袁 濤綜述，趙建寧，包倪榮審校

0 引 言

游離脂肪酸(free fatty acid，F(xiàn)FA)在人體內(nèi)的含量變化對心臟、肺、肝、腎等器官影響明顯，且FFA對靶器官的作用主要是通過氧化應(yīng)激反應(yīng)?；钚匝踝杂苫禽^常見的對機(jī)體危害較大的一類自由基，它是由氧直接或間接轉(zhuǎn)變而來的氧自由基及其衍生物，能與細(xì)胞膜上的多不飽和脂肪酸發(fā)生氧化反應(yīng)，生成對細(xì)胞具有毒性作用的過氧化物，致使蛋白質(zhì)氧化、損傷脫氧核醣核酸突變甚至斷裂、脂質(zhì)氧化、細(xì)胞膜起泡等，紅細(xì)胞膜脂質(zhì)的氧化破壞可直接導(dǎo)致紅細(xì)胞的損傷［1-2］。FFAs的“脂毒性”與紅細(xì)胞破壞的機(jī)制研究，對防治紅細(xì)胞及機(jī)體其他組織器官的氧化損傷及由此引起的病理變化有重要意義。

1 FFA的特性

FFA是指非酯化的脂肪酸，由飽和脂肪酸(軟脂酸和硬脂酸)、單不飽和脂肪酸(油酸)、ω6-多不飽和脂肪酸(二十碳三烯酸、亞油酸、花生四烯酸)、ω3-PUFAs(α-亞麻酸和二十二碳六烯酸)等組成，血液中的FFA主要由皮下和內(nèi)臟脂肪脂解產(chǎn)生，是脂肪代謝的中間產(chǎn)物，也是人體重要的能源物質(zhì)之一。研究表明，隨實(shí)驗(yàn)動物的血漿FFA濃度增加，血漿氧化應(yīng)激的標(biāo)志物異前列腺素和蛋白質(zhì)羰基增高，表明FFA可增加細(xì)胞的氧化應(yīng)激［3］。從而降低機(jī)體抗氧化能力，引起機(jī)體發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，當(dāng)體內(nèi)FFA含量達(dá)到一定程度時(shí)，自會使內(nèi)皮細(xì)胞膜受損，通透性升高，最終導(dǎo)致病理性反應(yīng)［4］。Shankar等［5］觀察正常體重的健康人在血中FFA含量升高2～3倍后，都可使內(nèi)皮源性一氧化氮產(chǎn)生或釋放減少，內(nèi)皮源性血管舒張功能障礙，提示高FFA血癥可使血管內(nèi)皮功能受損。

2 FFA對靶器官的作用

近年來有研究表明，在大鼠心肌缺血再灌注試驗(yàn)中，隨著血清中FFA增多，心肌過氧化物酶體增殖物激活受體α(peroxisome proliferators-activated receptor α，PPARα)表達(dá)減少［6］。通過建立大鼠心肌缺血再灌注模型中發(fā)現(xiàn)脂肪酸的氧化減少，心肌氧耗量降低，缺血和缺氧的耐受性明顯增加，對心肌有一定的保護(hù)作用。PPARα可控制心肌線粒體編碼脂肪酸氧化酶核基因，在分解脂肪酸的組織細(xì)胞中高表達(dá)，它還表達(dá)于血管內(nèi)皮、平滑肌、單核巨噬細(xì)胞及粥樣硬化的斑塊之中。目前研究證實(shí)PPARα同多種心血管疾病相關(guān)聯(lián)［7］。應(yīng)激性反應(yīng)能加強(qiáng)心肌細(xì)胞利用FFA的能力，活化的PPARα能增加心肌細(xì)胞利用脂肪酸的基因表達(dá)，主要從3方面發(fā)揮作用:①脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和酯化。②線粒體對脂肪酸的攝入。③線粒體和過氧化物酶體的β氧化［8］。因此PPARα是成年心肌脂質(zhì)和能量代謝的重要調(diào)控子。PPARα的下調(diào)可使脂肪酸氧化減少，從而大鼠血液中FFA增多，使心肌梗死程度加重，導(dǎo)致血液FFA濃度高低與急性心肌梗死的面積密切相關(guān)［9］。試驗(yàn)結(jié)果也提示降低血液FFA可能對于減輕缺血再灌注損傷具有積極意義。

