氧化应激与动脉粥样硬化形成及事件

氧化应激与动脉粥样硬化形成及事件,动脉粥样硬化性血管疾病 中国人群的主要致死原因,N Engl J Med 2005;353:1124-34.,1286.9,1121.4,784.1,227.4,125,265.9,171.5,159.1,32.9,32.6,0,200,400,600,800,1000,1200,1400,心脏病,脑血管病,Malignant neoplasms,Pneumonia and influenza,Infectious diseases,Malignant neoplasms,脑血管病,心脏病,Accidents,Infectious diseases,死亡率 (100,000 人/年),年龄 65 岁,年龄 65 岁,降脂治疗临床循证：研究众多,最右侧三个研究为联合治疗。其余均为单纯调脂治疗。,Circulation 2008; 117:560-8.,降脂治疗的困惑,降脂达标患者中仍有70%发生心血管事件,Atherosclerosis 2009.04.002 Circulation 2008;117:560-8,降脂达标患者发生心血管事件比例,发生,70%,30%,发生事件,未发生事件,动脉粥样硬化血脂学说无法解释的现象,LDL-R缺乏患者FH或动物模型，LDL无法被巨噬细胞摄取但该群体动脉粥样硬化发病率约为100%,?,FH：家族性纯合子型高胆固醇血症,动脉粥样硬化血脂学说无法解释的现象,研究表明，高浓度天然LDL与巨噬细胞孵育并不能使细胞内大量脂质堆积诱发泡沫细胞形成。这是由于LDL通过LDLR进入细胞后水解产生的游离胆固醇可介导负反馈机制，抑制细胞内胆固醇吸收。,动脉粥样硬化患者中合并高胆固醇血症：40%,?,动脉粥样硬化血脂学说无法解释的现象,动脉粥样硬化与ox-LDL,N Engl J Med 1997;337:365-72.,动脉粥样硬化的发生：与原型LDL (Native LDL)通过巨噬细胞 LDL-R的摄取无明显相关关系与氧化修饰LDL(ox-LDL)通过清道夫受体(SR-A)途径的摄取呈明显正相关,O2-O2-,多不饱和脂肪酸双链断裂,ApoB,氧化,共轭双烯,修改LDL表面结构,交联,LDL表层,什么是ox-LDL?,LDL不再被LDL-R识别转而被SR-AI受体识别,J. Clin. Invest 1991; 88:1785-1792.,Native LDL,ox-LDL,结合慢,结合快,氧化应激,Cu2+,Fe2+,氧化酶催化,内皮细胞,平滑肌细胞,单核细胞,产生,LDL-R,SR-A,表达减少功能下调,表达增加功能上调,巨噬细胞,吸烟运动饮食药物血压,Nature Medicine 2002; 8:1211-7,原型LDL与ox-LDL对巨噬细胞作用的比较,氧化应激,氧化应激：机体在遭受各种有害刺激时，自由基的产生和抗氧化防御之间严重失衡，导致活性氧在机体或细胞内蓄积而引起的细胞毒性，从而导致组织损伤的过程。,ROS的来源与抗氧化防御系统,酶类还原型辅酶（NADPH）氧化酶（NOX）黄嘌呤氧化酶脂氧合酶线粒体呼吸链酶复合体内皮型eNOS,陈瑗.自由基-炎症与衰老性疾病.科学出版社,酶类SOD过氧化物酶过氧化氢酶GSH（谷胱甘肽）非酶系统VC、VE、胡萝卜素 、胆红素、褪黑素,ROS,抗氧化防御,氧化应激的检测指标,1. J. Nutr,2003:133: 933S-940S.2. Journal of the American College of Cardiology, 2003: 41(3): 360-370.,过氧化氢氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）和抗ox-LDL抗体丙二醛（MDA）过氧化氢脂质F(2)-异前列烷,氧化修饰 ox-LDL,LDL与动脉粥样硬化形成之间的关系,X,无直接相关,显著正相关,ox-LDL与颈动脉粥样硬化正相关,402.2,ox-LDL抗体浓度（Mu/ml）,逾5000名健康中年女性评估其早期颈动脉粥样病变与传统危险因素及非传统危险因素（ox-LDL抗体）的关联，其中310名接受颈部IMT检测。