运动与一氧化碳血红素氧化酶系统的关系研究

血红素氧化酶降解血红素生成铁离子、胆红素和一氧化碳,它们都发挥不同的生理功能和作用。本文着重从这一系统的代谢途径,血红素氧化酶的结构和功能,胆红素、一氧化碳和铁离子的作用,以及运动对这一系统的影响这些方面做一综述。

血红素氧化酶一氧化碳系统在炎症反应中的研究进展

血红素氧化酶及其降解血红素产生的代谢产物一氧化碳等参与了机体许多的病理生理过程。在多种原因引起的炎症反应中 ,血红素氧化酶一氧化碳系统通过抗炎症细胞的黏附聚集、抑制促炎因子及脂质炎症介质的生成、扩张血管、拮抗过量一氧化氮造成的毒性作用等不同途径发挥重要的抗炎作用。由于其与炎症反应关系的研究较为迅速也比较复杂 。

内源性血红素氧化酶/一氧化碳系统与血压调制

内源性一氧化碳(carbon monoxide,CO)是小分子的生物活性气体。近年来研究发现其很可能是体内一种新型的信息分子。内源性一氧化碳体内合成的限速酶和关键酶是血红素氧化酶(heme oxygense,HO),其已被证实几乎分布于所有器官和组织,显示体内产生一氧化碳的部位相当广泛。据报道,内源性CO在体内许多系统发挥作用。

血管钙化时血管血红素加氧酶/一氧化碳系统的变化

目的 :观察血管钙化时血管血红素加氧酶 (HO) -一氧化碳 (CO) -环磷酸鸟苷 (cGMP)系统的改变 ,以探讨血管钙化发病的细胞分子机理。方法 :利用维生素D3 (VitD3 )和尼古丁 (nicotine)复制大鼠血管钙化模型 ,检测HO - 1mRNA的相对含量 ,HO - 1免疫组织化学染色 ,测定主动脉HO - 1活性、碳氧血红蛋白 (HbCO)的生成及血管cGMP含量。结果 :用竞争性定量RT -PCR的方法发现 ,钙化动物血管组织的HO - 1mRNA水平较对照组低34 9% (P <0 0 5 ) ;免疫组织化学方法观察发现钙化血管的HO - 1蛋白表达减少 ,仅在内膜略有表达 ,中膜无明显表达 ;HO - 1活性低 6 0 6 % (P <0 0 1) ;CO生成少 5 3 9% (P <0 0 1) ,cGMP的含量低 77 1% (P <0 0 1)。结论 :钙化血管血红素 -HO -CO

血红素氧合酶-内源性一氧化碳系统对脂多糖性休克大鼠心脏的影响

目的:探讨血红素氧合酶-内源性一氧化碳系统是否对脂多糖性休克大鼠的心脏有保护作用。方法:40只健康清洁级Sprague-Dawley大鼠随机分为4组:①对照(C)组,n=10;②脂多糖性休克(S)组,n=10,10mg/kgE.coli脂多糖(LPS)稀释至0.5mL静脉注射,待其MAP下降至给予LPS前75%时,腹腔内注射1mL50mmol/L碳酸氢钠溶液;③LPS性休克+ZnPP-IX(LZ)组,n=10,休克模型的复制同②,成功后,将10μmol/kgZnPP-IX用50mmol/L碳酸氢钠溶液稀释至1mL腹腔内注射;④ZnPP-IX组(Z)组,n=10,0.5mL0.9%氯化钠溶液静脉内注射,2h后将10μmol/kgZnPP-IX稀释至1mL腹腔内注射。测定各组腹腔内注射碳酸氢钠溶液或ZnPP-IX前及后30min、60min、90min时的LVSP及±dp/dtmax;C组和Z组在静脉内注射氯化钠溶液后6h,S组和LZ组则在静脉内注射LPS6h,检测血中LDH和CK的含量,COHb的浓度及左心室心肌组织内HO-1mRNA、HO-2mRNA及HO-1、HO-2蛋白水平。结果:①LZ组大鼠的LVSP和±dp/dtmax均分别低于S组(P<0.05),其血浆中LDH、CK的含量均分别高于S组(P<0.05);S组大鼠血中COHb水平明显高于LZ组(P<0.05)。②LZ组大鼠其左心室心肌组织内HO-1mRNA表达水平及HO-1蛋白水平明显低于S组(P<0.05);而各组间左心室心肌组织内HO-2mRNA表达水平及HO-2蛋白水平均无显著差异(P>0.05)。结论:脂多糖性休克大鼠其心肌组织内HO-1的上调及随后的CO增加可能对心脏发挥着保护作用。