同時(shí)研究表明，高FFA血癥可引起血壓升高，其作用機(jī)制可能是通過抑制內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)mRNA 表達(dá)，導(dǎo)致內(nèi)皮依賴性血管舒張功能受損，氧化應(yīng)激在其中也起了重要作用［10］。測定血中活性氧和還原型谷胱甘肽的水平發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)FA水平升高可致內(nèi)皮依賴性血管舒張功能(endothelium dependent vasodilatation，EDV)受損［11］。升高血液循環(huán)中 FFA 水平后，F(xiàn)FA組血漿內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)皮型eNOS水平明顯降低，因此eNOS mRNA的表達(dá)降低，提示FFA水平升高可能通過降低eNOS表達(dá)減少內(nèi)皮源性一氧化氮的產(chǎn)生，使EDV受損，參與高血壓發(fā)病。因此可通過一氧化氮介導(dǎo)的血管舒張抗高血壓，這可能與乙酰半胱氨酸減少活性氧生成，增加谷胱甘肽濃度，減弱氧化應(yīng)激反應(yīng)及增強(qiáng)一氧化氮對機(jī)體的作用相關(guān)［12］。目前認(rèn)為 FFA還可通過多種機(jī)制影響血壓:①FFA升高可增加α1腎上腺素受體的敏感性，使交感活性增加。②FFA可損傷血管內(nèi)皮功能。③FFA可激活蛋白激酶C，抑制Na+-K+-ATP酶泵，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈉、鈣水平升高，進(jìn)而影響血壓。④FFA還可抑制內(nèi)皮一氧化氮的合成，從而影響血管舒張［13］。

FFA引起肺損傷的機(jī)制尚不明確，但有研究表明可能與過氧化反應(yīng)和細(xì)胞因子的作用有關(guān)［14］。FFA的升高可致使細(xì)胞黏附分子-1(intercellular adhesion module-1，ICAM-1)增加，ICAM-1與肺血管內(nèi)皮損傷密切相關(guān)，有利于中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，同時(shí)還釋放炎性介質(zhì)、細(xì)胞毒性氧代謝產(chǎn)物及磷酯酶產(chǎn)物，損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，使其通透性增強(qiáng)，這與肺部的病理表現(xiàn)和血管通透性改變相符［15］。

FFA慢性升高對肝胰島素抵抗有影響［16］。FFA慢性升高可致葡萄糖輸注率下降，葡萄糖的利用障礙，肝的蛋白激酶C δ向細(xì)胞膜轉(zhuǎn)位增加，說明在慢性高FFA導(dǎo)致的肝胰島素抵抗中，氧化應(yīng)激反應(yīng)起了重要作用［17］。胰島素抵抗可使脂質(zhì)分解增加，肝的線粒體中氧化的FFA負(fù)荷增加，脂肪酸的β氧化能力下降，最終肝細(xì)胞內(nèi)脂肪酸堆積，脂肪在肝的代謝失衡是脂肪肝形成的主要啟動因素［18］。FFA還可通過細(xì)胞因子毒性等途徑損傷肝細(xì)胞，并直接或通過枯否細(xì)胞激活肝星狀細(xì)胞。FFA通過外源性和內(nèi)源性途徑促進(jìn)肝細(xì)胞的凋亡，而肝細(xì)胞凋亡在非酒精性脂肪肝的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。

