α硫辛酸临床应用
•硫辛酸影响基因表达、缓解
• 硫辛酸干预糖尿病在体模型后,降低转化生长因子(TGF-ß)等细胞 因子的表达,防止氧化应激损伤机体蛋白质,降低机体氧化应激性蛋白的 表达水平。
•正常组织
•糖尿病组织
•硫辛酸干预
•Ref: MONA F. MELHEM. Effects of Dietary Supplementation of -Lipoic Acid on Early Glomerular Injury in • Diabetes Mellitus. J Am Soc Nephrol 12:124-133, 2001
•Ref:Schupke H, Hempel R, Peter G, Hermann R, Wessel K, Engel J, Kronbach T. New metabolic pathways of • alpha-lipoic acid. Drug Metab Dispos. (2001) 29(6) 855-62.
•硫辛酸药理机制——高效抗氧化剂(3)
修复受损细胞
硫辛酸不仅对长时间的氧化损伤有较强抵抗作用,而且对VC和 VE不能修复的、较严重的细胞氧化损伤也可进行有效修复。并且 由于硫辛酸具有脂溶性,二氢硫辛酸具有水溶性,二者结合可以 深入到细胞中的各个部位而起作用,而只具有脂溶性或水溶性的 抗氧化剂却没有这一功能。
因此硫辛酸也被称作: “抗氧化剂的抗氧化剂” 又因其兼具水溶性脂溶性: “万能抗氧化剂”
•Ref:Carlson DA, Smith AR, Fischer SJ, Young KL, Packer L. The plasma pharmacokinetics of R-(+)-lipoic acid • administered as sodium R-(+)-lipoate to healthy human subjects. Altern Med Rev. (2007) 12(4) 343-51.
•捕捉清除自由基
• 硫辛酸具有双硫五元环结构,具有显著的亲电性和与自由基反应 的能力。它可清除体内常见的羟基自由基(HO·)、一氧化氮自由基 (NO·)和过氧化亚硝基(ONOO·)等自由基和过氧化氢(H2O2)、单线 态氧(1O2)和次氯酸(HClO)等易于产生自由基的物质。 • 其还原产物二氢硫辛酸还能清除体内常见的过氧化物自由基 (ROO·)和超氧自由基(O 2-·) 。
•硫辛酸药理机制——高效抗氧化剂(4)
影响基因表达
NF-κB是一种能与免疫球蛋白κ链基因的增强子κB序列特异性结合 的核蛋白因子,硫辛酸和二氢硫辛酸能够调节NF-κB的激活。
并且硫辛酸能够阻止HIV复制,影响c-fos类原癌基因的表达,对 自由基代谢过程中的中间产物H2O2造成的细胞DNA氧化损伤具有明 显的保护作用。
•三羧酸循环 •:硫辛酸在机体能量代谢中的作用部位
•α-硫辛酸的生物活性
促进细胞吸收营养,排出废物,修补受伤部位,增强免疫系统。 α硫辛酸可以除去重金属,帮助肝脏清除身体中的其他毒素。
•Ref: α-Lipoic acid: physiologic mechanisms and indications for the treatment of metabolic syndrome. 2007, • 16( 3) : 291-302 • Energy metabolism and oxidative stress: impact on the metabolic syndrome and the aging process. • Endocrine (2006) 29:27-32.
•Ref:Jordan SW, Cronan JE Jr. (1997). "A new metabolic link. The acyl carrier protein of lipid synthesis donates • lipoic acid to the pyruvate dehydrogenase complex in Escherichia coli and mitochondria.". J Biol Chem. • 272 (29): 17903–6. • Cronan JE, Zhao X, Jiang Y. (2005). "Function, attachment and synthesis of lipoic acid in Escherichia coli.". • Adv Microb Physiol. 50: 103–46.
