危重患者急性腦損傷研究進展

商愛民綜述，牛春雨審校

（1．河北北方學院教務處，河北 張家口075000；2．河北北方學院基礎醫(yī)學院病理生理教研室，河北 張家口，075000）

危重患者急性腦損傷研究進展

商愛民1綜述，牛春雨2審校

（1．河北北方學院教務處，河北 張家口075000；2．河北北方學院基礎醫(yī)學院病理生理教研室，河北 張家口，075000）

急性腦損傷；腦微循環(huán)障礙；抗炎癥損傷；鈣超載；氧化應激；過度細胞凋亡

腦是調(diào)控各系統(tǒng)、器官功能的中樞，參與學習、記憶、綜合分析、意識等高級神經(jīng)活動，由數(shù)以億計的神經(jīng)細胞 （神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞）和104以上的突觸組成，因此具有 “神經(jīng)元多、功能多”的 “兩多”特點；腦是體內(nèi)能量代謝最活躍的器官，血流量與耗氧量極大，葡萄糖是主要能源來源，腦所有能量幾乎全部來自葡萄糖的氧化，因此具有 “血流量大，耗氧及糖量大”的 “兩大”特點；由于腦內(nèi)氧及葡萄糖的貯存量很少，即具備 “能源少、儲備少”的 “兩少”特點，故需不斷從血液中攝??；同時由于顱骨對腦組織限制的保護作用、神經(jīng)元細胞的再生能力差，因此具備 “擴展難、再生難”的 “兩難”特點［1］．這一切特點決定了多種因素均可影響腦的能量代謝、細胞損傷而導致腦的結(jié)構(gòu)和功能異常，腦科學也成為現(xiàn)代醫(yī)學的重點研究領域．

在危重病醫(yī)學領域中，由于各種原因?qū)е碌闹匕Y休克、心力衰竭、呼吸衰竭以及嚴重創(chuàng)傷、腦血管意外，均可引起腦組織的血液供應、能量代謝障礙以及細胞損傷，從而導致急性意識障礙，使患者的精神、情感、行為以及幾乎所有臟器功能都會產(chǎn)生不同程度的影響．隨著現(xiàn)代急救技術(shù)的發(fā)展，多種原因所導致的危重患者的死亡率逐漸降低，但由于腦的特殊性，在治療過程當中，有很大一部分出現(xiàn)了急性腦損傷，由于腦神經(jīng)細胞的再生能力很難，以致于在后期留下嚴重后遺癥，給社會和家庭帶來沉重負擔．因此，對于危重病患者急性腦損傷的早期防治一直是急救醫(yī)學關注的熱點，眾多學者從微循環(huán)障礙、炎癥損傷、氧化應激、興奮性氨基酸毒性、鈣超載、細胞凋亡等角度進行系列研究，以期避免或減輕危重患者的急性腦損傷．現(xiàn)就其發(fā)生機制綜述近幾年的研究進展．

1 腦微循環(huán)障礙

在失血性休克失代償后所致的急性腦損傷中，由于有效血容量嚴重絕對不足，周圍小動脈收縮導致心臟后負荷增加，血管活性物質(zhì)及心肌抑制因子的釋放，心輸出量減少，微循環(huán)前括約肌收縮，致使微循環(huán)血流量減少，使組織缺血缺氧加重［2－3］．腦微小動脈痙攣，腦血管通透性增高，水分外漏，腦微循環(huán)紅細胞聚集，局部血液粘滯度增高，血栓形成，以上各種因素使此時腦組織微循環(huán)呈低灌注狀態(tài)［4］．腦灌注壓僅是影響腦血流量的一方面，決定因素是腦的微循環(huán)狀態(tài)．腦水腫除可加重腦組織本身損害外，加重腦血流流態(tài)及物質(zhì)代謝異常，使腦血流氧釋放、腦組織氧代謝均明顯減少在繼發(fā)性組織損傷中承擔了主要角色，并在全身血液動力學恢復正常時其代謝情況仍未恢復，腦組織缺血、缺氧在很長時間內(nèi)仍持續(xù)發(fā)生［5］．劉衛(wèi)平［6］研究發(fā)現(xiàn)，大鼠實驗性腦損傷后0．5～24h，大腦皮層微血管減少，并有 “微無血管區(qū)”，微血管內(nèi)可見微血栓形成，血腦屏障 （BBB）通透性增加，出現(xiàn)腦水腫．提示腦微循環(huán)障礙是產(chǎn)生繼發(fā)性腦缺血、腦水腫的重要病理基礎．Hekmatpanah對顱腦損傷后腦形態(tài)學變化進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腦微血管堵塞是腦挫傷后主要病理學改變，而神經(jīng)組織損害可能是繼發(fā)于腦微血管阻塞造成腦缺血的結(jié)果．Huber等［7］對50例腦挫傷患者腦組織研究發(fā)現(xiàn)，在腦挫傷區(qū)有許多微血栓形成．Isaksson等［8］研究發(fā)現(xiàn)，腦挫傷后腦損傷的主要因素是白細胞附著、微循環(huán)障礙和腦水腫．適時采用改善腦微循環(huán)的治療措施，對減輕腦水腫，降低死亡率有較好的作用［9］．