有研究發(fā)現(xiàn)，人的胰腺長期經(jīng)FFA作用后會出現(xiàn)大量異常自噬體，同時(shí)溶酶體基因表達(dá)受限，可對β 細(xì)胞自噬功能產(chǎn)生影響［19］。Masini等［20］將 β 細(xì)胞置于較高濃度的非酯化脂肪酸時(shí)，胞內(nèi)大量空泡聚集，同時(shí)細(xì)胞凋亡的速率上升，與溶酶體相關(guān)的膜蛋白2表達(dá)較少，可反映β細(xì)胞內(nèi)自噬功能情況，干擾細(xì)胞的新陳代謝途徑，加快細(xì)胞的死亡。

3 活性氧與紅細(xì)胞損傷的相關(guān)性

細(xì)胞膜表面的多不飽和脂肪酸和胞內(nèi)血紅蛋白受到活性氧的氧化會導(dǎo)致紅細(xì)胞的損傷［21］。細(xì)胞膜主要由脂類物質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。而細(xì)胞膜脂主要有磷脂、膽固醇和糖脂等3種類型。當(dāng)過量的自由基攻擊紅細(xì)胞膜、氧化不飽和脂肪酸及其中間產(chǎn)物自由基及最終產(chǎn)物丙二醛等，會使紅細(xì)胞膜變形性下降［22］。用不同濃度的過氧化氫作用于離體正常紅細(xì)胞，再分別用不同方法測定紅細(xì)胞溶血度、紅細(xì)胞膜過氧化脂質(zhì)及紅細(xì)胞膜微黏度，發(fā)現(xiàn)不同濃度的過氧化氫作用于紅細(xì)胞后均引起紅細(xì)胞氧化溶血，紅細(xì)胞溶血度、紅細(xì)胞膜過氧化脂質(zhì)、紅細(xì)胞膜微黏度均明顯增加。有研究指出紅細(xì)胞膜微黏度與紅細(xì)胞溶血度及胞膜過氧化脂質(zhì)成正相關(guān)［23］?；钚匝跻l(fā)紅細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致紅細(xì)胞膜流動性降低，在活性氧誘導(dǎo)紅細(xì)胞發(fā)生氧化溶血的機(jī)制中起一定的作用。近年研究發(fā)現(xiàn)，許多疾病的發(fā)病與活性氧誘導(dǎo)紅細(xì)胞發(fā)生氧化溶血密切相關(guān)，但其作用機(jī)制尚不明確［9-17］。有研究表明，活性氧可激發(fā)紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化，紅細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化物的增加可破壞細(xì)胞膜的完整性，活性氧的增多導(dǎo)致紅細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化，這也是紅細(xì)胞損傷的主要機(jī)制［23-24］。紅細(xì)胞中的金屬絡(luò)合物血紅蛋白可促進(jìn)脂質(zhì)過氧化，紅細(xì)胞膜上的多價(jià)不飽和脂肪酸也易受到活性氧的氧化作用，引發(fā)膜脂質(zhì)過氧化是紅細(xì)胞產(chǎn)生過氧化脂質(zhì)的場所［25］。紅細(xì)胞膜流動性與過氧化脂質(zhì)負(fù)相關(guān)，提示氧化劑是紅細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的主要因素。紅細(xì)胞膜流動性改變和紅細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化密切相關(guān)，細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比例變化也是影響膜流動性的重要因素之一。紅細(xì)胞膜的流動性改變則引起紅細(xì)胞變形能力變化，變形能力降低的紅細(xì)胞通過毛細(xì)血管時(shí)在高切應(yīng)力的作用下易發(fā)生破裂溶血［26］?；钚匝踝饔糜诩t細(xì)胞膜致使脂質(zhì)過氧化，紅細(xì)胞膜流動性降低，滲透脆性減小，引起紅細(xì)胞的破壞，在誘導(dǎo)紅細(xì)胞發(fā)生氧化性溶血的機(jī)制中起重要的作用［27］。