缺氧缺血新生鼠脑内血红素氧化酶-1和一氧化碳的变化(英文)

目的研究新生大鼠缺氧缺血时脑内血红素氧化酶-1(HO-1)和内源性一氧化碳(CO)及环化鸟苷酸(cGMP)的变化,探讨锌原卟啉(Znpp)的治疗作用。方法7dSD大鼠随机分为假手术对照组,缺氧缺血组(HI)及缺氧缺血+锌原卟啉组(HI+Znpp)。利用分光光度法测定血COHb含量和脑匀浆HO-1活性;放免法测定脑匀浆cGMP水平,并观察脑病理改变。结果HI组在1,4,12hHO-1、cGMP、CO水平与对照组比明显升高(P<0.01),在12h达到高峰;HI+Znpp组HO-1、cGMP、CO水平在1,4,12h均明显低于HI组(P<0.01),但仍高于对照组(P<0.01)。脑组织病理检查可见HI组呈重度缺氧缺血改变,多数神经元细胞肿胀变性;而Znpp组神经元变性者少。结论HI后脑内HO-1活性明显增高导致内源性CO和cGMP增高,Znpp可阻抑这一病理生理过程,减轻脑损伤。

血红素氧合酶-1/一氧化碳系统的变化对兔动脉粥样硬化进程的影响

目的研究食饵性动脉粥样硬化(AS)形成中,主动脉壁内血红素氧合酶-1(HO-1)活性及一氧化碳(CO)生成的变化及对AS进程的影响,以探讨HO-1/CO系统在AS进程中的作用。方法32只新西兰大白兔,随机均分为4组。对照组:喂饲普通饲料;胆固醇组:喂饲含1.5%胆固醇饲料;卟啉锌组及血红素组:在予以高胆固醇饮食的同时,分别经腹腔注射氯化血红素(15mg·kg-1·d-1)或锌原卟啉-9(45μmol·kg-1·d-1),共12周。采血测定血脂、血清总胆红素(TBil)水平;取主动脉,测定CO生成量及HO-1活性,采用油红O染色及图像分析软件检测主动脉斑块面积。结果与对照组比较,胆固醇组主动脉CO生成量及HO-1活性显著增高(P均<0·01),实验结束时主动脉斑块面积达54·00%±4·16%;锌原卟啉-9显著降低了主动脉CO生成量及HO-1活性(P均<0·01),主动脉斑块面积达61·13%±3·50%;与胆固醇组比较,氯化血红素显著增高了血清TBil水平、主动脉CO生成量及HO-1活性(P均<0·01),主动脉斑块面积仅17·88%±3·01%(P<0·05)。结论HO-1/CO系统具有延缓AS的作用,HO-1活性增高可能是HO-1/CO系统发挥抗AS作用的基础。