雖然已經(jīng)有足夠的證據(jù)證明，腦微循環(huán)障礙是危重病患者導致腦損傷的重要因素，但其具體發(fā)生機制或發(fā)病學過程，仍待探討．一般認為，微循環(huán)障礙后出現(xiàn)的腦水腫以及隨后的缺血、缺氧觸發(fā)了隨后更嚴重的腦損傷．

2 炎癥損傷

各種因素引起的炎性反應加劇是導致內(nèi)皮細胞損傷、白細胞浸潤最終造成神經(jīng)元損傷的重要原因．

2．1 炎性細胞因子

目前多數(shù)學者認為，炎性因子對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用與濃度相關．生理情況下，神經(jīng)細胞有低濃度炎性因子 （如IL－1、IL－6和TNFα）的表達，這些因子具有介導中樞免疫、促進神經(jīng)修復的生理作用；而缺血狀態(tài)下，炎性細胞因子則出現(xiàn)高表達，從而引起并加重神經(jīng)細胞損傷．

腦缺血后，TNFα表達增加，可以誘導白細胞和內(nèi)皮細胞粘附分子的表達，激活膠質(zhì)細胞，活化的白細胞侵入腦組織，調(diào)節(jié)組織重塑、膠質(zhì)形成和疤痕形成．研究發(fā)現(xiàn)，將TNFα應用微注射方法注入大鼠大腦皮質(zhì)，可導致小鼠腦皮質(zhì)缺血樣的組織學損傷；抑制TNFα表達，可減少白細胞浸潤到缺血腦組織中，從而降低組織梗死的程度．新近研究顯示，外源性TNFα可加重局灶腦缺血，阻斷內(nèi)源性少量TNF的神經(jīng)保護作用．IL－1β是一種促炎、促凝、調(diào)節(jié)細胞生長的細胞因子，腦內(nèi)IL－1β由內(nèi)皮細胞、小膠質(zhì)細胞、星形細胞、神經(jīng)細胞等合成．當腦損傷、顱內(nèi)細菌感染或病毒感染時，IL－lβ表達增加．并且，無論動物實驗還是臨床患者，再灌注后腦內(nèi)的IL－1βmRNA及蛋白水平均有不同程度的增高，IL－1β參與了腦缺血后腦水腫的形成、白細胞向缺血區(qū)的浸潤及神經(jīng)元壞死［10］．在大鼠大腦中動脈閉塞 （MCAO）再灌注模型中，通過注入外源性重組人IL－1β（rhIL－1β）可擴大腦室梗死灶面積，且增加梗死區(qū)白細胞浸潤與血管內(nèi)皮粘附程度，同時引起腦組織水腫；側(cè)腦室內(nèi)注射抗IL－1β抗體或IL－1β阻滯劑原卟啉鋅 （Zn－PP），可降低IL－1β活性，減小腦梗死面積，降低白細胞浸潤數(shù)量與腦組織水含量［11］．實驗還發(fā)現(xiàn)，急性腦梗死組患者血液中IL－1、IL－6、TNFα、血栓調(diào)節(jié)蛋白 （TM）的水平均顯著升高，4－7天左右逐漸下降，也表明細胞因子在急性腦梗死發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用，它們相互作用、調(diào)節(jié)和制約，介導一系列的炎癥反應，并對TM水平產(chǎn)生作用，影響機體的抗凝系統(tǒng)［12］．

