氧化应激检测

氧化应激检测：核心检测项目详解

氧化应激是指机体活性氧（ROS）产生与抗氧化防御系统失衡，导致对细胞和组织产生潜在损伤的状态。它与衰老、神经退行性疾病、心血管疾病、糖尿病、癌症等多种疾病密切相关。准确检测氧化应激水平对于评估疾病风险、了解病理机制及监测干预效果至关重要。以下是氧化应激检测的核心项目分类：

一、 活性氧/自由基及其相关代谢物检测

1. 活性氧簇检测：

   • 检测对象： 羟基自由基、超氧阴离子、过氧化氢等。
   • 常用方法： 使用特异性荧光探针（如DCFH-DA检测总ROS水平，DHE检测超氧阴离子），化学发光法或电子顺磁共振（ESR）技术。这些方法利用探针与ROS反应后产生可测量的光信号或顺磁信号。

2. 活性氮簇检测：

   • 检测对象： 一氧化氮、过氧亚硝基阴离子等。
   • 常用方法： 类似活性氧检测，使用特异性荧光探针（如DAF-FM检测NO）或化学发光法。

二、 抗氧化物质检测

1. 酶类抗氧化剂：

   • 超氧化物歧化酶： 催化超氧阴离子歧化为过氧化氢和氧气。检测其活性是评估清除自由基能力的关键。
   • 过氧化氢酶： 催化过氧化氢分解为水和氧气。活性检测反映处理过氧化氢的能力。
   • 谷胱甘肽过氧化物酶： 利用还原型谷胱甘肽催化过氧化物（包括过氧化氢和有机过氧化物）的还原。活性检测是其功能评估标准。
   • 谷胱甘肽还原酶： 催化氧化型谷胱甘肽还原为还原型谷胱甘肽，维持谷胱甘肽库。活性检测反映维持还原能力。
   • 硫氧还蛋白系统： 包括硫氧还蛋白、硫氧还蛋白还原酶等，参与蛋白质二硫键还原等关键过程。可检测其活性或含量。

2. 非酶类抗氧化剂：

   • 谷胱甘肽： 最重要的内源性小分子抗氧化剂（特别是还原型谷胱甘肽, GSH）。
     • 检测项目： 还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、总谷胱甘肽含量；谷胱甘肽还原酶活性（维持GSH水平）。
   • 维生素类： 维生素C、维生素E等。通常检测其含量。
   • 尿酸： 重要的血浆抗氧化剂。检测其含量。
   • 胆红素： 具有一定的抗氧化能力。检测其含量。
   • 硫醇类总量： 检测样本中所有含巯基化合物的总量，反映总体还原能力。

3. 总抗氧化能力：

   • 检测意义： 评估样本中所有抗氧化物质（酶和非酶）协同作用对抗自由基的总能力。
   • 常用方法：
     • FRAP法： 测定样本还原三价铁能力。
     • ABTS法/TEAC法： 测定样本清除ABTS自由基阳离子的能力。
     • ORAC法： 测定样本清除过氧自由基的能力（通常使用AAPH产生）。
     • CUPRAC法： 测定样本还原二价铜的能力。

三、 氧化损伤产物检测

1. 脂质过氧化产物：

   • 丙二醛： 脂质过氧化最广泛检测的终产物。
     • 常用方法： 硫代巴比妥酸反应物法（TBARS法，特异性需注意），高效液相色谱法（HPLC），气相色谱串联质谱法（GC-MS/MS，更准确）。
   • 4-羟基壬烯醛： 毒性更强的活性醛类，重要的脂质过氧化标志物。
     • 常用方法： ELISA、HPLC、GC-MS/MS。
   • 异前列烷： 由自由基催化花生四烯酸氧化生成，特异性强，被认为是脂质过氧化的金标准标志物之一（尤其F2-Isoprostanes）。
     • 常用方法： ELISA、GC-MS/MS、LC-MS/MS。
   • 氧化型低密度脂蛋白： 动脉粥样硬化的关键因素。可检测其含量或抗体结合水平。

2. 蛋白质氧化损伤产物：

   • 羰基化蛋白： 蛋白质羰基是蛋白质氧化损伤最普遍的标志物。
     • 常用方法： 与2,4-二硝基苯肼反应生成腙，通过分光光度法检测；或利用针对蛋白质羰基的抗体的免疫印迹或ELISA法。
   • 硝基酪氨酸： 蛋白质酪氨酸残基被活性氮（如过氧亚硝基）硝化的产物。
     • 常用方法： 免疫组化、免疫印迹、ELISA、HPLC、MS。
   • 硫基氧化： 检测蛋白质半胱氨酸残基的巯基状态（如形成二硫键、亚磺酸、磺酸等）。
   • 蛋白质交联： 如双酪氨酸交联产物。

3. DNA/RNA氧化损伤产物：

   • 8-羟基脱氧鸟苷： DNA中鸟嘌呤被羟基自由基攻击的主要产物，是最广泛研究的DNA氧化损伤标志物。
     • 常用方法： ELISA、HPLC-ECD（电化学检测）、LC-MS/MS（金标准）。
   • 8-羟基鸟苷： RNA氧化损伤的对应标志物。
     • 常用方法： 同上。
   • ​DNA链断裂： 可通过彗星实验（单细胞凝胶电泳）等方法检测。

检测样本类型：

• 血液/血清/血浆： 最常用，可反映循环系统中的氧化应激状态（如抗氧化酶活性、GSH、MDA、8-OHdG、总抗氧化能力等）。
• 尿液： 适合检测稳定的终末产物（如8-OHdG、F2-Isoprostanes等），无创且可动态监测。
• 组织： 提供特定组织或器官内部的氧化应激信息（如脂质过氧化、蛋白质羰基化、特定酶活性等），常需匀浆处理。
• 细胞： 用于体外研究，可直接检测ROS产生、抗氧化酶活性及损伤产物。

临床与研究意义：

• 疾病风险评估与诊断： 早期发现氧化应激失衡，提示潜在疾病风险或辅助诊断（如神经退行性疾病、心血管疾病）。
• 疾病机制研究： 深入理解氧化应激在不同病理过程中的作用。
• 疗效评估： 监测药物（如抗氧化剂）、生活方式干预（如饮食、运动）的效果。
• 衰老研究： 评估生物体的氧化损伤累积程度。

总结：

氧化应激检测是一个多维度的评估体系，涵盖活性氧、抗氧化防御能力和不同类型的氧化损伤产物。选择合适的检测项目组合取决于研究目的、样本类型和可用的技术平台。通过系统检测这些关键指标，能够客观、全面地评估机体氧化还原状态，为疾病的预防、诊断、治疗及机制研究提供重要依据。在解读结果时，需考虑样本类型、个体差异、疾病阶段以及多种标志物间的相互关系。