内源性血红素氧合酶-1/一氧化碳系统对球囊损伤后再狭窄的影响

目的:探讨血红素氧合酶-1(HO-1)/一氧化碳(CO)系统对球囊损伤后再狭窄的影响及其可能的作用机制。方法:家兔随机分为5组(各组10只):对照组、胆固醇组、血红素组、卟啉锌组和假手术组。对照组予普通饮食,其余4组喂饲含1.5%胆固醇饲料,血红素组和卟啉锌组同时分别予氯化血红素或锌原卟啉-9腹腔内注射,2周后实验组行颈总动脉球囊损伤术,术后继续原喂养给药8周。结果:与对照组比较,胆固醇组颈动脉一氧化氮(NO)生成量、结构型一氧化氮合酶(cNOS)活性显著降低,而CO生成量、HO-1 mRNA和蛋白表达显著增加,内膜面积和内膜/中膜面积比值增大,均P<0.01。与胆固醇组比较,氯化血红素干预显著增高HO-1 mRNA和蛋白表达,增加CO生成量,同时显著降低ET-1 mRNA和蛋白表达,减小内膜面积和内膜/中膜面积比值,均P<0.01;锌原卟啉-9显著降低HO-1 mRNA和蛋白表达,减少CO生成量,而ET-1 mRNA和蛋白表达显著增高,内膜面积和内膜/中膜面积比值增大,均P<0.01。结论:HO-1/CO系统通过代偿和调节NOS/NO系统以及降低ET-1表达,改善内皮功能和抑制内膜增殖,从而有效阻止再狭窄的发生发展。

血红素氧化酶和内源性一氧化碳在新生鼠脑缺氧缺血中的作用

目的 研究血红素氧化酶 1(HO 1)、内源性一氧化碳 (CO)、环磷鸟苷 (cGMP)在新生鼠缺氧缺血性脑损伤中的作用及锌原卟啉 (Znpp)对其的治疗前景。 方法 制备缺氧缺血性脑损伤 (HIBD)新生鼠模型和Znpp治疗模型。利用分光光度法测定新生大鼠缺氧缺血 (HI)后脑组织HO 1活性和血一氧化碳血红蛋白(COHb)含量 ,放免法检测脑cGMP水平 ,并观察脑组织形态学变化。结果 HI组在 1、4、12hHO 1活性、COHb及cGMP水平与对照组相比显著增高 (P <0 .0 1) ;Znpp组HO 1活性、COHb及cGMP水平明显低于HI组 (P <0 .0 1) ,但仍显著高于对照组 (P <0 .0 1)。脑组织病理改变显示HI组呈重度HI改变 ,Znpp组的病理改变明显减轻。结论 HI后HO 1、CO和cGMP明显增高 ;而Znpp可抑制HO活性 ,使CO和cGMP水平下降 ,减轻脑损伤 ,表明HO CO

血红素加氧酶-1/一氧化碳系统对急性肝损伤大鼠的防治作用

目的:研究血红素加氧酶-1一/氧化碳(HO-1/CO)系统对四氯化碳(CC l4)诱导大鼠急性肝损伤的保护作用及其机制。方法:随机将30只SD大鼠分成6组,即正常对照组、四氯化碳染毒组(CC l4)、hem in组、hem in+CC l4组、CO组和CO+CC l4组,每组5只大鼠。采用W estern b lot法测定HO-1蛋白的表达情况;测定各组大鼠血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天门冬氨酸氨基转移酶(AST)水平,肝组织丙二醛(MDA)浓度和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及caspase-3活性和肿瘤坏死因子(TNF)α-水平变化;以HE染色观察肝组织病理形态学改变以及采用TUNEL法观察肝细胞凋亡情况。结果:CC l4成功诱导了大鼠急性肝损伤,表现为染毒24 h后血清ALT,AST水平(2 136.3±163.4 U,1 422.7±221.7 U)以及肝组织MDA浓度(5.28±0.93μmol/g)、肝组织caspase-3活性(光密度值4.69±1.02)和TNFα-水平(256.3±27.3 ng/L)均显著升高,肝组织SOD活性(45.9±14.8 U/mg)下降,和正常对照组相比差异有统计学意义(P<0.01);病理学和TUNEL法检测结果均显示肝有严重损伤,大量肝细胞发生凋亡。给予hem in预处理能显著诱导大鼠肝HO-1的表达,并对肝产生明显的保护作用,表现为大鼠血清ALT,AST水平(287.1±24.3 U,246.2±21.7 U)和肝组织MDA浓度(3.27±1.34μmol/g)明显降低,肝组织SOD活性(71.4±22.6 U/mg)升高,肝组织TNFα-水平(132.6±19.5 ng/L)和caspase-3活性(光密度值2.49±1.47)明显低于CC l4组;此外,hem in预处理亦使染毒大鼠的病理学指标得到明显改善,细胞凋亡的数目显著减少。腹腔注射低浓度CO亦能降低染毒大鼠ALT,AST水平和MDA浓度,抑制caspase-3活性和TNFα-水平,并使组织SOD活性升高,同时改善肝损伤程度,对肝产生明显保护作用。结论:HO-1诱导表达和给予外源性CO均对急性肝损伤大鼠产生明显的保护作用,提示HO-1/CO系统在防护急性肝损伤的病理生理过程中占有重要地位;HO-1/CO系统的保护机制可能与其减轻脂质过氧化反应,抑制caspase-3活性和降低TNFα-水平有关。