2．2 黏附分子

最近的研究表明，與缺血再灌注損傷有關的黏附分子有：細胞間黏附分子－1（ICAM－1）、L－選擇素、P－選擇素和E－選擇素等．

劉旭［13］通過大鼠MCAO再灌注損傷模型發(fā)現(xiàn)，腦缺血3h后ICAM－1、P、E－選擇素mRNA在缺血側(cè)皮層和紋狀體開始表達增加，免疫組化技術(shù)證實ICAM－1、P、E－選擇素蛋白表達在毛細血管與mRNA表達區(qū)域基本一致，不同的是其表達高峰后移．與黏附因子mRNA和蛋白表達相同區(qū)域出現(xiàn)星型膠質(zhì)細胞反應．郝延磊等［14］在腦缺血動物模型上證實，缺血3h可見缺血側(cè)腦組織微血管ICAM－1開始表達，24 h達高峰，持續(xù)至120h；張曉彪［15］等在大鼠腦缺血再灌注模型上同樣證實，損傷后2hICAM－1表達明顯增加，46h達高峰，并持續(xù)1周．這些實驗表明，腦缺血再灌注后使損傷區(qū)粘附分子表達增加，從而促進了黏附分子介導的內(nèi)皮細胞與中性粒細胞的黏附浸潤所引起的炎癥級聯(lián)反應．并且，缺氧、復氧期間產(chǎn)生的氧自由基可顯著加強內(nèi)皮細胞表達ICAM－1．最近研究發(fā)現(xiàn)ICAM－1的單克隆抗體能選擇性的減少神經(jīng)細胞凋亡，這可能是其腦保護作用機制之一．

腦缺血時，病變組織大量產(chǎn)生炎性介質(zhì) （如TNF、IL－1、IL－6）以用H2O2，激活了局部血管內(nèi)皮細胞以及白細胞，細胞表面黏附分子及功能明顯上調(diào)，造成白細胞與內(nèi)皮細胞大量牢固的黏附．即使缺血區(qū)血管重新開放，白細胞聚集，阻塞微血管，加重無復流．此外，活化的白細胞可釋放大量的毒性氧自由基和蛋白水解酶，使局部內(nèi)皮細胞水腫變形，血管通透性加強，組織水腫，可進一步損傷神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞，加重神經(jīng)組織損傷．

2．3 炎性因子致腦損傷的機制

炎性因子可通過以下途徑引起缺血性腦損傷：①通過ICAM－1調(diào)節(jié)加劇血管炎性反應．缺血可增加腦組織ICAM－1表達，用TNFα及rhIL－1β注射至皮質(zhì)或腦室后，發(fā)現(xiàn)大量中性粒細胞集聚于腦實質(zhì)局部，部分粘附于血管壁，有些滲出血管壁到內(nèi)膜下間隙，提示腦缺血后炎性因子誘發(fā)炎性細胞從血管向神經(jīng)組織移行的過程與ICAM－1產(chǎn)生有關．②激活內(nèi)皮細胞促進凝血與血管收縮．一方面炎性因子通過直接激活血管內(nèi)皮細胞增加血管通透性；另一方面，TNF增加血小板活化因子 （PAF）、血栓素A2（TXA2），同時抑制內(nèi)皮細胞抗凝血蛋白C旁路輔助因子的活性，形成高凝狀態(tài)，最終引起血栓與出血．③影響血管舒縮活性物質(zhì)的水平．經(jīng)腦室注射TNFα及IL－1β后，發(fā)現(xiàn)前列環(huán)素 （PGI2）、血栓素B2（TXB2）活性增加，進而降低血管舒張因子、增加內(nèi)皮素 （ET），引起血管收縮，增加卒中危險性和缺血性腦損傷．④興奮性氨基酸 （EAA）堆積．腦缺血局部產(chǎn)生的IL－1、TNF和IL－6可增加EAA釋放、抑制攝取，過量的EAA引起突觸后EAA受體過度刺激，導致可逆的滲透性損傷；同時引起N－甲基－D－門冬氨酸 （NMDA）通道開放，增加Na＋、K＋通透性，Ca2＋大量內(nèi)流，造成胞內(nèi)Ca2＋超載，引起遲發(fā)性不可逆損傷［16］；并作用于中性粒細胞、巨噬細胞或血管內(nèi)皮細胞，一方面誘導一氧化氮合酶 （NOS）表達，使NO合成與釋放增多，另一方面刺激花生四烯酸 （AA）代謝，使自由基釋放增加，產(chǎn)生神經(jīng)毒性［17］．

