谷胱甘肽作为脂质过氧化损伤指标的临床研究

谷胱甘肽(GSH)是是人类细胞质中自然合成的一种肽,由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成,含有巯基(-SH)。广泛分布于机体各器官内,对维持细胞生物功能有重要作用。它是甘油醛磷酸脱氢酶的辅基,又是乙二醛酶及丙糖脱氢酶的辅酶,参与体内三羧酸循环及糖代谢,并能激活多种酶,从而促进糖、脂肪及蛋白质代谢,能影响细胞的代谢过程。多年来,人们试图根据GSH被氧化还原的程度来评估氧自由基脂质过氧化损伤,并取得了不少进展。

1 GSH拮抗自由基脂质过氧化损伤机理

GSH在拮抗氧化性毒物中发挥重要作用,一方面可与毒物分子及其代谢物发生结合反应降低毒物毒性;另一方面可通过氧化还原反应而降低毒物过氧化的能力,使含巯基酶免于被重金属和氧化剂激活或使已氧化的含巯基酶还原而使其恢复活性。 在自由基大量产生时,细胞膜不饱合脂肪酸氧化成脂过氧基,并引起一系列继发损伤。GSH可直接通过供H+拮抗氧自由基毒性,终止连锁反应,其本身则被氧化成GSSG。同样,GSH在对抗氧自由基过氧化并抑制由此引发的细胞凋亡、坏死及自稳态改变等方面亦发挥着重要作用。 GSH/GSSG体内代谢有多种途径,在氧化状态下,GSH一方面被氧化成GSSG,表现为相应GSH/GSSG的降升;另一方面,GSH与外源毒物及其代谢物发生结合反应,最终生成硫醇脲酸经尿排出,此时仅为相应GSH下降,而GSSG变化可能并不大,甚或因GSH消耗而GSSG亦降低。GSSG除可被还原成GSH外,还可通过GST(谷胱甘肽-S-转移酶)发生结合反应。

2 体内影响GSH水平因素

由于血中GSH主要源于肝脏等器官,所以血浆GSH水平无疑是间接反映有关器官,如肝、肾内GSH水平的较理想指标。目前测定仍多停留在动物实验阶段,有关人血GSH浓度报道较少,近期报道人血浓度为1.000±0.167(715例)[1]。在许多病理情况下,如糖尿病、酒精性肝病、肝硬化、外源性毒物致过氧化时,GSH水平下降。近期又发现艾滋病、帕金森病、衰老及低氧血症病人的GSH也下降,并发现老年人伴GSH低下者的身体健康状况较高GSH者差。 吸烟者GSH高于非吸烟者,这可能是机体对长期吸烟引起慢性氧化状态的适应性调节反应,这也进一步提示,GSH在体内抗氧化过程中的重要作用。

3 检测GSH/GSSG方法

以GSH/GSSG作为指标评估脂质过氧化损伤,诸多实验结果有不小差异,可能与以下因素有关:

3.1 测量方法检测GSH/GSSG方法有多种,归纳起来主要有2类:酶化学法和HPLC法。前者主要根据GSH在氧化还原过程中酶代谢动力学改变,如利用GSH被二硫代对二硝基苯氧化,生成硫硝基苯酸盐的程度,间接反应GSH/GSSG的水平。HPLC法则可据实验波谱直接测定GSH/GSSG,敏感性、专一性较高,但操作复杂。两种方法的结果多数一致。

3.2 质量控制GSH接触到空气时,如不用稳定剂,可迅速被氧化而消耗;在不同温度下,其稳定性亦不一,如血样获取后立即在-70℃冷冻,GSH至少可保持3周,但在-20～4℃,GSH逐渐降解;而加入稳定剂后,-20℃下可存放1年,室温下亦可放置1天。所以样品的预处理对所测结果有直接而十分重要的影响。

4 机体的多抗氧化体系和GSH/GSSG代谢的多途径

如机体通过蛋白质-S-谷胱甘肽化、碳酸酐酶Ⅲ发挥保护细胞作用等,此时GSH/GSSG系统并未参与抗氧化代谢;生理状态下GSH/GSSG防御系统受到诸多酶活性制约,而病理状态下酶活性的改变亦会影响GSH/GSSG水平;GSH和GSSG还有着多种代谢途径,如GSSG不升高,可以反映低水平脂质过氧化或低GSH含量,但亦可能因GSH与毒物直接结合而不形成GSSG或新产生的GSSG又发生新结合反应等。

综上所述,GSH/GSSG可作为评价氧自由基脂质过氧化损伤的较敏感指标,并可借以探究毒物毒性机理,但仍需要根据毒物种类、浓度和相互作用时间等不同,对GSH/GSSG做综合分析;此外,GSH/GSSG作为氧自由基损伤指标的研究目前仍多处于动物实验阶段,而对人体研究则较少,对其特异性的提高仍是有待解决的问题。应用到对人群的监控或对临床中毒病人的评估仍有一定距离。

【参考文献】

[1] Richie JP Jr,Skowronski L,Abraham P,et al. Blood glutathione concentrations in a large-scale human study. Clin Chem,1996,42:64-70.