GSH的含量可在一定程度上反映机体的抗氧化能力。

说到机体的抗氧化能力,单独测定某一种或某些抗氧化成分的含量往往不能全面的反映组织的抗氧化能力,且在操作上较为困难与或繁琐,因而可通过T-AOC来评价机体总体上的抗氧化能力(测定样本中各种抗氧化物质和抗氧化酶等构成总抗氧化水平)。此外,羟自由基在人体中是人体在新陈代谢过程中产生的对生物体毒性强、危害大的一种自由基。羟自由基清除能力是样品抗氧化能力的重要指标之一,在抗氧化类保健品和药品研究中得到广泛应用。

通过前面的梳理我们大概对氧化应激的概念有一定程度的了解,当自由基大量生成而超过抗氧化系统的清除能力时,机体平衡被打破,表现为氧化应激状态。氧化应激可通过测量活性氧(ROS)来直接评估,或通过过度产生的ROS对脂质,蛋白质和核酸造成的相关损害来间接评估。例如:测定生物样品中的丙二醛(MDA)含量可反映脂质过氧化水平。测定生物样本中的羰基可衡量蛋白质氧化损伤程度的大小。而与自由基之对抗保护细胞免受自由基的损伤抗氧化系统又有酶类和非酶类等诸多生化指标。那接下来,可能就是小伙伴比较关心的问题了,如何测定这些与氧化应激有关的生化指标呢?来来来,请看这里:

亚科因(Abbkine)生物自主研发的CheKine™ 系列生化检测试剂盒种类齐全,应用领域广泛,检测分析物包括氧化/抗氧化、谷胱甘肽、氨基酸、糖酵解、糖代谢、脂肪酸代谢、辅酶Ⅰ/Ⅱ、离子、ATP等。检测样本类型涉及动植物组织、血清、血浆、细胞、细菌、多种体液等。主要的检测仪器为酶标仪,分光光度计。Abbkine的CheKine™ 系列生化检测试剂盒采用更高效、创新的检测技术、优化的实验方案,试剂盒中包括了检测所需的全套试剂和标准品,并附有详细的实验操作说明,可帮助您快速获得准确且可重复的结果,省时高效!

氧化应激——氧化/抗氧化系列

产品名称 中文描述 货号 规格
CheKine™ Hydrogen Peroxide (H2O2) Assay Kit 过氧化氢(H2O2)检测 KTB1041 48T/96T/480T
CheKine™ Lipid Peroxidation (MDA) Assay kit 脂质过氧化(丙二醛) 分析 KTB1050 48T/96T
CheKine™ Phenylalanine Ammonia Lyase (PAL) Activity Colorimetric Assay Kit 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性检测 KTB1160 48T/96T
CheKine™ Protein Carbonyl Colorimetric Assay Kit 蛋白质羰基含量检测 KTB1200 48T/96T
CheKine™ Superoxide Anion Colorimetric Assay Kit 超氧阴离子含量检测 KTB1210 48T/96T
CheKine™ Diamine Oxidase (DAO) Activity Colorimetric Assay Kit 二胺氧化酶(DAO)活性检测 KTB1220 48T/96T
CheKine™ Nitric Oxide (NO) Assay Kit 一氧化氮(NO)检测 KTB1400 48T/96T/192T
CheKine™ Monoamine Oxidase (MAO) Activity Colorimetric Assay Kit 单胺氧化酶(MAO)活性检测 KTB1900 48T/96T
CheKine™ Superoxide Dismutases (SOD) Assay Kit 超氧化物歧化酶 (SOD) 活力检测 KTB1030 48T/96T/480T
CheKine™ Hydroxyl Free Radical Scavenging Capacity Assay Kit 羟自由基清除能力分析 KTB1090 48T/96T
CheKine™ Polyphenol Oxidase (PPO) Activity Colorimetric Assay Kit 多酚氧化酶(PPO)活性检测 KTB1140 48T/96T
CheKine™ Peroxidase (POD) Activity Colorimetric Assay Kit 过氧化物酶(POD)活性检测 KTB1150 48T/96T
CheKine™ Catalase (CAT) Activity Assay Kit 过氧化氢酶 (CAT) 活性分析 KTB1040 48T/96T/480T
CheKine™ Xanthine Oxidase Assay Kit 黄嘌呤氧化酶(XO)活性分析 KTB1070 48T/96T/480T
CheKine™ Superoxide anion Scavenging Capacity Assay Kit 超氧阴离子清除能力分析 KTB1080 48T/96T
CheKine™ Glucose Oxidase Activity (GOD) Assay Kit 葡萄糖氧化酶活性(GOD)检测 KTB1310 48T/96T/480T
CheKine™ Total Antioxidant Capacity (TAC) Assay Kit 总抗氧化能力(TAC)检测 KTB1500 48T/96T/480T
CheKine™ Plant Oligomeric Proantho Cyanidins (OPC) Colorimetric Assay Kit 植物原花青素(OPC)含量检测 KTB1520 48T/96T
CheKine™ Plant Flavonoids Colorimetric Assay Kit 植物类黄酮含量检测 KTB1530 48T/96T
CheKine™ Plant Total Phenols (TP) Colorimetric Assay Kit 植物总酚(TP)含量检测 KTB1540 48T/96T

氧化应激——谷胱甘肽系列

产品名称 中文描述 货号 规格
CheKine™ Reduced Glutathione (GSH) Colorimetric Assay Kit 还原型谷胱甘肽(GSH)检测 KTB1600 48T/96T
CheKine™ Glutathione Oxidized (GSSG) Colorimetric Assay Kit 氧化型谷胱甘肽(GSSG)检测 KTB1610 48T/96T/192T*5
CheKine™ Glutathione Reductases (GR) Colorimetric Assay Kit 谷胱甘肽还原酶(GR)检测 KTB1620 48T/96T /192T
CheKine™ Glutathione S-Transferase (GST) Colorimetric Assay Kit 谷胱甘肽S-转移酶(GST)检测 KTB1630 48T/96T
CheKine™ Glutathione Peroxidase (GSH-Px) Colorimetric Assay Kit 谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)检测 KTB1640 48T/96T/192T
CheKine™ Thioredoxin Reductase (TrxR) Colorimetric Assay Kit 硫氧还蛋白还原酶(TrxR)检测 KTB1650 48T/96T
CheKine™ Thioredoxin Peroxidase (TPX) Colorimetric Assay Kit 硫氧还蛋白过氧化物酶(TPX)检测 KTB1660 48T/96T
CheKine™ Toal Glutathione (T-GSH) Colorimetric Assay Kit 总谷胱甘肽(T-GSH)检测 KTB1670 48T/96T
CheKine™ ¦Ã-Glutamyl Cysteine Ligase (GCL) Activity Colorimetric Assay Kit γ-谷氨酰半胱氨酸连接酶(GCL)活性检测 KTB1680 48T/96T
CheKine™ Gamma-Glutamyl Transpeptidase (GGT) Activity Colorimetric Assay Kit γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)活性检测 KTB1690  96T

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Abbkine成立于2012年,Abbkine Scientific始终倾听客户需求,持续开发创新的生物试剂产品,以期成为生命科学和药物研发等领域的关键推动者。作为全球唯一的细胞和蛋白领域的产品组合供应商,通过产品创新和精益运营,Abbkine提供从蛋白提取纯化、免疫检测到细胞培养分离、代谢分析等领域的基础性工具和解决方案,致力于客户的成功和卓越。

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