氧化应激在先天性综合征中的作用

氧化应激在先天性综合征中的作用

患有由遗传或后天因素引起的各种综合症的儿童一直是众多临床和科学研究的焦点。 重要的是要了解潜在的机制并在可能的情况下缓解这种情况。

最近的一张 抗氧化剂 该综述讨论了氧化应激在 21 三体症（唐氏综合症，DS）、马凡氏综合症（MFS）和胎儿酒精谱系障碍（FASD）等遗传性疾病中的作用。 这些信息有可能支持未来制定更具体、更有效的预防和/或治疗策略。

学习： 氧化应激对儿科综合征的影响。图片来源：SciePro / Shutterstock.com

介绍

氧化应激是指抗氧化活性无法缓冲体内氧化物质的活性的情况。 这主要是由于氧化物质的过量产生，包括自由基氧物质（ROS）； 然而，这也可能是由于活性氧水平低造成的。

氧化物种

ROS 介导多种有用的功能，包括在炎症反应过程中杀死病原体或调节心血管功能和蛋白质激活。 然而，当细胞抗氧化剂不能充分调节 ROS 时，它们会导致组织损伤和器官功能障碍。

ROS包括超氧化物(O2-)、羟基(OH-)和过氧化氢(H2O2)。 O2- 是最稳定和主要的 ROS，其他两种都源自它。 最有害的 ROS 是 OH-，因为它会损害 DNA、蛋白质、脂质和碳水化合物。

超氧阴离子是通过电子传递链 (ETC) 中的失误在线粒体中形成的，电子传递链负责形成​​富含能量的分子三磷酸腺苷 (ATP)。

当细胞产生过量的 ATP 时，该过程中更有可能产生 O2-，从而导致 ETC 活性降低，或者 ETC 某些部分出现应激诱导的解偶联。 吸烟、接触臭氧或电离辐射、紫外线辐射和一些重金属也可能产生活性氧。

ROS 产生的影响包括 DNA 断裂和其他类型的损伤，这些损伤可能导致癌症、加速衰老、神经退行性疾病、自身免疫性疾病或心血管疾病。 改变 DNA 修复的表观遗传变化也可能发生。

抗氧化剂

抗氧化剂属于酶类和非酶类。 酶抗氧化剂包括线粒体中的超氧化物歧化酶 (SOD)、还原性超氧离子、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶 (GTPx) 和谷胱甘肽转移酶 (GST)。 GTPx 以其解毒脂质过氧化物和将 H2O2 分解为两个水分子的作用而闻名。

非酶抗氧化剂包括维生素 E 或阿尔法生育酚、类胡萝卜素和维生素 C，可与维生素 E、白藜芦醇和其他植物多酚配合使用。

小儿综合症

一些综合征涉及氧化应激，包括 DS、MFS、FASD、戈谢综合征、共济失调-远程扩张 (AT)、范可尼贫血、自闭症谱系障碍 (ASD) 和原始免疫缺陷 (PI)。

胎儿酒精谱系障碍

FASD 是指与母亲怀孕期间饮酒有关的一系列新生儿认知和行为障碍。 胎儿酒精综合症（FAS）是全世界智力障碍的主要原因，也是可预防的神经发育障碍的主要原因。 因此，在确定安全最低限度之前，怀孕期间完全禁止任何剂量的酒精。

FASD 的损伤机制是酒精对发育中的海马体造成的氧化应激。 这是由于胎儿无法有效代谢母体摄入的一半以上的酒精造成的。

NOX2 和 NOX4 酶过度表达导致的 ROS 形成会损害大脑，特别是由于其脂肪酸含量高，而脂肪酸是 ROS 活性的理想底物。

几项使用维生素 E、维生素 C、虾青素和 omega-3 脂肪酸的小鼠实验表明，对怀孕期间饮酒的女性进行抗氧化治疗可以预防这种有害影响。

在

AT是一种纯遗传综合征，在生命的前20年有多种临床表现。 其中，T 细胞肿瘤和小脑性共济失调最使人衰弱。 病理原因在于共济失调毛细血管扩张突变 (ATM) 基因，该基因对于启动 DNA 修复至关重要。

与许多其他遗传性疾病一样，许多缺陷也是继发于线粒体功能障碍和其他 ROS 来源上调导致 ROS 活性增加。 氧化低密度脂蛋白 (ox-LDL) 是免疫细胞介导的炎症和血管变化的触发因素，并会增加 DNA 碎片。

DS

在 DS 中，额外的第 21 条染色体是主要酶促抗氧化剂 SOD-1 的位置，SOD-1 将超氧化物转化为 H2O2，然后通过过氧化氢酶或 GTPx 进一步转化为水。 这些患者中 SOD-1 过度表达 50%，而其他两种酶没有相应增加，这可以解释 H2O2 的积累以及由此产生的氧化应激。

淀粉样蛋白 β-A4 前体蛋白增加三倍，导致β-淀粉样蛋白 (Aβ) 过量，这是阿尔茨海默病 (AD) 的特征。 DS 是早发性 AD 的主要原因，它与氧化应激有关，因为它阻止了异常蛋白质的正常细胞消除。 Aβ 聚集体的积累可能会导致脂质过氧化。

据报道，其他几种参与调节抗氧化反应的蛋白质和转录因子也受到 DS 的影响。 与这些变化相关的氧化应激可能是与 DS 相关的认知和智力障碍以及这些儿童中常见的心脏异常的原因。

抗氧化剂补充剂和运动可能有助于减少或改善 DS 的神经系统表现。

其他儿科综合症

自闭症谱系障碍患者大脑中的抗氧化活性降低。 正在进行的研究正在调查外源性抗氧化剂治疗在多大程度上可以帮助这些患者。

许多其他遗传综合征也有类似的结果，例如戈谢病中有毒代谢物的积累导致ROS的产生，MFS中主动脉动脉瘤扩张引起的H2O2和一氧化氮（NO）的过量产生导致产生ROS的酶NOX4和SOD的过度表达。

结论

目前的综述报告称，氧化应激可导致儿童多种综合征性疾病的许多解​​剖学和生理学异常。 虽然这是 FASD 的主要原因，但在遗传综合征中，它是该疾病的次要原因。

临床上，这表明 FASD 是完全可以通过避免怀孕期间的氧化应激来预防的。 在遗传性儿科综合症中，由于多种信号通路失调而导致氧化物质的积累，可能可以通过明智的抗氧化剂补充剂来抵消。

除了此类膳食补充剂外，还应强调定期锻炼和健康饮食在减少氧化应激方面的好处。 需要进一步的研究来确定医生如何向患者适当推荐这些策略。​​​​​​​

参考：

• Micangeli, G., Menghi, M., Profeta, G., et al. (2022). Der Einfluss von oxidativem Stress auf pädiatrische Syndrome. Antioxidantien. doi: 10.3390/antiox11101983. https://www.mdpi.com/2076-3921/11/10/1983

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