血液中的血紅蛋白具有氧化酶活性及促進(jìn)脂質(zhì)過氧化的作用。研究發(fā)現(xiàn)，血紅蛋白主要與過氧化氫和過氧化物結(jié)合引起氧化應(yīng)激反應(yīng)［28］。血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與過氧化氫酶具有相似的空間結(jié)構(gòu)和相同的鐵葉啉輔基，能表現(xiàn)類似與過氧化氫酶的催化活性，而血紅蛋白不僅具有加氧酶的活性，還可促進(jìn)脂質(zhì)過氧化作用，活化細(xì)胞內(nèi)毒性物質(zhì)，進(jìn)而引起一系列連鎖反應(yīng)產(chǎn)生細(xì)胞氧化應(yīng)激。由于血紅蛋白氧化——還原循環(huán)反應(yīng)而誘導(dǎo)多種活性氧產(chǎn)生，從而導(dǎo)致氧化性損傷，在血紅蛋白不斷被氧化的過程中形成了大量氧自由基，如超陽陰離子自由基、過氧化氫等，它們會攻擊血紅蛋白等多種蛋白質(zhì)，引起脂質(zhì)過氧化，形成脂性自由基及蛋白質(zhì)自由基，導(dǎo)致脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的交聯(lián)和聚合，使多種重要的蛋白質(zhì)和酶失去活性，細(xì)胞膜的流動性降低，通透性增強(qiáng)，細(xì)胞膜和有膜細(xì)胞器功能異常，從而對細(xì)胞和組織成氧化性損傷［29］。同時(shí)，研究者還發(fā)現(xiàn)在生理病理的狀態(tài)下生物系統(tǒng)中還存在一氧化氮的氧化產(chǎn)物ONOO—，這種自由基可引起自由基鏈反應(yīng)，如直接氧化蛋白質(zhì)、脂質(zhì)過氧化作用，引發(fā)谷胱甘肽自由基鏈的消耗［30］。最終血紅蛋白可被過氧化物降解導(dǎo)致自由基和超氧離子的形成，釋放出鐵離子造成貧血。

4 FFA與紅細(xì)胞損傷的關(guān)系

各項(xiàng)研究表明FFA是參與氧化應(yīng)激的重要物質(zhì)，同時(shí)也是活性氧的刺激物［31］。長鏈自由脂肪酸及其代謝產(chǎn)物不僅通過結(jié)合輔酶Ⅰ、Ⅲ減少電子流的轉(zhuǎn)運(yùn)模式在線粒體途徑上能影響活性氧的產(chǎn)生，且FFA可滅活氧化性谷胱甘肽，減少谷胱甘肽的形成，從而減緩清除過氧化氫的速率，同時(shí)FFA在線粒體內(nèi)的高度聚集可影響膜流動性［20，30］。正常紅細(xì)胞表面有豐富的過氧化物還原酶，具有抗氧化能力，如過氧化物還原酶2在紅細(xì)胞膜上含量豐富，它能保護(hù)紅細(xì)胞免遭破壞，當(dāng)這些過氧化物還原酶減少或抗氧化能力降低時(shí)，紅細(xì)胞就會遭到破壞。有研究分析指出，F(xiàn)FA能刺激過氧化物的產(chǎn)生，可能會引起紅細(xì)胞膜上的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化能力降低，最終引起紅細(xì)胞膜的破壞、血紅蛋白損傷和滲透脆性增加，導(dǎo)致紅細(xì)胞溶血性貧血［21］。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者出現(xiàn)嚴(yán)重貧血，紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及血紅蛋白含量明顯下降，因此紅細(xì)胞的氧化性破壞，也可能是臨床手術(shù)后隱性失血的發(fā)病機(jī)制［32］。

5 結(jié) 語

綜上所述，F(xiàn)FA在體內(nèi)參與的氧化應(yīng)激反應(yīng)與多個(gè)靶器官的組織病變密切相關(guān)，其與紅細(xì)胞破壞的相關(guān)性，可通過探究體內(nèi)FFA含量變化與紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞滲透脆性、血紅蛋白含量、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽還原酶、過氧化氫等指標(biāo)變化的相關(guān)性予以證實(shí)。這為研究氧化性貧血的危險(xiǎn)因素提供了新的方向，同時(shí)也將為臨床隱性失血預(yù)測及防治措施開拓新的思路。

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