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摘 要：Ebselen是一种小分子抗氧化剂，是目前公认的谷胱甘肽过氧化物酶的良好模拟物。综述了ebselen的药理作用，并对ebselen在运动医学领域的应用前景进行了展望。
关键词：ebselen；GSHPx；药理作用；应用
中图分类号：G804.7文献标识码：B文章编号：1007-3612(2007)09-1237-04
Ebselen是一种有机硒杂环化合物，化学名称为2-苯基-1，2-苯并异硒唑-3（2H）-酮，又叫PZ51，1983年由Welter等首先合成。80年代中期，研究者发现Ebselen具有与GSH-Px相似的酶活性。又因其结构中的硒元素位于一个五元杂环内，在体内不能游离出来，其毒性相比无机硒酸钠低很多，易于参加各种氧化还原反应，能清除机体内过多的过氧化物，阻断产生自由基的链式反应，维持机体的正常生理功能，因此依布硒啉被公认为谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione perosidase, GSH-Px)的良好模拟物，目前倍受关注。Ebselen的化学结构式如图1所示。
1 Ebselen的生物学功能
1.1 抗生物氧化作用 研究表明，苯并异硒唑酮类化合物在体外能够催化巯基化合物还原分解H2O2及ROOH，具有模拟GSH-Px样活性［1］，此外还能抑制多种诱发条件下微粒体的脂质过氧化作用［2-3］，保护机体免受过氧化作用的损伤。
另外，越来越多的证据表明，氧自由基促进细胞脂类、DNA及蛋白质的过氧化作用，进而引发脑局部缺血性损伤。而依布硒啉具有抗氧化性质，可用来治疗自由基引起的神经退行性病变和腦局部缺血性损伤［4，5］。谈冶雄等发现，在超氧阴离子和羟自由基引起培养神经元和线粒体明显损伤时，浓度5～50 μmol/L之间的Ebselen能剂量依赖性地抑制LDH释放；但浓度为0.2～50 μmol/L时，药物无直接清除超氧阴离子和羟自由基的活性［6］。因此, Ebselen对氧自由基诱发的神经元脂质过氧化损伤有拮抗作用，这种作用与直接清除自由基无关。
吴兰等研究表明，在阿霉素所致的小鼠亚急性心、肝组织损伤中，Ebselen能提高小鼠心肌抗氧化能力，即SeGSHPx/ LPO比值，降低LPO含量，防止和减轻阿霉素对心、肝脏的脂质过氧化损伤［7］。
肖颖歆等报道, Ebselen可明显减少由Fe2+/半胱氨酸引起的脂质过氧化作用（浓度为100 μmol/L时抑制作用达9397%），并且呈明显的浓度依赖性关系［3］。
1.2 抗炎症与免疫调节作用 体内的过氧化物等物质不能及时被有效清除时，便会产生多种炎症，引起免疫功能紊乱。低毒性的依布硒啉在体内可有效清除H2O2和脂质过氧化物等物质，抑制白三烯B4 (leukotriene B4)与烟酸的合成，从而阻断等过氧化物大量生成。依布硒啉还可抑制细胞内Ca2+的释放，阻止多核粒细胞粘附于内皮，并抑制淋巴细胞有丝分裂，维持体内正常的免疫功能［8］。
研究还表明, Ebselen可以诱导免疫因子如干扰素、肿瘤坏死因子、白介素-2和巨噬细胞集落刺激因子等［9］。在无症状的哮喘病人气道中，炎症在发病中被认为起重要作用。给予超过10 mg/kg的依布硒啉可以有效抑制迟发性气道反应，但任何剂量的依布硒啉对激发性气道反应均无作用［10］。依布硒啉可有效治疗以中性粒细胞炎症为主要特征及以肿瘤坏死因子和白介素1β为主要代谢产物的肺部疾病［11］。
