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脑缺血再灌注以及神经退行性疾病造成的一个直接后果就是使脑细胞及脑组织处于过量的氧自由基胁迫之下,保护脑线粒体不受氧自由基损伤则是应对缺血再灌注损伤以及神经退行性疾病损伤的一个重要策略。将分离纯化得到的脑线粒体给予5 min缺氧孵育随后再给氧灌注5 min可以在体外重现氧化性胁迫对脑线粒体的损伤作用。(1).利用线粒体的体外缺氧复氧模型,研究了内吗啡肽1(EM 1),内吗啡肽2(EM 2)以及吗啡(Mor)对损伤状态下的线粒体的保护功能,EM 1,EM 2及Mor均采用缺血前及复氧前两种给药方式。研究发现,内吗啡肽1/2(EM 1/2)和Mor可以大大改善线粒体的呼吸活性,其保护功能体现在:可以降低态4呼吸活性,升高态3呼吸活性,提高呼吸控制比率(RCR)和氧化磷酸化效率(ADP/O)。同时,这些药物有助于消除缺氧复氧所引发的线粒体氧化性损伤:抑制线粒体膜流动性的改变,防止脂质过氧化物过量积累,抑制心磷脂的释放。这些药物的保护作用呈现出良好的剂量依赖性。缺氧复氧导致的氧化性损伤可以引起凋亡诱导因子细胞色素c(Cyt c)从线粒体内膜脱落并向细胞质释放,我们的研究发现,EM 1/2和Mor可以抑制Cyt c释放的增加,从而暗示这些药物可以防止氧化性损伤所导致的脑细胞凋亡。因此,EM 1/2及Mor能够有效保护脑组织不受缺氧复氧所引起的氧化性损伤,在脑缺血再灌注及神经退行性疾病的预防及治疗方面具有重要的应用价值。(2).我们研究了咖啡酸苯乙酯(caffeic acid phenethyl ester,CAPE)以及相关的多酚类化合物对缺氧复氧诱导离体小鼠脑和肝脏线粒体损伤的保护作用。在缺氧或者复氧前加入CAPE,能够显著地保护耦联的呼吸作用:态4呼吸(state 4)降低,态3(state 3)呼吸升高,呼吸控制比率(respiratory control ratio,RCR)和ADP/O比值升高。这种保护作用是剂量依赖性的。CAPE能够通过抑制线粒体膜流动性的下降,以及抑制脂质过氧化和蛋白羰基化程度的增加来有效的保护线粒体,这可以说明CAPE具有高效的保护线粒体免受氧化性损伤的作用。与此同时,CAPE可以阻断心磷脂(cardiolipin,CL)和细胞色素c(cytochrome c,Cyt c)释放的增加。与CAPE相关的多酚类化合物如咖啡酸(caffeic acid,CA),阿魏酸(ferulicacid,FA)和阿魏酸乙酯(ethyl ferulate,EF),同样也具有不同程度的保护作用。CAPE和CA的保护作用要强于FA和EF,它们之间化学结构的差异是造成它们活性水平不同的主要原因。以上这些结果表明,CAPE以及相关的多酚类化合物保护线粒体的作用主要与它们的抗氧化活性有关,而且它们有可能成为预防和治疗缺血再灌注损伤的有效药物。