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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E 12

（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Q 15

（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

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