1.3 对肝脏的保护作用 研究表明，依布硒啉能抑制制备的肝微粒体和肝细胞的脂质过氧化，可减轻阿霉素诱发的肝脂质过氧化毒性［12］。Oshita M等的研究结果说明依布硒啉对酒精导致的肝损伤有保护作用，提示依布硒啉在肝病治疗方面有一定价值［13］。谈冶雄等研究表明, 依布硒啉对四氯化碳及内毒素+D氨基半乳糖所致的肝损伤具有保护作用［14］。
1.4 抑制细胞凋亡的作用 研究表明，放射性辐射诱发的淋巴细胞生物膜的脂质过氧化可能是导致细胞凋亡的重要原因，依布硒啉可有效阻止细胞的辐射损伤而抑制其凋亡，因此，在细胞放射损伤前、损伤过程中和损伤后给予依布硒啉可达到防治的作用［15］。依布硒啉抑制氮芥诱导的小鼠淋巴细胞凋亡呈剂量依赖性关系，但对于细胞的自发凋亡没有抑制作用，这显示了依布硒啉对不同方式引起的细胞凋亡的抑制作用具有选择性，即抑制病理条件下的细胞凋亡［16］。孙娟等研究发现，Ebselen对X-射线诱发中国仓鼠卵巢细胞发生的凋亡有抑制作用［17］。
1.5 对动脉粥样硬化的防治作用 刘尚喜等研究发现，Ebselen及其辅助因子谷胱甘肽(GSH)对Cu2+及紫外线诱导的LDL氧化修饰的抑制和终止作用，而这二者单独作用时则没有此抑制作用［18］。而此后姜远英等研究却发现, Ebselen不合用GSH也能抑制甚至完全抑制Cu2+、Fe2+及小鼠腹腔巨噬细胞（MPM）氧化修饰LDL，这说明Ebselen对动脉粥样硬化(AS)的防治可能是有益的［19］。
1.6 减轻脑神经的损伤 Ebselen可以发挥谷胱甘肽过氧化物酶活性，清除脂质类氢过氧化物和H2O2，拮抗自由基损伤。但与谷胱甘肽过氧化物酶不同，Ebselen是脂溶性的小分子化合物，因此它能通过血脑屏障进入中枢神经系统（CNS），并容易到达细胞内部位发挥作用。
易永等研究表明，依布硒啉1 μmol/L浓度下能有效拮抗O-2对脑片［3H］DL-谷氨酸释放的增强［20］。以前研究曾证实依布硒啉本身对Na+,K+-ATP活性无明显影响［21］，说明依布硒啉对致脑片谷氨酸释放增强的拮抗作用除了直接清除外，还可能与其能与Na+,K+-ATP酶上的巯基形成开环的硫硒键，从而避免攻击巯基形成交联的二硫键，保护Na+,K+-ATP酶正常生理功能，进而维持正常膜电位水平和谷氨酸转运功能有关。
1.7 其它药理作用 Ebselen对小鼠肉瘤S180的生长也有一定的抑制作用［22］。肖颖歆等研究发现，Ebselen对体外培养的人体肿瘤细胞有较强的抑制作用［23］。Ebselen还能抑制过氧亚硝酸盐引起的溶血。过氧亚硝酸(基)是一个极强的生物氧化剂，对巯基、抗坏血酸、脂类、氨基酸和核酸等多种分子都有强氧化性，并能引起DNA链断裂。
2 Ebselen促进运动能力的可能作用机制
2.1 Ebselen通过模拟GSH-Px的反应机制 目前认为, Ebselen的抗氧化性能主要与其具有模拟谷胱甘肽过氧化物酶活性相关［24-26］。Ebselen发挥谷胱甘肽过氧化物酶拟似活性，清除脂类氢过氧化物和H2O2［24，26］，拮抗自由基损伤，其可能作用机制见图2。
Fischer等参照GSH-Px的反应模式，将依布硒啉的反应机制概括为两个循环(图3)［28］。在反应时，依布硒啉尤其易与过氧化氢和硫醇反应。在该循环中，含Se反应物的氧化价态各不相同。
2.2 Ebselen参与硫氧还蛋白还原酶和硫氧还蛋白系统的反应机制 依布硒啉具有良好的亲脂性质，易与磷脂氢过氧化物反应。但有机物体内广泛的GSH-Px具有极高的反应活性，作为GSH-Px模拟物的依布硒啉在机体内GSH-Px浓度较高的组织中很难竞争到作用对象，只能在GSH-Px含量极低的组织中发挥作用，这与很多实验结果并不一致［29］，这种现象提示依布硒啉可能还存在其他的反应机制。