3 興奮性氨基酸的毒性作用

谷氨酸、天冬氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中含量最多的EAA，當神經(jīng)元去極化時，囊泡內(nèi)的EAAs以Ca2＋依賴方式釋放于突觸間隙，作為突觸的神經(jīng)遞質(zhì)，發(fā)揮不同的生理功能．從神經(jīng)末梢釋放出來的游離EAAs被突觸前膜和神經(jīng)膠質(zhì)細胞膜上EAAs轉(zhuǎn)運體所攝取從而被清除，使之失活，在生理狀態(tài)下，上述過程處于動態(tài)平衡，不存在EAAs過度堆積．但在病理狀態(tài)下上述平衡被破壞，EAAs的過度釋放與堆積對神經(jīng)元有繼發(fā)的毒性損傷作用．多項動物和臨床實驗表明，腦損傷時會出現(xiàn)興奮性氨基酸堆積的現(xiàn)象，并產(chǎn)生神經(jīng)毒性［18］．

興奮性氨基酸的毒性作用主要通過其受體實現(xiàn)的．興奮性氨基酸受體包括四種親離子受體，即NMDA受體、α－氨基－3－羥基－5－甲基－4－異惡唑丙酸 （AMPA）受體，紅藻氨酸 （kanic acid，KA）受體和L－2－氨基4－磷丁酸 （L－AP4）受體及一種親代謝型受體．

NMDA受體和AMPA受體在神經(jīng)元的興奮性毒性中作用研究相對較多．NMDA受體包括NR1和NR2兩個亞基，NR1亞基構(gòu)成離子通道，NR2為調(diào)節(jié)亞基，不能單獨構(gòu)成離子通道．NR1和NR2共表達可顯著增強通道活性，因此，功能性的NMDA受體由NR1和NR2共同組成．研究表明NR1敲除的小鼠可以抵抗谷氨酸引起的興奮性毒性．用NMDA－NR1反義寡 （脫氧）核苷酸預處理大腦MCAO動物模型，可以顯著減小梗死面積［19］．并且，在離體試驗中也證實，給予NMDA受體拮抗劑，可以顯著減少L－谷氨酸和NMDA受體介導的Ca2＋內(nèi)流和神經(jīng)元細胞死亡．新近的實驗也證實，酪氨酸磷酸化的NR2也會增強腦組織對缺血、缺氧的耐受性，但作用弱于NR1磷酸化的效果［20－21］．NMDA受體激活后，通過突觸后密度蛋白95（PSD95）轉(zhuǎn)導后繼的神經(jīng)毒害作用，并且PSD95通過耦聯(lián)NMDA受體和神經(jīng)元型NOS（nNOS），催化NO生成；阻斷NMDA受體和PSD95的相互作用可減少缺血損傷面積，有利于神經(jīng)功能的恢復，但不會阻斷突觸傳遞或鈣內(nèi)流［22］．