左旋四氢巴马汀对脑缺血/再灌注大鼠脑组织血红素氧化酶-1及内源性一氧化碳的影响

目的:观察全脑缺血/再灌注大鼠全血碳氧血红蛋白(COHb)含量、脑组织血红素氧化酶1(HO1)活性的变化及左旋四氢巴马汀(L THP)对其的影响。方法:77只SD大鼠随机分为假手术组(S组,n=7)、脑缺血/再灌注组(I组,n=35)及L THP治疗组(T组,n=35)。I组和T组建立大鼠全脑缺血/再灌注模型,分别于脑缺血/再灌注1、3、12、24和48h各时间点检测脑组织匀浆HO1活性、环磷酸鸟苷(cGMP)及血中COHb含量,并与S组比较。结果:1I组在脑缺血/再灌注后HO1活性、COHb含量及cGMP水平均明显高于S组(P均<0.01)。2T组的HO1活性及COHb在脑缺血/再灌注1、12、24和48h时均显著低于I组(P均<0.01),3h时略低于I组,差异无显著性;HO1活性在各时间点均高于S组(P均<0.01);COHb含量在24h和48h时略低于S组,但差异无显著性,其余各时间点均高于S组(P均<0.01);cGMP水平均显著低于I组(P均<0.01),但高于S组(P<0.01)。3苏木素伊红(HE)染色I组海马CA1区存活神经元数目在脑缺血/再灌注3h后显著减少(P<0.01),应用L THP后存活神经元数目明显高于I组(P<0.01)。结论:L THP可通过抑制HO1活性使一氧化碳(CO)和cGMP水平下降,减少神经元丢失,提高存活神经元数目,减轻脑缺血/再灌注损伤。

血红素氧合酶-1/一氧化碳与一氧化氮合酶/一氧化氮系统抑制球囊损伤后再狭窄的作用及其相关性研究

目的:探讨血红素氧合酶-1(HO-1) /一氧化碳(CO)系统与一氧化氮合酶(NOS) /一氧化氮(NO)系统抑制兔颈动脉球囊损伤后再狭窄的作用和相互关系。方法:家兔随机分为:对照组、胆固醇组、血红素组、卟啉锌组、精氨酸组、亚硝基组和假手术组(每组10只)。对照组予普通饮食,其余6组喂饲含1.5%胆固醇饲料,血红素组和卟啉锌组同时分别给予氯化血红素或锌原卟啉-9腹腔内注射,精氨酸组和亚硝基组同时饮水,给予L-精氨酸或亚硝基-L-精氨酸甲酯,2周后实验组行颈总动脉球囊损伤术,术后继续原方式喂养8周。结果:6组高胆固醇喂养家兔的血脂(TC、TG、LDL、ox-LDL)水平显著升高(P均<0.01)。与对照组比较,胆固醇组颈动脉NO生成量、NOS活性显著降低,而CO生成量、HO-1活性、内膜面积显著增加(P均<0.01)。与胆固醇组比较,血红素组HO-1活性、CO生成量显著增加,内皮素-1(ET-1)水平显著降低,内膜面积和内膜/中膜面积比减小(P均<0.01);卟啉锌组HO-1活性、CO生成量明显降低,ET-1水平、内膜面积和内膜/中膜面积比显著增加(P均<0.01);精氨酸组cNOS活性、NO生成量显著增加,ET-1水平,内膜面积和内膜/中膜面积比明显降低(P均<0.01);亚硝基组cNOS活性、NO生成量明显降低,ET-1水平、内膜面积和内膜/中膜面积比显著增加(P均<0.01)。结论:HO-1 / CO与NOS/NO系统均有抑制再狭窄的作用,两系统作用互补且相互代偿,HO-1 /CO系统通过调节和代偿NOS、NO以及下调ET-1而抑制血管损伤后再狭窄。