Zhao等于2002年提出了一种新的机制，即依布硒啉在体内更多的作用是通过硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase, TRXR)系统来发挥的［30,31］。TRXR是一种高活力的含硒二硫化蛋白还原酶，具有广谱底物活性。在哺乳动物体内，TRXR在NADPH催化下还原依布硒啉生成苯并硒二唑，添加TRX可使反应速度加快数倍，这种现象归因于TRX可迅速被依布硒啉氧化，其反应速度常数为2×107 mol/L/s。具体反应步骤见图4。
研究表明，依布硒啉与苯并硒二唑生成联硒化物，该产物可被TRXR催化，再生成苯并硒二唑，反应中添加硫氧还蛋白(thioredoxin, TRX)可使速度加快［31］，具体反应步骤见图5。鉴于以前众多学者所认定的依布硒啉的模拟GSH-Px的活性作用机制，Zhao等进行了两方面活性对比实验［30］。其结果表明，在50nmol/L的TRXR条件下(远低于生理水平)，依布硒啉所表现出的活力为1 mmol/LGSH条件下的8倍，若添加TRX，则提高至13倍。在TRXR及TRX存在的条件下，依布硒啉可以更快地还原H2O2，其反应速度常数可达350 mol/L/s。这一系列结果表明：依布硒啉在生物体内的作用机制可能主要是通过TRXR和TRX系统，而不是模拟GSH-Px。
2.3 Ebselen可能促进运动能力的其他反应机制 有报道，Ebselen抑制大鼠肝Kuffer细胞及牛主动脉内皮细胞匀浆的NO合成酶的活性，大量的GSH可抑制Ebselen对NO合成酶的抑制。推测NO合成酶的催化活性中心含游离巯基，Ebselen可与之结合，形成-Se-S-键，使该酶失活［32］。Hattori发现Ebselen主要抑制可诱导的NO合成酶，而对基础的NO合成酶在一定浓度范围内抑制作用不明显［33］。
与GSH-Px不同的是GSH-Px仅能用GSH提供-SH，而Ebselen还可用其它的含巯基化合物如DTT（二硫苏糖醇）提供巯基。Ebselen可与酶的-SH结合，影响体内含-SH酶的活性，如NO合成酶、脂氧酶、肝微粒体药物代谢酶、GSH-转硫酶、微粒体内的G6P脱氢酶及肝细胞浆内的乳酸脱氢酶。Ebselen不能透过线粒体膜，因此对线粒体内的含-SH酶并无影响。
3 Ebselen在运动医学领域中的应用
剧烈运动时，体内各组织SOD、GSH-Px活性显著下降，自由基不能被及时清除，就攻击细胞膜、线粒体、酶蛋白、DNA等重要的细胞器和生物分子，其中对生物膜中不饱和脂肪酸的攻击引起脂质过氧化，脂质过氧化破坏生物膜的完整性、流动性和通透性，造成严重的损伤。而谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)能清除脂类氢过氧化物和H2O2，阻断脂质过氧化的进行，是重要的内源性抗氧化酶。因此，对自由基导致的损伤，给予GSH-Px活性物質，有望减轻损伤程度。
Ebselen是一种小分子抗氧化剂，其毒性较低，易于参加各种氧化还原反应，能清除机体内过多的过氧化物，阻断产生自由基的链式反应，维持机体正常的生理功能。众多学者的研究表明，Ebselen在生物抗氧化、抗炎症方面作用疗效明显，且具有抑制细胞凋亡的作用，可以明显减轻刺激对心脏、肝脏、以及脑神经的损伤。由此可以推测，Ebselen对于运动中的细胞凋亡与自由基的产生具有良好的抑制作用，通过进一步的研究，在运动医学领域，必将有良好的应用前景。