研究發(fā)現(xiàn)，AMPA受體在Ca2＋的快速內(nèi)流時相中，較NMDA受體發(fā)揮更為重要的作用，而其第二亞基 （GluR2）的特異結(jié)構(gòu)是決定其對Ca2＋通透的關鍵．GluR2是在mRNA轉(zhuǎn)錄后編輯過程中，其功能區(qū)谷氨酸被精氨酸所取代，形成特異性結(jié)構(gòu)，可有效阻斷Ca2＋快速內(nèi)流．研究顯示［23，24］，缺氧損傷后神經(jīng)元膜表面GluR2含量顯著降低，含GluR2的突觸數(shù)目明顯減少，提示阻斷Ca2＋快速內(nèi)流的機制已經(jīng)明顯減弱，應用膜片鉗技術(shù)進一步驗證了此作用機制．研究也觀察到，即使是沒有缺血發(fā)生，反義敲除GluR2也可以導致Ca2＋內(nèi)流增加，引起細胞死亡增多［25］．可見，AMPA受體激活是通過Ca2＋內(nèi)流導致興奮性毒性的．

EAA造成的神經(jīng)元毒性作用主要包括：一是缺血后EAA介導的大量Na＋、Cl－及H2O的內(nèi)流，造成細胞毒性腦水腫；二是通過激活NMDA受體，介導Ca2＋大量內(nèi)流，以及IP3使細胞內(nèi)鈣庫貯存的Ca2＋釋放增加，導致細胞內(nèi)Ca2＋超載，激發(fā)一系列瀑布樣病理生理過程，進一步導致神經(jīng)元的遲發(fā)性死亡［26］；三是細胞內(nèi)Ca2＋超載，Ca2＋與鈣調(diào)蛋白的結(jié)合激活NOS，使NO產(chǎn)生增加，內(nèi)源性NO過量產(chǎn)生和釋放．NO主要通過產(chǎn)生大量的氧自由基產(chǎn)物如羥自由基 （·OH）和二氧化氮自由基 （NO2·），從而促進一系列氧化反應，導致細胞的氧化損傷［27］．

4 鈣超載

近年來，張相彤［28］等以Fluo－3／AM為細胞內(nèi)鈣離子的熒光探針，用激光共聚焦顯微鏡測定液壓沖擊傷時體外培養(yǎng)的單個大鼠神經(jīng)細胞內(nèi) ［Ca2＋］i的變化．發(fā)現(xiàn)液壓沖擊傷后腦皮質(zhì)細胞內(nèi) ［Ca2＋］i迅速升高，24h達高峰，隨后逐漸下降，48h仍維持較高水平．進一步表明，腦損傷后鈣超載嚴重，尤其在傷后24h，可達正常對照的25～27倍，其中神經(jīng)元細胞與膠質(zhì)細胞內(nèi) ［Ca2＋］i之間變化無顯著差異．

腦損傷后細胞內(nèi)鈣超載通過幾種途徑．①腦缺血時ATP產(chǎn)生減少，依賴ATP的鈉鉀泵和鈣泵運轉(zhuǎn)障礙，Na＋、K＋梯度不能維持，引起Na＋內(nèi)流，細胞膜的去極化會引起L－型為主的電壓依賴性鈣通道開放，導致Ca2＋內(nèi)流［29－30］．②腦缺血后，谷氨酸、天冬氨酸等興奮性氨基酸釋放增多，激活NMDA受體，使受體依賴性鈣通道開放，從而導致更多的鈣離子進入細胞內(nèi)．③細胞內(nèi)Na＋濃度增高，Na＋－Ca2＋逆向轉(zhuǎn)運增加，造成Ca2＋進入胞漿增多．④當酸中毒或能量衰竭時，存在于線粒體內(nèi)的鈣 （約占細胞內(nèi)鈣50%）就會釋放出來．⑤缺血引起磷脂酶C激活，也會使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的鈣釋放到細胞漿中．

眾所周知，鈣可以激活多種途徑，最終導致缺血細胞死亡．細胞外Ca2＋內(nèi)流入細胞，主要聚集在線粒體內(nèi)，Ca2＋可抑制ATP合成，引起能量生成障礙；釋放凋亡相關物質(zhì)包括凋亡活化因子、細胞色素酶C，激活凋亡程序［31］．細胞內(nèi)過量的鈣可激活多種酶 （如脂肪酶、核酸內(nèi)切酶等），產(chǎn)生大量氧自由基（ROS），引起細胞死亡［32］．鈣活化Ca2＋依賴性磷脂酶 （主要是磷脂酶C和磷脂酶A2），促進膜磷脂分解，產(chǎn)生的游離脂肪酸、前列腺素 （PG）、白三烯、溶血磷脂等，均對細胞產(chǎn)生毒害．磷脂酶A2（PLA2）參與膜的重構(gòu)、炎癥反應和脂類代謝，增加谷氨酸活性；缺血時，PLA2不僅直接破壞細胞膜，還可通過激活AA引起細胞死亡．另外，Ca2＋還活化鈣依賴蛋白酶，使胞內(nèi)無害的黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤氧化酶，從而使次黃嘌呤和黃嘌呤氧化成尿酸，產(chǎn)生超氧陰離子自由基［33］．

