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第一章 体内活性氧的生成和抗氧化防御系统1

第一节 氧自由基和活性氧的生成2

一、线粒体前氧化系统2

（一）线粒体呼吸链2

（二）单胺氧化酶4

二、细胞色素P450前氧化系统4

（一）Cyto P450的自氧化作用4

（二）NADPH-CytoP450还原酶的酶系统生成反应5

三、吞噬细胞前氧化系统5

（一）NADPH氧化酶5

（二）MPO-H2O2－卤化物系统7

（三）ONOOH生成7

（一）催化自氧化作用8

四、铁离子8

（二）催化Haber-Weiss反应9

（三）与O2-作用生成高活性复合物9

（四）催化ROOH均裂9

第二节 抗氧化防御系统（初级抗氧化防御系统）10

一、抗氧化酶10

（一）超氧化物歧化酶10

（二）过氧化氢酶10

（三）硒谷胱甘肽过氧化物酶10

（四）不含硒谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽硫转移酶11

（五）醛酮还原酶11

二、脂溶性抗氧化剂12

（一）维生素E12

（二）类胡萝卜素14

三、水溶性小分子抗氧化剂15

（一）抗坏血酸（维生素C）15

（三）辅酶Q15

（二）谷胱甘肽18

四、蛋白性抗氧化剂19

（一）铜蓝蛋白19

（二）清蛋白和清蛋白结合的胆红素19

（三）转铁蛋白和乳铁蛋白20

（四）金属硫蛋白20

第二章 自由基对体内生物大分子的损伤及其修复系统23

第一节 蛋白质的氧化损伤23

一、蛋白质的氧化作用23

（一）蛋白质主链氧化和蛋白质断裂23

（二）氨基酸侧链氧化24

二、脂质过氧化作用及其对膜的损伤和其羰基对蛋白质的修饰26

（一）脂质过氧化作用26

（三）蛋白质过氧化与自由基位点特异性损伤理论26

（二）脂质过氧化作用对细胞膜的损伤29

（三）脂质过氧化羰基产物对蛋白质的修饰29

三、糖基化作用、糖化氧化作用与蛋白质的羰基修饰32

（一）糖基化作用、糖基化过程、Maillard反应及糖化氧化作用32

（二）二羰基化合物去氧葡萄糖醛酮形成和进展性糖基化作用终产物34

（三）糖化氧化作用也可以发生在游离葡萄糖的自氧化作用37

（四）糖化氧化作用与蛋白质氧化和脂质过氧化38

第二节 活性氧对DNA的损伤39

一、·OH对DNA的损伤39

二、ONOOH对DNA的损伤41

三、羰基对DNA的损伤42

（一）脂质过氧化作用生成的羰基对DNA的修饰42

（二）糖化氧化作用对DNA的修饰43

（二）蛋白质降解44

（一）蛋白质修复44

一、蛋白质修复和降解44

第三节 抗氧化修复系统（二级抗氧化防御系统）44

二、DNA修复系统47

（一）回复修复47

（二）切除修复48

（三）复制后重组修复50

第三章 哺乳动物的衰老和寿命假说53

第一节 哺乳动物的最高寿限和衰老速率53

一、哺乳动物的最高寿限和平均估计寿命53

二、哺乳动物的衰老速率54

第二节 哺乳动物的寿限能和衰老的分化障碍假说56

一、哺乳动物的寿限能57

二、衰老的分化障碍学说58

一、寿命决定因子59

二、寿命基因假说59

第三节 哺乳动物的寿命决定因子和寿命基因假说59

第四章 机体抗氧化防御能力和活性氧生成速率与物种寿限61

第一节 组织抗氧化酶水平与物种寿限61

一、超氧化物歧化酶61

二、过氧化氢酶和硒谷胱甘肽过氧化物酶61

第二节 组织抗氧化剂含量与物种寿限64

一、α－生育酚和类胡萝卜素64

二、抗坏血酸和还原性谷胱甘肽65

三、尿酸和铜蓝蛋白67

第三节 组织生物大分子的氧化损伤与物种寿限68

一、脂质过氧化68

二、蛋白质氧化70

三、糖化氧化作用71