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关键词：ebselen；GSHPx；药理作用；应用
中图分类号：G804.7文献标识码：B文章编号：1007-3612(2007)09-1237-04
Ebselen是一种有机硒杂环化合物，化学名称为2-苯基-1，2-苯并异硒唑-3（2H）-酮，又叫PZ51，1983年由Welter等首先合成。80年代中期，研究者发现Ebselen具有与GSH-Px相似的酶活性。又因其结构中的硒元素位于一个五元杂环内，在体内不能游离出来，其毒性相比无机硒酸钠低很多，易于参加各种氧化还原反应，能清除机体内过多的过氧化物，阻断产生自由基的链式反应，维持机体的正常生理功能，因此依布硒啉被公认为谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione perosidase, GSH-Px)的良好模拟物，目前倍受关注。Ebselen的化学结构式如图1所示。
1 Ebselen的生物学功能
1.1 抗生物氧化作用 研究表明，苯并异硒唑酮类化合物在体外能够催化巯基化合物还原分解H2O2及ROOH，具有模拟GSH-Px样活性［1］，此外还能抑制多种诱发条件下微粒体的脂质过氧化作用［2-3］，保护机体免受过氧化作用的损伤。
另外，越来越多的证据表明，氧自由基促进细胞脂类、DNA及蛋白质的过氧化作用，进而引发脑局部缺血性损伤。而依布硒啉具有抗氧化性质，可用来治疗自由基引起的神经退行性病变和腦局部缺血性损伤［4，5］。谈冶雄等发现，在超氧阴离子和羟自由基引起培养神经元和线粒体明显损伤时，浓度5～50 μmol/L之间的Ebselen能剂量依赖性地抑制LDH释放；但浓度为0.2～50 μmol/L时，药物无直接清除超氧阴离子和羟自由基的活性［6］。因此, Ebselen对氧自由基诱发的神经元脂质过氧化损伤有拮抗作用，这种作用与直接清除自由基无关。
吴兰等研究表明，在阿霉素所致的小鼠亚急性心、肝组织损伤中，Ebselen能提高小鼠心肌抗氧化能力，即SeGSHPx/ LPO比值，降低LPO含量，防止和减轻阿霉素对心、肝脏的脂质过氧化损伤［7］。
肖颖歆等报道, Ebselen可明显减少由Fe2+/半胱氨酸引起的脂质过氧化作用（浓度为100 μmol/L时抑制作用达9397%），并且呈明显的浓度依赖性关系［3］。
1.2 抗炎症与免疫调节作用 体内的过氧化物等物质不能及时被有效清除时，便会产生多种炎症，引起免疫功能紊乱。低毒性的依布硒啉在体内可有效清除H2O2和脂质过氧化物等物质，抑制白三烯B4 (leukotriene B4)与烟酸的合成，从而阻断等过氧化物大量生成。依布硒啉还可抑制细胞内Ca2+的释放，阻止多核粒细胞粘附于内皮，并抑制淋巴细胞有丝分裂，维持体内正常的免疫功能［8］。
研究还表明, Ebselen可以诱导免疫因子如干扰素、肿瘤坏死因子、白介素-2和巨噬细胞集落刺激因子等［9］。在无症状的哮喘病人气道中，炎症在发病中被认为起重要作用。给予超过10 mg/kg的依布硒啉可以有效抑制迟发性气道反应，但任何剂量的依布硒啉对激发性气道反应均无作用［10］。依布硒啉可有效治疗以中性粒细胞炎症为主要特征及以肿瘤坏死因子和白介素1β为主要代谢产物的肺部疾病［11］。