5 氧化應激

正常情況下，體內(nèi)氧自由基的產(chǎn)生和清除是平衡的．當自由基的產(chǎn)生過多或體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)出現(xiàn)故障，體內(nèi)氧自由基代謝就會出現(xiàn)失衡，自由基蓄積過多，攻擊機體，即為氧化應激．生理條件下，線粒體呼吸鏈是細胞內(nèi)ROS產(chǎn)生的最主要部位，在缺血、水腫、炎癥時，由于線粒體破壞，呼吸鏈傳遞障礙，ROS的生成增加．由于大腦缺乏抗氧化酶，又含有大量鐵和不飽和脂肪酸，使得大腦氧化應激非常敏感．當腦缺血發(fā)生后，通過直接氧化及多條細胞死亡途徑激活使氧化應激成為腦組織細胞二次損傷的最主要因素，特別是缺血后再灌注，缺血組織產(chǎn)生的ROS和炎癥細胞產(chǎn)生的ROS進入大腦而產(chǎn)生嚴重的氧化應激；即使無再灌注發(fā)生，缺血腦組織也可出現(xiàn)ROS蓄積．ROS與腦細胞中的大分子物質(zhì)反應，導致蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA破壞；同時，氧化低分子量化合物，比如谷胱甘肽、維生素C或E；此外，ROS還參與炎癥細胞激活和信號級聯(lián)放大．因此，氧化應激損傷在各種危重病患者的急性腦損傷中起到了關鍵作用［34］．

參與氧化應激的信號轉(zhuǎn)導和損傷過程的主要促氧化酶有NOS、環(huán)氧化酶 （COXs）、黃嘌呤脫氫酶、黃嘌呤氧化酶、NADPH氧化酶、髓過氧化酶 （MPO）和單胺氧化酶 （MAO）等；抗氧化酶主要有超氧物歧化酶 （SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶以及一些低分子量化合物．它們同樣參與了多種危重患者腦損傷發(fā)生的氧化應激機制．

5．1 一氧化氮及其合酶

不同亞型的NOS和不同細胞產(chǎn)生的NO在導致危重病患者腦損傷的發(fā)生過程中有著不同的作用．在短暫局灶性腦缺血／再灌注模型中，Niwa等［35］使用免疫組化的方法觀察不同亞型的NOS表達時程，發(fā)現(xiàn)nNOS在缺血后6h開始表達，特別是在缺血邊緣有明顯表達，但是在72h后開始下降；內(nèi)皮型NOS（eNOS）在缺血前微血管內(nèi)沒有表達，但是在缺血后6h在內(nèi)皮開始表達，而且隨時間延長表達增多；缺血6h微血管內(nèi)誘導型NOS（iNOS）有少量表達，在缺血72h后缺血邊緣的巨噬細胞和星形膠質(zhì)細胞有明顯的免疫活性．應用特異的NOS阻斷劑［36］及基因敲除動物［37］也證明nNOS介導了早期的缺血性神經(jīng)損傷，iNOS參與晚期缺血神經(jīng)元損傷，而eNOS由于其血管舒張作用，能增加腦血流量而被認為具有神經(jīng)保護作用．通過細胞培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)，iNOS產(chǎn)生NO后形成的3－硝基酪氨酸可使神經(jīng)內(nèi)皮細胞發(fā)生凋亡［38］．

5．2 超氧化物生成系統(tǒng)