血红素氧合酶-一氧化碳系统与肝脏的氧化应激

血红素氧合酶(heme oxygenase,HO)是血红素降解的起始酶和限速酶,能在体内分解血红素生成一氧化碳(carbon monoxide,CO)、胆绿素(biliverdin)和游离铁(free iron).最初认为,HO仅是体内清除血红素的一种处理系统.近年来研究发现,HO及其代谢产物还参与了拮抗氧化应激、调节血管张力、信号传递、抗细胞增殖等多种生理过程.HO-CO系统也与肝脏氧化应激联系紧密.

血红素氧合酶-一氧化碳系统在心血管系统中的作用

血红素氧合酶降解血红素释放出的一氧化碳 ,能激活可溶性鸟苷酸环化酶 ,增加环鸟苷酸的合成 ,并与一氧化氮合酶—一氧化氮系统及其他细胞因子相互调节 。

锌原卟啉对缺氧缺血新生鼠脑组织血红素氧化酶和内源性一氧化碳的影响

目的 探讨锌原卟啉（Znpp）对新生鼠缺氧缺血脑损伤的防治作用。方法 将7日龄SD大鼠制备成缺氧缺血脑损伤（HIBD）模型和Znpp治疗模型，并设假手术组作为对照。测定各组新生大鼠缺血缺氧（HI）后不同时间脑组织匀浆HO-1活性和环磷酸鸟苷（cGMP）以及血一氧化碳血红蛋白（COHb）含量，并在光镜下及电镜下观察脑的病理学变化。结果 HI组在HI后1h、4h、12hHO-1活性、COHb及cGMP明显高于对照组（P<0.01）；Znpp组的HO-1活性、COHb及cGMP明显低于HI组（P<0.01），但高于对照组（P<0.01）。脑组织病理改变显示HI组呈明显的缺血缺氧性组织形态学改变，Znpp组的病理损伤明显减轻。结论 HI后HO-1、CO和cGMP明显增高，脑组织损伤明显；而Znpp可通过抑制HO活性使CO和cGMP水平下降，有效的保护神经细胞，减轻脑的缺氧缺血性损伤。

电针内关穴对一氧化氮合酶抑制大鼠主动脉平滑肌血红素氧合酶-一氧化碳系统的影响

目的:观察电针内关穴对一氧化氮合酶抑制的SD大鼠主动脉平滑肌血红素氧合酶-一氧化碳系统(CO)的影响。方法:实验于2001-04/12在扬州大学运动人体科学实验室完成。取30只SD雄性大鼠随机分为3组,10只/组:①L-NAME组:腹腔注射一氧化氮合酶抑制剂L-NAME5mg/kg,1次/d,连续2周。②电针+L-NAME组:在L-NAME组基础上,后10d给予电针双侧内关穴,1次/d,10min/次,共针10次,频率2Hz左右,强度以大鼠双前肢出现与电针频率一致的轻微颤动为度。③对照组:不干预。实验2周后处死大鼠,检测主动脉平滑肌中血红素氧合酶活性、CO生成量及血清NO水平。结果:26只大鼠进入结果分析。①血清NO浓度:L-NAME组和电针+L-NAME组分别比对照组低了34.14%(P<0.05)、49.57%(P<0.01),但两组间比较差异不显著(P>0.05)。②主动脉平滑肌中血红素氧合酶活性:L-NAME组和电针+L-NAME组分别比对照组高了33.64%(P<0.05),102.34%(P<0.01);电针+L-NAME组比L-NAME组高了51.40%(P<0.01)。③主动脉平滑肌中CO的生成量:L-NAME组和电针+L-NAME组分别比对照组高了49.83%(P<0.01),87.85%(P<0.01);电针+L-NAME组比L-NAME组高了25.37%(P<0.05)。结论:①一氧化氮合酶-NO系统抑制时,血红素氧合酶-CO系统活性可代偿性上升。②电针内关穴可以激发主动脉平滑肌中的血红素氧合酶-CO的活性。

