氧化应激状态评价的生化指标有哪些?
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: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,今天小因给大家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。
一、活性氧(ROS)及活性氮(RNS)直接检测
这类指标直接反映氧化应激的“始动因素”:
1. 超氧阴离子(O2⁻)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH⁻):通过荧光探针(如DCFH-DA)或化学发光法检测,直接反映ROS生成量。
2. 一氧化氮(NO)、过氧亚硝基阴离子(ONOO⁻):常用Griess试剂或荧光探针(如O71荧光探针)检测,参与蛋白质硝化修饰。
意义:适合细胞或动物模型中的实时动态监测,但因ROS半衰期短,在临床样本(如血液)中稳定性差,应用受限。
二、抗氧化系统指标
1.酶类抗氧化剂
超氧化物歧化酶(SOD):WST-1比色法检测,清除O₂⁻。
过氧化氢酶(CAT):催化H2O2分解,比色法测降解速率。
谷胱甘肽过氧化物酶(GPx):依赖GSH,清除脂质过氧化物。
2.非酶类抗氧化剂
谷胱甘肽(GSH):比色法或荧光法检测,直接中和自由基。
总抗氧化能力(TAC):菲罗啉比色法或FRAP法,综合反映血清/组织中抗氧化物质总量。
意义:SOD、GSH下降提示抗氧化防御削弱,见于糖尿病、衰老;TAC在COPD、长寿人群中降低,且与炎症程度负相关。
三、氧化损伤终产物
1.脂质过氧化产物
丙二醛(MDA):硫代巴比妥酸(TBA)比色法检测,反映多不饱和脂肪酸的氧化损伤。
8-异前列腺素F2α(8-iso-PGF2α):脂质过氧化反应的特异性产物,具有很强的生物学活性,目前被认为是评价氧化应激和脂质过氧化损伤的金指标。
意义:MDA广泛用于糖尿病、心血管疾病等研究,升高提示细胞膜结构破坏;8-iso-PGF2α在肥胖、慢性肾病中显著上升,是疾病预后的独立预测因子。
2.蛋白质氧化损伤产物
蛋白质羰基(PC):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。其原理是羰基与2,4-二硝基苯肼反应生成红色2,4-二硝基苯腙,在370nm处有特征吸收峰。
3-硝基酪氨酸(3-Nitrotyrosine):3-硝基酪氨酸(3-NT)是一种由于蛋白质结合和游离酪氨酸残基的硝化而形成的氧化应激的此类有前途的生物标记。
意义:蛋白质羰基在慢性阻塞性肺病(COPD)患者血清中显著升高,且与肺功能下降呈负相关;3-硝基酪氨酸与动脉粥样硬化、神经炎症密切相关。
3.核酸氧化损伤产物
8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG):是脱氧鸟苷的氧化衍生物,由活性氧自由基攻击DNA分子中鸟嘌呤碱基第8位碳原子形成。作为DNA氧化损伤的重要生物标志物,其积累程度与基因突变、癌细胞生成及个体衰老进程存在显著相关性。
意义:作为DNA损伤的“分子指纹”,在吸烟者、癌症患者中显著升高;在慢性阻塞性肺病(COPD)中与吸烟史正相关,且是肺功能恶化的独立风险因素。
四、氧化应激功能性生物标志物
线粒体膜电位(MMP):JC-1荧光探针检测,MMP下降提示线粒体功能障碍,是细胞凋亡早期信号。
炎症因子(TNF-α、IL-6):ELISA检测,反映氧化应激引发的炎症级联反应。
转录因子(NRF2、NF-κB):Western blot或ELISA检测,调控抗氧化基因表达。NRF2在唐氏综合征孕妇血清中显著降低,提示抗氧化通路抑制。
意义:MMP用于评估药物肝毒性或神经退行性疾病模型;NRF2/NF-κB失衡与慢性疾病进展直接相关。
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