经多变量分析， ox-LDL抗体对于颈动脉斑块的风险比为2.9。,276.6,IMT1.2mm,Stroke. 2001;32:1953-1959.,*,* P0.01,* P0.01,IMT：动脉内中膜厚度,ox-LDL与冠心病密切相关,N Engl J Med.2005;353(1):46-57,入组504例冠脉造影者，冠心病以冠脉造影50%以上管腔狭窄为标准，ox-LDL按照不同水平分为4组。研究显示： ox-LDL高者发生冠心病的危险远高于ox-LDL低者，其风险比为1.95（60岁人群，风险比为3.12）,ox-LDL,ox-LDL与斑块复杂性和危险性正相关,Circulation Journal . 2007;71: 681-687,Braunwald 分级是按照不稳定心绞痛的危险度进行分级,简单斑块,复杂斑块,Braunwald 分级,ox-LDL是心血管事件的预测因子,不同ox-LDL值,相对风险比,ox-LDL高组心血管事件的风险是ox-LDL低组风险的4.25倍（已调整传统风险因素后）,Circulation. 2005;112:651-657,一项前瞻性、病例对照研究，探索ox-LDL与无心血管及糖尿病病史人群中发生心血管事件风险的关系，平均随访5.6年。,ox-LDL在动脉粥样硬化的危害作用,ox-LDL是动脉粥样硬化斑块形成的关键物质ox-LDL是动脉粥样硬化进展及临床事件发生的预测因子,ox-LDL与AS的关系,Circulation. 2005;112:651-657,动脉硬化研究中两个重大发现,1994年Muller：“vulnerable plaque，脆性斑块”，即“不稳定斑块” 2002年Daniel Steinberg： “Nature Medicine”动脉粥样硬化专刊发表专著奠定ox-LDL的中心地位,易损斑块的破裂导致心脑血管事件,70%-80%的心脑血管事件是易损斑块破裂基础上血栓形成而导致,J Am Coll Cardiol 2003;41:15S-22S.,Muller,1994“易损斑块”,易损斑块,一小一厚两多两少脂核小，纤维帽厚胶原纤维多，平滑肌细胞多基质金属蛋白酶少巨噬细胞、泡沫细胞少,稳定斑块,稳定斑块和易损斑块的特征,Circulation 1995; 91: 2844-2850.,一大一薄两多两少脂核大，纤维帽薄胶原纤维少，平滑肌细胞少基质金属蛋白酶多巨噬细胞、泡沫细胞多,导致斑块破裂的因素,斑块破裂,外 因（各种危险因子）,内 因（斑块结构、生化因素）,内因决定能否破裂,外因决定何时破裂,中华老年心脑血管病杂志 2000;2:207-209.,影响斑块稳定性的外在因素,Am J Cardiol 1997;79:17.N Engl J Med 1995;332:1198.N Engl J Med 1995;332:481.,危险因素,内皮功能不良,血管舒张活性物质（NO、前列环素）,细胞因子细胞黏附分子,ox-LDL，血管紧张素、内皮素1、高血脂、高血压、吸烟、免疫复合物、感染（细菌、病毒等）,单核细胞进入内膜成为泡沫细胞,影响斑块稳定性的内在因素,（一）内皮细胞功能不良,Am J Cardiol 2000;86:10-14.Atherosclerosis and Oxidant Stress :A New Perspective.2008;4:59.Current Drug Metabolism 2005;6:27-36.Yakugaku Zasshi 2007;127:1997-2014.,影响斑块稳定性的内在因素,（二）斑块内细胞凋亡,平滑肌细胞增殖凋亡,Circulation 2000;102:2680-6.Br J Pharmacol 2000;130:947-762.Cardiovasc Res 2000;45:736-746.Arterioscler Thromb Vascular Biol 1996;16:19-27.,（三）斑块内新生血管增多,影响斑块稳定性的内在因素,Arterioscler Thromb Vasc Biol 