四、DNA氧化损伤72

一、组织自氧化速率73

第四节 组织自氧化作用与物种寿限73

二、组织内源性抗氧化酶抗氧化剂水平的可补偿性75

第五节 细胞活性氧生成速率和膜脂不饱和程度与物种寿限76

一、基础代谢率和活性氧生成不成比例76

二、活性氧生成的速率是最重要的寿命决定因子之一78

三、膜脂不饱和程度也影响着最高寿限79

第五章 衰老的自由基－线粒体理论83

第一节 线粒体氧化应激是机体衰老的关键84

一、线粒体活性氧生成速率与寿限84

二、衰老机体线粒体活性氧生成增加86

三、线粒体衰老是一个慢性氧化应激的过程88

（一）GSH氧化增加88

（五）抗氧化酶活性改变89

（四）mtDNA氧化损伤89

（三）羰基蛋白形成89

（二）脂质过氧化作用增强89

第二节 衰老线粒体的功能和形态改变91

一、衰老线粒体的功能障碍91

（一）氧化磷酸化91

（二）转运载体活性91

（三）蛋白质合成92

二、衰老线粒体的形态改变92

三、线粒体DNA和线粒体复制的随龄改变93

四、线粒体是细胞凋亡的关键介体94

第六章 衰老线粒体的DNA氧化损伤和突变98

第一节 衰老线粒体DNA损伤99

一、mtDNA易于氧化损伤的原因99

二、衰老线粒体mtDNA氧化修饰100

一、线粒体基因组102

第二节 衰老线粒体DNA突变102

二、线粒体DNA突变103

（一）点突变103

（二）DNA片段的缺失104

（三）DNA重排105

三、线粒体DNA突变与衰老105

第七章 降低能量代谢延长平均寿命和最高寿限110

第一节 限制能量代谢减少线粒体活性氧生成和随龄膜脂肪酸组成改变110

一、食物限制减低线粒体活性氧生成110

二、食物限制减轻随龄膜脂肪酸组成变化110

第二节 限制能量代谢增强抗氧化防御能力112

一、食物限制阻断或减轻随龄抗氧化酶活性变化112

二、食物限制增强氧化蛋白降解和DNA修复114

一、食物限制减轻随龄脂质过氧化损伤116

第三节 限制能量代谢减轻氧化应激116

二、食物限制减轻随龄蛋白质氧化117

三、食物限制减轻随龄DNA损伤120

第四节 限制能量代谢延长寿限123

一、食物限制增加平均寿命和最高寿限123

二、减少体力活动、休眠增加平均寿命和最高寿限124

三、减少体力活动、休眠减低氧化损伤124

第八章 抗氧化酶及抗氧化修复酶基因过表达与寿限130

第一节 抗氧化酶基因过表达对果蝇衰老和寿限的影响130

一、单一抗氧化酶基因过表达对果蝇寿限的影响130

（一）Cu-ZnSOD基因过表达延长果蝇平均寿命和最高寿限130

（二）MnSOD基因过表达延长果蝇的平均寿命和最高寿限136

（三）CAT过表达不能延长果蝇的平均寿命但可增强果蝇对H2O2的抗性137

蝇对急性氧化应激损伤的抗性140

（二）SOD和CAT同时共表达可以减轻果蝇的随龄的氧化损伤，增强果140

（一）SOD和CAT同时共表达可以延长果蝇的寿限140

二、SOD和CAT同时共表达对果蝇寿限的影响140

第二节 抗氧化修复酶基因过表达对果蝇寿限的影响142

一、谷胱甘肽还原酶（GR）基因过表达对果蝇衰老和寿限的影响143

（一）GR基因表达可以延长果蝇在高氧状态下的存活时间143

（二）GR基因过表达对正常生长状态下果蝇的寿限没有明显的影响146

二、蛋氨酸硫氧化物还原酶A（MSRA）基因过表达对果蝇衰老和寿限的影响148

（一）MSRA基因过表达可以延长果蝇的寿限148

（二）MSRA基因过表达能够提高果蝇对氧化应激损伤的抗性和活动能力149

第九章 机体随龄氧化损伤153

第一节 组织脂质过氧化物含量和抗氧化酶活性随龄变化153

一、血浆（血清）和血细胞153

（一）血浆（血清）153

（二）红细胞154

（五）巨噬细胞155