1.3 对肝脏的保护作用 研究表明，依布硒啉能抑制制备的肝微粒体和肝细胞的脂质过氧化，可减轻阿霉素诱发的肝脂质过氧化毒性［12］。Oshita M等的研究结果说明依布硒啉对酒精导致的肝损伤有保护作用，提示依布硒啉在肝病治疗方面有一定价值［13］。谈冶雄等研究表明, 依布硒啉对四氯化碳及内毒素+D氨基半乳糖所致的肝损伤具有保护作用［14］。
1.4 抑制细胞凋亡的作用 研究表明，放射性辐射诱发的淋巴细胞生物膜的脂质过氧化可能是导致细胞凋亡的重要原因，依布硒啉可有效阻止细胞的辐射损伤而抑制其凋亡，因此，在细胞放射损伤前、损伤过程中和损伤后给予依布硒啉可达到防治的作用［15］。依布硒啉抑制氮芥诱导的小鼠淋巴细胞凋亡呈剂量依赖性关系，但对于细胞的自发凋亡没有抑制作用，这显示了依布硒啉对不同方式引起的细胞凋亡的抑制作用具有选择性，即抑制病理条件下的细胞凋亡［16］。孙娟等研究发现，Ebselen对X-射线诱发中国仓鼠卵巢细胞发生的凋亡有抑制作用［17］。
1.5 对动脉粥样硬化的防治作用 刘尚喜等研究发现，Ebselen及其辅助因子谷胱甘肽(GSH)对Cu2+及紫外线诱导的LDL氧化修饰的抑制和终止作用，而这二者单独作用时则没有此抑制作用［18］。而此后姜远英等研究却发现, Ebselen不合用GSH也能抑制甚至完全抑制Cu2+、Fe2+及小鼠腹腔巨噬细胞（MPM）氧化修饰LDL，这说明Ebselen对动脉粥样硬化(AS)的防治可能是有益的［19］。
1.6 减轻脑神经的损伤 Ebselen可以发挥谷胱甘肽过氧化物酶活性，清除脂质类氢过氧化物和H2O2，拮抗自由基损伤。但与谷胱甘肽过氧化物酶不同，Ebselen是脂溶性的小分子化合物，因此它能通过血脑屏障进入中枢神经系统（CNS），并容易到达细胞内部位发挥作用。
易永等研究表明，依布硒啉1 μmol/L浓度下能有效拮抗O-2对脑片［3H］DL-谷氨酸释放的增强［20］。以前研究曾证实依布硒啉本身对Na+,K+-ATP活性无明显影响［21］，说明依布硒啉对致脑片谷氨酸释放增强的拮抗作用除了直接清除外，还可能与其能与Na+,K+-ATP酶上的巯基形成开环的硫硒键，从而避免攻击巯基形成交联的二硫键，保护Na+,K+-ATP酶正常生理功能，进而维持正常膜电位水平和谷氨酸转运功能有关。
1.7 其它药理作用 Ebselen对小鼠肉瘤S180的生长也有一定的抑制作用［22］。肖颖歆等研究发现，Ebselen对体外培养的人体肿瘤细胞有较强的抑制作用［23］。Ebselen还能抑制过氧亚硝酸盐引起的溶血。过氧亚硝酸(基)是一个极强的生物氧化剂，对巯基、抗坏血酸、脂类、氨基酸和核酸等多种分子都有强氧化性，并能引起DNA链断裂。
2 Ebselen促进运动能力的可能作用机制
2.1 Ebselen通过模拟GSH-Px的反应机制 目前认为, Ebselen的抗氧化性能主要与其具有模拟谷胱甘肽过氧化物酶活性相关［24-26］。Ebselen发挥谷胱甘肽过氧化物酶拟似活性，清除脂类氢过氧化物和H2O2［24，26］，拮抗自由基损伤，其可能作用机制见图2。
Fischer等参照GSH-Px的反应模式，将依布硒啉的反应机制概括为两个循环(图3)［28］。在反应时，依布硒啉尤其易与过氧化氢和硫醇反应。在该循环中，含Se反应物的氧化价态各不相同。
2.2 Ebselen参与硫氧还蛋白还原酶和硫氧还蛋白系统的反应机制 依布硒啉具有良好的亲脂性质，易与磷脂氢过氧化物反应。但有机物体内广泛的GSH-Px具有极高的反应活性，作为GSH-Px模拟物的依布硒啉在机体内GSH-Px浓度较高的组织中很难竞争到作用对象，只能在GSH-Px含量极低的组织中发挥作用，这与很多实验结果并不一致［29］，这种现象提示依布硒啉可能还存在其他的反应机制。