1999;19:54-58.Circulation 2003;11:690-695.,内皮细胞生长因子、血小板源性生长因子、转化因子、整合素、内皮素1,血管新生,脂质和炎性细胞的重要通道, MMPs是由巨噬细胞、平滑肌细胞、泡沫细胞、单核细胞等产生的一个含锌的酶家族，目前发现有23个成员 功能:特异性与细胞外基质相结合，降解细胞外基质 分类:胶原酶(CollagenASes) MMP1基质溶解素(Stromelysins) MMP明胶酶(GelatinASes) MMP2, MMP9膜性酶(Membrane type MMP) MT-MMP1,Circ Res 2002;90:251-262.,（四）MMPs是导致斑块破裂的核心因素,MMPs是调节基质代谢与斑块纤维帽稳定性的关键因素,Libby P. Circulation 1995;91:2844-2850.,+,+,+,+,+,Synthesis,Breakdown,Lipid core,IL-1TNF-MCP-1M-CSF,Fibrouscap,IFN-,CD-40L,MMPs,Tissue FactorProcoagulant,Mf,TC,SMC,collagen,elastin,+,易损斑块中MMPs明显升高,P=0.0036,颈动脉内膜剥脱标本中，组织学检测发现：易损斑块中MMPs明显高于稳定斑块,Circulation 2004;110:337-343.,14.7,20.8,0,5,10,15,20,25,稳定斑块,易损斑块,MMPs浓度（ng/g）,Circulation 2003;108:2041-2048.,ROS：reactive oxygen species，活性氧簇,MMP水平和活性主要受4个因素的调控,ox-LDL诱导MMPs的表达,将人冠状动脉内皮细胞分别与浓度分别为10，20，40和80 ug/ml的ox-LDL共同孵育24小时，检测MMP1和MMP3蛋白表达的变化。结论：ox-LDL诱导人冠状动脉内皮细胞MMPs的表达，并呈浓度依赖性。,ox-LDL10 g/mL,对照,ox-LDL20 g/mL,ox-LDL40 g/mL,ox-LDL80 g/mL,ox-LDL10 g/mL,对照,ox-LDL20 g/mL,ox-LDL40 g/mL,ox-LDL80 g/mL,*,*,*p0.01,*p0.01,Circulation 2003;107:612-617.,ox-LDL诱导TNF-、IL-1的表达与释放,4,Arterioscler Thromb VASc Biol 1996;16:1573-9.,TNF-的表达,TNF-的释放,ox-LDL诱导,将单核/巨噬细胞分别与不同浓度的LDL或ox-LDL共同孵育48小时，检测TNF-的表达情况,LDL诱导,J Cell Biochem 2003;88:836-47.,平滑肌细胞与不同浓度 ox-LDL共同孵育。ox-LDL对IL-1释放的诱导作用呈时间与剂量依赖性。,TNF-，IL-1诱导MMP表达，促进MMP激活,Circ Res 1994;75:181-189.,MMP表达,对照 TNF IL1,3,1,0,2,Pro-MMP-2,Activated MMP-2,将平滑肌细胞分别加用TNF和IL-1刺激，共培养48h后检测MMP的表达水平。,氧化应激是调控MMPs的主要因素,氧化应激通过多种途径影响斑块稳定性,影响斑块稳定的内在因素,ox-LDL水平与急性脑梗死,J Neurol Neuosurg Psychiatry 2003;74:312-316.,ox-LDL (ng/l LDL),0.130,0.245,P0.01,0,10,20,30,40,50,60,-10,30,60,90,120,150,180,210,*,*,*,*,*,发病天数,ox-LDL相对于基线的变化(%),*P0.001*P0.01vs. baseline,ACS患者ox-LDL显著上升,J Am Coll Cardiol 2003;41:360-370.,入选66例急性心梗、不稳定性心绞痛、稳定性冠脉疾病及非冠心病患者，于发病初始、