二、脑组织155

（三）中性粒细胞155

（四）淋巴细胞155

三、心肌、骨骼肌、肝、肾等组织160

第二节 蛋白质氧化损伤和多催化活性蛋白酶随龄变化162

一、组织蛋白质氧化损伤随龄变化162

（一）血浆（血清）和全血162

（二）脑组织163

（三）心肌、骨骼肌、肝等组织165

二、多催化活性蛋白酶随龄的变化166

第三节 DNA氧化损伤和修复的随龄变化169

第四节 老年机体抗氧化应激能力的变化171

一、皮肤随龄氧化损伤和皮肤细胞复制衰老的氧化损伤178

（一）皮肤随龄氧化损伤178

第一节 皮肤组织随龄的氧化损伤178

第十章 皮肤、骨骼肌和骨骼系统随龄的氧化损伤178

（二）皮肤细胞复制衰老的氧化损伤179

二、皮肤细胞培养衰老的氧化损伤182

三、食物限制减轻随龄皮肤氧化损伤183

第二节 骨骼肌随龄的氧化损伤和运动锻炼对老年骨骼肌运动抗氧化损伤的影响185

一、骨骼肌随龄氧化损伤185

二、骨骼肌随龄生理功能变化188

三、运动锻炼增加老年骨骼肌对氧化应激的耐受性188

第三节 骨和关节软骨随龄氧化损伤194

一、骨随龄氧化损伤194

二、关节软骨随龄氧化损伤196

第十一章 抗氧化剂的抗衰老作用201

一、维生素E和维生素C与冠心病202

第一节 维生素E和维生素C的抗衰老作用202

二、维生素E和维生素C与神经退行性疾病及其患者和老年人的认知功能207

三、维生素E和维生素C与老年人的免疫功能210

第二节 硫辛酸的抗衰老作用213

一、降低老年机体的氧化应激状态213

二、提高老年机体的抗氧化应激能力218

三、改善衰老线粒体氧化状态和代谢酶活性的改变219

四、对糖尿病及其神经病变的治疗作用219

第三节 N-乙酰半胱氨酸和硫杂脯氨酸的抗衰老作用220

一、NAC和TP与老年机体免疫细胞功能220

二、NAC和TP与老年机体线粒体衰退和神经退行性疾病222

第四节 银杏叶提取物EGb761的抗衰老作用223

一、EGb761与老年机体线粒体衰退223

二、EGb761与衰老和神经退行性疾病225

第十二章 氧化应激与信号传导231

第一节 丝裂原激活的蛋白激酶信号传导途径232

一、ERK途径233

二、SAPK途径233

（一）JNK激活的蛋白激酶信号传导途径234

（二）p38激活的蛋白激酶信号传导途径234

（三）MAPK作用物和氧化应激235

第二节 PI3激酶／AKT途径235

一、AKT途径235

二、PI3激酶途径236

第三节 磷酯酶C-γ1（PLC-γ1）和蛋白激酶C（PKC）236

一、磷酯酶C-γ1（PLC-γ1）236

二、蛋白激酶C（PKC）237

第四节 p53、核因子kB（NFkB）和共济失调－毛细血管扩张症突变（ATM）激酶237

一、p53信号传导237

三、核因子kB（NFkB）信号传导239

二、共济失调－毛细血管扩张症突变（ATM）激酶239

第五节 其他的信号传导分子和途径240

一、JAK/STAT途径240

二、c-Abl酪氨酸激酶241

三、p66shc适配蛋白241

四、热休克蛋白的表达241

第十三章 转录调节与衰老249

第一节 老化过程中瞬时控制的转录因子249

一、年龄依赖的CCAAT／增强子结合蛋白的合成改变249

二、年龄对热休克蛋白合成的转录损伤250

第二节 转录因子的氧化还原调节251

一、锌指蛋白251

二、ROS信号传导经过依赖MAP激酶磷酸化作用的转录因子252

三、无嘌呤－无嘧啶核酸内切酶／氧化还原作用因子1（APE/Ref-1）作为一种氧化还原作用传感器和与年龄依赖基因的转录作用的调控子253

四、沉默子信息调控因子2、脱乙酰基酶、染色质的重新塑造和p53的功能254

编后语257