Zhao等于2002年提出了一种新的机制，即依布硒啉在体内更多的作用是通过硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase, TRXR)系统来发挥的［30,31］。TRXR是一种高活力的含硒二硫化蛋白还原酶，具有广谱底物活性。在哺乳动物体内，TRXR在NADPH催化下还原依布硒啉生成苯并硒二唑，添加TRX可使反应速度加快数倍，这种现象归因于TRX可迅速被依布硒啉氧化，其反应速度常数为2×107 mol/L/s。具体反应步骤见图4。
研究表明，依布硒啉与苯并硒二唑生成联硒化物，该产物可被TRXR催化，再生成苯并硒二唑，反应中添加硫氧还蛋白(thioredoxin, TRX)可使速度加快［31］，具体反应步骤见图5。鉴于以前众多学者所认定的依布硒啉的模拟GSH-Px的活性作用机制，Zhao等进行了两方面活性对比实验［30］。其结果表明，在50nmol/L的TRXR条件下(远低于生理水平)，依布硒啉所表现出的活力为1 mmol/LGSH条件下的8倍，若添加TRX，则提高至13倍。在TRXR及TRX存在的条件下，依布硒啉可以更快地还原H2O2，其反应速度常数可达350 mol/L/s。这一系列结果表明：依布硒啉在生物体内的作用机制可能主要是通过TRXR和TRX系统，而不是模拟GSH-Px。
2.3 Ebselen可能促进运动能力的其他反应机制 有报道，Ebselen抑制大鼠肝Kuffer细胞及牛主动脉内皮细胞匀浆的NO合成酶的活性，大量的GSH可抑制Ebselen对NO合成酶的抑制。推测NO合成酶的催化活性中心含游离巯基，Ebselen可与之结合，形成-Se-S-键，使该酶失活［32］。Hattori发现Ebselen主要抑制可诱导的NO合成酶，而对基础的NO合成酶在一定浓度范围内抑制作用不明显［33］。
与GSH-Px不同的是GSH-Px仅能用GSH提供-SH，而Ebselen还可用其它的含巯基化合物如DTT（二硫苏糖醇）提供巯基。Ebselen可与酶的-SH结合，影响体内含-SH酶的活性，如NO合成酶、脂氧酶、肝微粒体药物代谢酶、GSH-转硫酶、微粒体内的G6P脱氢酶及肝细胞浆内的乳酸脱氢酶。Ebselen不能透过线粒体膜，因此对线粒体内的含-SH酶并无影响。
3 Ebselen在运动医学领域中的应用
剧烈运动时，体内各组织SOD、GSH-Px活性显著下降，自由基不能被及时清除，就攻击细胞膜、线粒体、酶蛋白、DNA等重要的细胞器和生物分子，其中对生物膜中不饱和脂肪酸的攻击引起脂质过氧化，脂质过氧化破坏生物膜的完整性、流动性和通透性，造成严重的损伤。而谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)能清除脂类氢过氧化物和H2O2，阻断脂质过氧化的进行，是重要的内源性抗氧化酶。因此，对自由基导致的损伤，给予GSH-Px活性物質，有望减轻损伤程度。
Ebselen是一种小分子抗氧化剂，其毒性较低，易于参加各种氧化还原反应，能清除机体内过多的过氧化物，阻断产生自由基的链式反应，维持机体正常的生理功能。众多学者的研究表明，Ebselen在生物抗氧化、抗炎症方面作用疗效明显，且具有抑制细胞凋亡的作用，可以明显减轻刺激对心脏、肝脏、以及脑神经的损伤。由此可以推测，Ebselen对于运动中的细胞凋亡与自由基的产生具有良好的抑制作用，通过进一步的研究，在运动医学领域，必将有良好的应用前景。
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