谷胱甘肽抗辐射功能综述

谷胱甘肽（GSH）是一种具有重要生理功能的天然活性肽，它由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成。谷胱甘肽在体内以2种形态存在，即还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)，在机体中大量存在并起主要作用的是还原型谷胱甘肽。临床研究表明，谷胱甘肽能有效提升细胞防辐射能力，治疗放射线药物或放射线引起的白细胞减少症以及骨髓组织炎症。谷胱甘肽辐射防护机制包括清除自由基、减少过氧化物、通过供氢恢复受损分子、维持蛋白质硫醇处于还原状态、修复受损细胞等，对机体生化防御体系起着重要作用。

一、核辐射及影响

核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故又称为电离辐射。

电离辐射会对生物体造成严重的损伤，一是辐射能量传递的直接作用，能破坏人体组织里分子和原子之间的化学键，破坏人体生化结构，引发皮肤溃烂、内脏破裂出血等症状；二是通过水在辐解反应中产生的自由基，引发氧化损伤和DNA链断裂，造成器官衰竭，引发癌症，这也是电离辐射损伤机体的主要机制。如果机体不能很好地修复电离辐射带来的损伤，有可能会导致基因产生突变。这些突变不但增加自身的患癌症风险，还可能将突变基因遗传给后代，造成患儿出现身体畸形、智力缺陷、多病早夭等严重后果。

二、谷胱甘肽与辐射

谷胱甘肽（GSH）主要来源于肝脏，通常以还原型谷胱甘肽形式存在，是体内一种重要的非酶抗氧化剂和自由基清除剂，当机体受到辐射后，会产生大量自由基，谷胱甘肽通过巯基结合的方式，可直接清除活性氧（ROS）、一氧化氮（NO）及其衍生物（RNS）等自由基，保护细胞免受电离辐射损伤，因此作为一种潜在的内源性放射性保护剂被广泛研究。

（1）清除自由基

谷胱甘肽能促进糖、脂肪及蛋白质代谢，维持细胞的正常代谢。它提供含巯基的半胱氨酸，能结合亲电子基与自由基等有害物质，可直接使自由基还原，并可促进超氧化物歧化酶（SOD）合成，加速自由基的清除；此外在谷胱甘肽过氧化酶（GPX）的催化下，能清除过氧化氢或其它过氧化物，使脂质过氧化物（LPO）降低，间接提高SOD的含量。

（2）保护线粒体

线粒体作为细胞氧化反应的主要部位，必须维持足够水平的谷胱甘肽才能发挥保护细胞和生物合成的功能。电离辐射造成的线粒体损伤是活性氧大量产生的主要原因，谷胱甘肽可以抵御自由基对线粒体膜脂的过氧化损伤，保护线粒体膜上的各种重要功能蛋白，使其呼吸链电子传递及氧化磷酸化等生理过程得以正常而有效的进行，减少由于线粒体受损而产生的活性氧物质。

（3）保护巯基

谷胱甘肽能保护蛋白质分子中的巯基，当P-SH基团被ROS氧化后，产生的P-SOH基团会被GSH快速中和。如果没有GSH，P-SOH基团可能会进一步氧化，导致蛋白质失活。谷胱甘肽通过恢复已被破坏的蛋白质分子中的巯基的活性功能，对于电离辐射、放射性治疗引起的血细胞减少等症状，也有强有力的保护作用。

（4）修复细胞损伤

谷胱甘肽通过S-谷胱甘肽化影响参与细胞增殖的信号转导链的成员，在DNA合成中有助于维持谷胱酸还原蛋白或硫氧还原蛋白的水平，保证细胞周期的有序进行和细胞进入S期，促进机体损伤的修复。相关研究表明谷胱甘肽可能参与了皮肤组织的恢复过程，在皮肤烧伤后的早期给予谷胱甘肽可以有效防止红细胞变形，从而减轻皮肤损伤，因而谷胱甘肽可用于紫外线、核辐射所致的皮肤损伤的治疗。

（5）解毒作用

GSH通过谷胱甘肽-s-转移酶（GSTs）与外源性亲电试剂（如4-羟基壬烯酸）、有毒物质、有害代谢物或潜在致癌物等多种有害物质结合，形成更易溶解、没有毒性的衍生物，通过细胞分泌来达到解毒的目的。GSH也可与机体内的重金属结合，将其直接排出体外，迅速发挥解毒作用。

三、补充外源谷胱甘肽的重要性

研究表明，辐射能使肝细胞SOD表达下调、GSH耗竭。内源性谷胱甘肽的产生不足以抵消氧化应激引起的GSH消耗，GSH的缺乏将使肝细胞对自由基及其他内、外源性物质的清除能力降低，加重肝细胞损害。而肝细胞严重损害引起的 GSH 缺乏，又可使腺苷蛋氨酸合成酶灭活，影响转巯基作用，导致 GSH 进一步减少，形成恶性循环，从而造成肝功能衰竭、肝癌等疾病的发生。

体内谷胱甘肽的合成受到细胞内半胱氨酸丰度的限制，由于抗氧化应激过程会导致对谷胱甘肽和硫醇合成的需求超过内源性半胱氨酸的供应，因而在对抗辐射的过程中需要补充外源谷胱甘肽，从而增强机体对氧化应激的抵抗能力。

相关研究表明，适当补充GSH，可以有效减轻由辐射引起的肝损伤，加快肝脏功能的恢复。

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