硫化氢供体对实验性高肺血流性肺动脉高压及内源性一氧化碳／血红素氧合酶体系的影响

目的:探讨硫化氢供体——硫氢化钠(sodium hydrosulfide,NaHS)对大鼠高肺血流性肺动脉高压及内源性一氧化碳(carbon monoxide,CO)／血红素氧合酶(heme oxygenase,HO)体系的影响。方法:将32只雄性SD大鼠随机分为分流组(n=8)、分流+NaHS组(n=8)、假手术组(n=8)和假手术+NaHS组(n=8)。对分流组和分流+ NaHS组大鼠行腹主动脉-下腔静脉穿刺建立高肺血流动物模型。分流11周后,测定肺动脉收缩压(systolic pul- monary artery pressure,SPAP)和肺组织CO含量;光镜下计算肺血管中肌型动脉(muscularized artery,MA)、部分肌型动脉(partially muscularized artery,PMA)和非肌型动脉(non-muscularized artery,NMA)百分比,以及肌型动脉的相对中膜厚度(relative medial thickness,RMT)和相对中膜面积(relative medial areas,RMA);电镜下观察其超微结构变化;应用蛋白质免疫印迹技术(Western blot)检测大鼠肺组织HO-1含量。结果:术后11周,分流组与假手术组比较,大鼠SPAP增高48．6％;肺MA和PMA百分比分别升高74．2％和90．9％,NMA百分比降低32．2％,在中型 MA和小型MA中RMT分别升高83．6％和86．9％,RMA分别升高74．4％和39．9％;大鼠肺腺泡水平肌型动脉内皮细胞变性明显,内外弹力层不规则,平滑肌细胞体积增大,呈合成表型;大鼠肺组织CO和HO-1含量变化不明显。而分流+NaHS组与分流组比较,大鼠SPAP降低19．8％;肺MA和PMA百分比分别降低14．4％和12．2％, NMA百分比升高13．9％,在中型MA和小型MA中RMT分别升高16．2％和14．3％,RMA分别升高26．9％和 14．3％;大鼠肺腺泡水平肌型动脉内皮细胞变性减轻;内弹力层比较规则;平滑肌细胞呈收缩表型;大鼠肺组织CO 含量升高25．5％,HO-1蛋白表达升高114．3％。结论:NaHS可以缓解高肺血流性肺动脉高压形成和肺血管结构重建,其作用机制可能与调节内源性CO／HO-1体系变化有关。

血红素氧合酶——一氧化碳信使系统在妊高征患者胎盘上的表达

血红素氧合酶(HO)是近年发现的在人体多种组织、器官中存在的一种抗氧化酶,它是一种具有催化功能的应激蛋白。HO有着广泛的生物学功能,可以产生CO从而诱导血管舒张,产生内源性抗氧化剂胆红素。HO在正常胎盘表达,可以控制胎盘血管的功能,同时对合胞体滋养细胞,内皮细胞的氧化损伤有保护作用。它在妊高征胎盘中的表达下降,可能与该疾病的病理生理改变有关。

血红素加氧酶/一氧化碳通路与高血压

内源性一氧化碳是一种气体信使分子 ,是血红素的降解产物。血红素加氧酶是血红素降解过程的限速酶。由于血红素加氧酶 /一氧化碳通路对心血管系统的多种调节作用 ,而备受关注。本文就一氧化碳的来源、作用机制及其对高血压的作用作一综述。