行业关注 - 增强 GSH 可能是对抗新冠疾病的有效疗法
新冠疫情至今已持续三年,病毒发生了多次变异,相关研究和临床数据也越来越多。
谷胱甘肽 (GSH)三肽(γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸)是细胞中最丰富的水溶性非蛋白质硫醇 (1-10 mM),GSH 耗竭可能在炎症性疾病和 COVID-19 病理生理学、宿主免疫反应以及疾病严重程度和死亡率中发挥核心作用。
增强 GSH 的疗法可能成为降低炎症性疾病和 COVID-19 严重程度和致命后果的基石,而提高 GSH 水平可能会预防和抑制这些疾病。GSH 的生命价值使其成为生物学和医学中最重要的研究领域,可能是对抗全身炎症和 SARS-CoV-2 感染和 COVID-19 疾病的关键。
GSH 是一种独特的生命必需分子,参与细胞稳态的关键方面,在防御包括冠状病毒病 19 (COVID-19) 在内的所有不同疾病期间发生的氧化损伤方面发挥着至关重要的作用。
GSH是由氨基酸谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸形成的水溶性三肽(图1) 存在于所有细胞的细胞质中。还原型谷胱甘肽占 GSH 的总量大于98%,还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽的氧化还原状态可以作为氧化还原环境的重要指标,并且变化与多个细胞过程相关,包括细胞分化、细胞增殖和细胞凋亡。
▲谷胱甘肽 (GSH) 的合成、化学结构和不同形式的 GSH
还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽比率降低表明 GSH 缺乏主要通过对氧化应激的易感性增加表现出来,由此产生的损害被认为与导致 COVID-19 疾病的 SARS-CoV-2 感染有关。此外,GSH 水平失衡会影响免疫系统功能,并被认为在衰老过程和衰老疾病中发挥作用,衰老疾病是 COVID-19 疾病发生和进展的主要风险因素之一。
GSH 参与了许多利用硫醇还原潜力的关键过程。据研究,几种肺部疾病的特征是肺泡氧化剂负荷增加,可能会耗尽肺泡和肺的 GSH。低谷胱甘肽与肺表面活性物质系统的异常以及患者上皮衬里液中谷胱甘肽和抗蛋白酶之间的相互作用有关。细胞内 GSH 的正常水平可能对促炎细胞因子的产生起到关键的负控制作用。
严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 感染主要针对呼吸系统和心血管系统,COVID-19 主要由呼吸道感染。
由于被称为“细胞因子风暴”的压倒性炎症,许多患者会出现严重的致命后果,这会导致 ROS 介导的细胞死亡和典型的 RNA 病毒组织损伤 。这种强烈的炎症与破坏性全身事件有关,如氧化应激、铁稳态失调、高凝状态和血栓形成、急性呼吸窘迫综合征、不受控制的炎症和器官衰竭 (如下图)。
▲严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 肺部感染、氧化应激和抗氧化防御。
几种病毒感染和病毒引起的疾病的进展,尤其是与 COVID-19 相关的疾病,其特征在于细胞内氧化还原平衡的改变,这种不平衡不允许细胞生物系统进行反应性中间体解毒。ROS 的产生和相关的炎症与衰老和许多慢性疾病密切相关,如糖尿病、心血管动脉粥样硬化相关疾病和呼吸系统疾病,这些是 SARS-CoV-2 和COVID-19 患者发生严重疾病和死亡的已知危险因素疾病。
慢性炎症性疾病,尤其是损害下呼吸系统的疾病(慢性阻塞性肺病、下呼吸道感染、囊性纤维化、特发性肺纤维化、急性呼吸窘迫综合征)、损害心血管系统的疾病(动脉粥样硬化、缺血性心脏病、中风等) , 许多其他全身性炎症性疾病如糖尿病、 COVID-19,都具有持续炎症、持续产生活性氧/氮和氧化应激的特点,这些氧化应激超过了抗氧化防御(谷胱甘肽和自由基清除酶),导致器官老化。
炎症与细胞 ROS 过度产生有关,导致细胞成分氧化/损伤、炎症增强和细胞死亡途径激活;氧化应激和抗氧化防御能力下降导致几乎所有疾病的进展,在大多数疾病中,ROS 似乎与炎症和细胞衰老有直接联系,氧化应激和炎症会增加与衰老相关的表型,并诱导和加重炎症反应,从而产生慢性全身炎症状态。
如上所述,炎症也可能参与年轻个体的衰老过程。所有慢性病,包括 COVID-19 和长期 COVID-19 综合症,其特征是存在持续性慢性炎症和持续产生活性氧和氮,当抗氧化防御不足(可能是抗炎的主要成分)时,会导致过度氧化应激。对慢性病和病毒性疾病(如 COVID-19)的发病机制和临床过程进行详细分析的需求,以及使用副作用最小或无副作用的有效疗法的需求至关重要。
研究人员将抗氧化剂 GSH 作为干预措施来抵消炎症、过早炎症、炎症性疾病和长期 COVID-19 综合征,因为 GSH 水平与组织和器官损伤、疾病严重程度和进展相关。
增强 GSH,主要通过 NAC、富含半胱氨酸的 GSH 前体(乳清蛋白、富含半胱氨酸的乳清分离蛋白)或 GSH 化合物给药,通过减少氧化应激和细胞因子表达成为炎症性疾病的潜在治疗选择,特别是在糖尿病患者中也有患上更严重的 COVID-19 疾病的风险。GSH 失调可能导致整体免疫细胞自噬下降,衰老过程中促炎细胞因子的产生增加,进一步由线粒体 ROS 信号引起。
GSH 补充剂可改善 GSH 缺乏、氧化应激、线粒体功能障碍、炎症、胰岛素抵抗、内皮功能障碍、遗传毒性、肌肉力量、认知和表面活性剂再生。保持足够的 GSH 氧化还原状态将有可能减少氧化应激、增强免疫力并减少 COVID-19 的不良临床后果。
增强还原形式的 GSH 将减少与慢性炎症性疾病、SARS-CoV-2 感染和 COVID-19 疾病相关的机体氧化和炎症,使用不会耗尽身体 GSH 的疗法维持 GSH 水平将是最好的选择。
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