运动氧化应激与氧化损伤

DNA氧化损伤检测

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中国运动医学杂志 20 06年 5月第 2第 3期 C i JSot M d M y20, o., o3 5卷 h pr e, a 0 6 V 1 5 N . n s 2

运动性氧应激与 DN损伤 A刘晓莉孙丽娜乔德才 1北京师范大学体育与运动学院运动生理学实验室(京 10 7 )北 0 85 2山西大学体育学院运动人体科学实验室(原 00 0 )太 30 61 D A损伤的检测方法 N目前 D A氧化损伤的检测方法有多种，微核实验 (y N如 c.

等 _在对受试者进行 1 2“—7天的短时间大强度运动后测得其骨骼肌细胞、巴细胞及肝细胞 D A均有一定程度的损淋 N伤。研究表明，同项目运动造成运动者 D A损伤程度及不 N

t i s—b c i oul sC M )l高压液相层析法 (i o n i l kmc nc u,B N _ k es o r e、 h#一

pesr l udcrm t r h, P C【]电子自旋共振技术 r ue i i ho a g p yH L )1、 s q oa 6

恢复时间有差异。'a等研究发现运动员在进行长达 3 ri s 小时以上的马拉松比赛后。 D A单链断裂的程度比平均其 N运动时间为 2小时左右的三项全能比赛造成的 D A损伤 N

(l t nsi r oac, S )单细胞凝胶电泳技术 (i l e cr n e nne E R和 e o p s sg ne cl e l e co hrs sa,c E。微核实验主要是对细胞 l tpoei a y S G ) er s s

核的损伤情况进行较宏观的检测。要检测细胞核受损后产主

更严重。复时间更长。他们还发现马拉松运动员在赛后恢第 1天，周淋巴血单核细胞 D A单链断裂损伤明显增外 N

生的较主核小的微核，因其实验结果统计方法较繁琐，但限制了这种方法的使用范围。H L P C法和 E R技术是通过检测 S D A碱基理化性质的改变及 C H原子在氧化损伤反应中的 N、

加，并在赛后 1内达到峰值，周直到赛后两周才恢复。而短距离跑和一次性力竭运动项目中，动员 D A损伤程度和运 N

微观变化来反映 D A损伤情况的，们虽在机制方面的研 N它

究中有优势，因设备昂贵， D A样品质量要求高而不易但对 N推广。而 S G C E以其所需细胞数量少、术操作简易及灵敏技度高等优点 _在各个领域得到了广泛的应用。 l,SG C E也称彗星实验 ( o e A s )以电泳后细胞核 C m t sa, y D A的显微镜荧光图像特征而得名，定量分析和测定 N是 D A损伤的一种方法。O tn _ N si I在 18 l g等 94年首次提出了检

恢复时间均不及长时间超负荷的马拉松运动。 H r an am n t等 _研究表明，动员短距离跑后 2 h外周血淋巴细胞 4 运 4D A迁移程度较运动后即刻明显，2 N 7 h后 D A迁移程度明 N

显增加并达到峰值，在 5天后恢复正常。另外 M r等并 as在实验中测得一次性力竭蹬车运动后受试者外周血淋巴细

胞只有在运动后即刻才存在 D A单链损伤 ( 0 )而在运 N 1%,动后 2h和 4 h均无此情况发生。同时还有研究报道 _, 4 8 8在 J一

测 D A单链断裂的中性 S G N C E技术，后经 Oi随 le等人的改 v良，加严格地控制了溶解条件，高了实验的灵敏度。在更提 18年 S g_又提出了碱性 S G 98 i hl n等 C E技术，以往的中性与 SG C E技术相比，大提高了 D A损伤检测的敏感性，为大 N成近几年应用最为普遍的 D A损伤检测方法之一。这项技 N术的原理是 D A分子在断裂剂作用下出现单链或双链断 N

次性力竭跑后 2 4小时。周淋巴单核血细胞单链断裂达外

到峰值，持续到 3天后停止。从以上实验结果推测，等并同强度运动，间越长，成的 D A损伤越明显。时造 N

运动者自身条件也是造成 D A损伤程度差异的因素 N之一。V nii人…对受过训练的年轻雄性大鼠和未受过 ed t等 t训练的大鼠在进行同样的力竭游泳运动后的 D A损伤程 N度进行了比较，现受过训练的大鼠其 D A损伤程度明显发 N