腦缺血再灌注時，腦組織AA在COX－2催化作用下生成大量ROS，ROS通過損傷DNA及形成脂質(zhì)過氧化物等機制而產(chǎn)生細胞毒性．COX－2催化PGE2可提高細菌脂多糖所引起的細胞內(nèi)cAMP水平，誘導iNOS表達，iNOS催化產(chǎn)生的NO又能活化COX－2，增加氧自由基生成，超氧離子通過直接損傷缺血腦組織，或與NO形成氧化能力更強的過氧亞硝基，引起腦組織損傷．Iadecola等［39］認為，COX－2催化產(chǎn)物前列腺素PGE2可增強NMDA介導的神經(jīng)毒性作用引起腦損傷，機制為PGE2引起小膠質(zhì)細胞Ca2＋內(nèi)流增加，谷氨酸釋放增多．此外，在實驗性腦缺血模型中發(fā)現(xiàn)COX－2上調(diào)，COX－2基因敲除小鼠對缺血性腦損傷和NMDA介導的神經(jīng)毒性不敏感［40］．可見，COX－2途徑在腦缺血再灌注繼發(fā)的炎性反應及其引起氧化應激導致的細胞毒性作用中起了重要作用．

6 過度細胞凋亡

神經(jīng)元細胞存在兩種死亡形式：壞死和凋亡；并且在壞死之前，神經(jīng)細胞的凋亡已經(jīng)開始［41］．

腦缺血后，氧化應激、持續(xù)性去極化均可損傷線粒體，釋放細胞色素C（CytC）和凋亡誘導因子（AIF），啟動內(nèi)源性凋亡信號途徑，CytC從線粒體釋放到胞漿后與dATP、凋亡蛋白酶激活因子結(jié)合成復合物，激活 Caspase－9，Caspase－9切割后激活凋亡的最終執(zhí)行蛋白 Caspase－3［42］；AIF 則可通過非Caspase依賴的途經(jīng)損傷DNA．Fas／Fas L通路是由相應的配體激活Fas受體開始，為外源性途徑，即非線粒體依賴的細胞死亡通路．Robert WK［43］等在橫向流體沖擊致急性腦損傷動物模型上證實，傷后1－4h內(nèi)TNFα濃度就開始升高，并且Caspase－8、Caspase－3活性增加，提示TNFα等各種炎癥介質(zhì)可能作為凋亡信號的啟動者，激活了外源性細胞凋亡程序．Eldadah BA的研究證實，TNFα等Fas配體與Fas受體結(jié)合后，形成的復合物在胞質(zhì)溶膠中產(chǎn)生Fas相關的死亡結(jié)構(gòu) （一種Fas受體接頭蛋白），激活Caspase－8［42］．此外，Caspase－8可將Bcl－2家族中的Bid分開形成t－Bid，t－Bid具有線粒體移位功能，可誘導CytC細胞色素C的釋放［44］．有證據(jù)表明，Caspase介導凋亡的同時參與了損傷部位的炎癥反應，在Robert WK的實驗中，抑制caspase－1的激活，IL－β的表達隨之下降［43］．

7 小結(jié)與展望

危重病患者的急性腦損傷機制十分復雜，并且各影響因素之間不是孤立的，而是互相作用的，形成網(wǎng)絡．可能最初的微循環(huán)障礙是各種損傷的基礎，進一步引起受損腦組織出現(xiàn)缺血、缺氧，水腫，引發(fā)氧化應激、鈣超載、炎癥反應、興奮性毒性，直接造成神經(jīng)細胞的死亡或啟動凋亡程序．但是目前由于大多數(shù)據(jù)都來自于動物模型，還缺乏有效的臨床證據(jù)，并且從分子水平對腦損傷的機制研究較少，仍有許多問題待解決．相信在不久的將來，隨著研究深入以及技術(shù)發(fā)展，將進一步闡明危重病患者腦損傷的發(fā)生機制，為臨床治療提供強有力的支持．

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C

1673－1492 （2011）05－0103－07

來稿日期：2011 06 09

國家自然科學基金資助項目 （30370561）；河北省自然科學基金資助項目 （C2004000649）；河北省科技支撐計劃（09276101D－31）

商愛民（1971－），女，河北贊皇人，醫(yī)學碩士，實驗師，主要研究方向：教學管理及病理生理學教學．

李薊龍］