•硫辛酸药理机制—抗氧化剂的抗氧化剂(4)
除了自身具有抗氧化作用外,硫辛酸在体内的产物二氢硫辛酸还可 以激活生物体中其他抗氧化剂的代谢循环。二氢硫辛酸可通过还原反应再 生VC、谷胱甘肽等抗氧化剂,间接还原再生VE。
例如:硫辛酸/二氢硫辛酸的还原电位为-0.32 v,而氧化型谷胱甘肽 (GSSG)/还原型谷胱甘肽(GSH)的还原电位为-0.24 v,因此,二氢硫辛酸 可以使GSSG的二硫键断裂生成巯基,从而还原再生GSH。另外,硫辛酸 还可以阻止Cu 2+催化VC氧化。
•α-硫辛酸化学结构式
•羟基(水溶性、V-C) •二硫键(氧化还原反应场所、脂溶性、V-E)
•分子式为C8H14O2S2,相对分子质量为206. 33
•硫辛酸药理机制综述
高效抗氧化剂
■ 捕捉清除自由基
■ 与金属离子螯合
■ 修复受损细胞
■ 影响基因表达
抗氧化剂的抗氧化剂
影响机体代谢
•硫辛酸药理机制——高效抗氧化剂(1)
•Ref:Walgren JL, Amani Z, McMillan JM, Locher M, Buse MG. Effect of R(+)-alpha-lipoic acid on pyruvate • metabolism and fatty acid oxidation in rat hepatocytes. Metabolism. (2004) 53(2) 165-73.
Rev. • (2000) 64: 786-820.
•硫辛酸清除自由基作用范围
• 硫辛酸在细胞内转换为还原型二氢硫辛酸,二者均为强抗氧化剂 、可以同时清除反应性氧簇(ROS)和反应性氮簇(NO、NO·)两大类 自由基,即:硫辛酸对所有自由基均有清除作用。
•硫辛酸
•二氢硫辛 酸
•单线态 氧
•(1O2) •羟基自由
•硫辛酸药理机制—影响代谢的抗氧化剂(4)
影响代谢的抗氧化剂
硫辛酸作为酰基载体,存在于丙酮酸脱氢酶(Pyruvate 和 Dehydrogenase) α酮戊二酸脱氢酶(αketoglutarate Dehydrogenase)中,参与三羧酸循环,在α 酮酸氧化和脱羧过程中起到偶联酰基转移和电子转移的作用,促进 丙酮酸的分解,使机体对葡萄糖的利用率明显提高。
•Ref:Kurland CG, Andersson SGE. Origin and Evolution of the Mitochondrial Proteome. Microbiol. Mol. Biol. Rev. • (2000) 64: 786-820. • MaríM, Morales A, Colell A, García-Ruiz C, Fernández-Checa JC. Mitochondrial glutathione, a key survival • anti-oxidant. Antioxid Redox Signal. (2009) 11(11)2685-700
•硫辛酸药理机制——高效抗氧化剂(2)
与金属离子螯合
Fe 2+、Cu 2+ 、Hg 2+ 等过渡金属离子及砷等元素在机体的氧 化过程中起催化作用,从而导致组织损伤。
硫辛酸及二氢硫辛酸可以与这些金属离子螯合,消除其催化作 用,降低机体的氧化作用,抑制自由基的形成。
•Ref:Nesbitt NM, Cicchillo RM, Lee KH, Grove TL, Booker SJ. Lipoic Acid Biosynthesis. Chapter 2 in in Alpha • Lipoic Acid: Energy Production, Antioxidant Activity and Health Effects. Packer L, Patel M, eds. Boca • Raton, New York, London: Taylor & Francis Publishers (2008) 349-371
•硫辛酸与金属离子螯合机制
例如:研究表明,当硫辛酸与砷的摩尔比为8∶1时,可以完 全防止小鼠砷中毒。
•Ref:Hong YS, Jacobia SJ, Packer L, Patel MS. The inhibitory effects of lipoic compounds on mammalian • pyruvate dehydrogenase complex and its catalytic components. Free Radic Biol Med. (1999) 26(5-6) 685-94.
基
•(·OH) •超氧自由基
•(O2·)
•过氧化 氢
•一氧化氮自 由
•(H2O2
•基(NO·)
•过)氧化物自由基
• (ROO·)
•过氧化亚硝 基
•(·OONO)
•次氯酸 •(HClO)
•Ref:Teichert J, Preiss R High-performance liquid chromatography methods for determination of lipoic and • dihydrolipoic acid in human plasma. Methods Enzymol. 1997;279:159-66.