裂。由于 D A分子在细胞核内形成紧密的超螺旋结构， N检测时需要先用高浓度的碱性溶液 (

H>1 .) D A变性 p 23使 N和解螺旋，而有利于单链和双链 D A断片在电场作用下从 N向阳极移行，动的距离与 D A断片的分子量和电荷数相移 N关。经溴乙啶染色后，紫外线照射下发出荧光，每个受在使

小于未受过训练的。另外还有研究报道 _,宜的身体训 2适 J练可以增强机体抗氧化系统抵抗运动中产生过量 R S的能 O力，应运动性氧化应激，少 D A的氧化损伤并有益于适减 N

健康。在饮食中增加维生素 E的摄人也可减轻 D A氧化 N损伤的程度 _。 3 J 3运动性氲应激引起 D A损伤的机制 N

损细胞均呈现彗星的外观，亮的头部为细胞核，系列的明一 D A断片组成彗尾，巴的长度和荧光强度与诱变剂导致 N尾的 D A断裂数成正比，受损细胞只显示不动的细胞核 N未(核 )无慧尾 J慧而。 2运动训练对 D NA损伤的影响目前国外已有一些研究运用 S G C E技术证实了运动性氧应激会导致 D A损伤的报道。 Pdosa等用电镜法、 N ohr k

细胞 D A是最主要的生物遗传物质，呤和嘧啶是 N嘌 D A的基本组成成分。正常的碱基由胞嘧啶 ( )胸腺嘧啶 N c、 ( )腺嘌呤 ( )鸟嘌呤 (构成。它们的损伤和突变将 T、 A及 G)会对生物体产生严重影响，致一系列生理功能紊乱和组导织病理学改变，至癌变 _。研究表明， O甚 l。。 R S可与 D A中 N的嘌呤类及嘧啶类碱基发生一系列反应，成碱基结构的造改变和破损。主要的反应有以下几种：失电子反应、氢得抽

T N L法和凝胶电泳法发现正常小鼠在激烈运动后，液 U E血单核细胞 D A氧化损伤和肌细胞凋亡均有增加。S m n N d a

基金项目：家自然科学基因项目(号：07 82,西省自然科学基金项目(号：05 16共同资助国编 340 3 )山编 20 11)通讯作者：德才， m i dei@bu eu c;e 1—5874乔 E a:ea l q n .d .n Th00 808 2

DNA氧化损伤检测

中国运动医学杂志 20 06年 5月第 2 5卷第 3期 C i Sot M

d M y20, o.5 N . h J pr e, a 06 V 12, o3 n s 反应、成反应、加自身清除反应和歧化反应。目前已知 R S O●

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s eea s l k ltlmu ce: e ie c o e e ca u c me . Fre Ra i vd n e fr b n f i o to s i l e dc

攻击 D A碱基后可形成二十几种修饰碱基， 5羟基胸 N如一腺嘧啶、 8一羟基鸟嘌呤、 5一羟基胞嘧啶等。 0是重要 i的 R S之一，是氧分子单电子还原时首先生成的产物。 O它 由0;衍生可生成 H 0、自由基 ( O )单线态氧分子 22羟 H、 (0 )其它活性氧。而其中 0对 D A造成的氧化损伤主 :等； N要是由其衍生的 H完成的。 Dzaal -J报道，O O i r u等 1人 dg H主要通过抽氢反应和加成反应作用于嘌呤类及嘧啶类碱基，坏核酸造成 D A断键损伤。 H与嘌呤环上的 C一破 N O4 C一5双键进行加成反应，成相应的自由基衍生物 4 O /形 H和 5 O并与 N上的 H脱水后的产物发生异构，成嘌 H, H’造

Bo d 19 2 (—2:9—7 ilMe,9 9,7 1 ) 6 4.

[]H r n Nes M, r e—FcsM,t .Vt i 3 at nA, i ma sA G u r uh e a im nE nt 1 ap e e t x ri— id e DNA a ge. M ua Re rvn e e s s ce n uc d d ma tt s,1 95, 9

3 6 4:9 4 ( ) 15—2 2. 0

[ JH ra m A f e S engC t 1 E e i—i ue 4 a m ,PZ r,Dn o,e a. xr s n c u i ce d dDNA f c n u n e k c ts a e no a c mpa id y n e e t i h ma lu o ye r t c o s n e b i

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