鎂離子濃度的改變致腦出血后腦水腫形成的作用機(jī)制

王 闖黃晶晶

鎂離子濃度的改變致腦出血后腦水腫形成的作用機(jī)制

王 闖1黃晶晶2

腦水腫形成的病理過程十分復(fù)雜，其中膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的氧化損傷、代謝障礙、離子泵失調(diào)導(dǎo)致鉀、鈉、鈣、鎂等離子代謝及交換障礙均可造成細(xì)胞毒性腦水腫的發(fā)生。目前國內(nèi)關(guān)于鎂離子（Mg2+）水平改變與腦水腫形成關(guān)系的相關(guān)報道少見，本文就鎂離子參與腦水腫形成的可能機(jī)制進(jìn)行闡述。

鎂離子；腦水腫；發(fā)病機(jī)制

腦出血（intracerebral hemorrhage,ICH）是指非外傷性原發(fā)性腦實質(zhì)內(nèi)出血，嚴(yán)重威脅著人類身體健康。而腦出血后腦水腫的發(fā)生及持續(xù)存在是導(dǎo)致繼發(fā)性神經(jīng)損害的一個關(guān)鍵因素，關(guān)系到病情的發(fā)展變化。近些年關(guān)于鎂離子（Mg2+）在腦水腫的形成與發(fā)展過程中的作用日益受到人們的廣泛關(guān)注。

1 Mg2+對腦細(xì)胞能量代謝的影響

腦細(xì)胞的能量代謝紊亂不僅是細(xì)胞性腦水腫發(fā)生的基礎(chǔ)，同時也參與了血管源性腦水腫的發(fā)生發(fā)展。Mg2+作為酶的輔助因子參與蛋白質(zhì)、脂類及糖類的代謝，與氧化磷酸化反應(yīng)相關(guān)酶系統(tǒng)的生物活性關(guān)系極為密切，Mg2+能激活磷脂酶，使ATP的有機(jī)磷酸基團(tuán)發(fā)生水解、轉(zhuǎn)移、反應(yīng)并參與細(xì)胞基質(zhì)的氧化磷酸化過程，與所有ATP參與的反應(yīng)有關(guān)。Mg2+不僅是細(xì)胞呼吸酶系統(tǒng)及糖類代謝過程中不可或缺的輔助因子，也是蛋白質(zhì)、DNA和高能化合物合成的必需離子；Mg2+對神經(jīng)細(xì)胞損傷的修復(fù)、再生、維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性及組織的抗氧化應(yīng)激方面起著十分重要的作用。Mg2+的下降不僅可造成細(xì)胞多種能量代謝障礙、酶活性降低，而且線粒體內(nèi)缺Mg2+會使大量Ca2+聚集造成Ca2+超載，使線粒體腫脹、嵴斷裂等亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)損壞和細(xì)胞氧化磷酸化脫偶聯(lián)，從而加重細(xì)胞能量代謝障礙[1]。因此，Mg2+在維持腦組織正常生理活動所需能量的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、利用及儲存等過程中發(fā)揮著非常重要的作用。

2 Mg2+對細(xì)胞膜離子通透性的影響

細(xì)胞內(nèi)Mg2+的分布同K+類似，對Na+、K+、Ca2+等離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)、維持細(xì)胞內(nèi)外及亞細(xì)胞水平各離子濃度，拮抗細(xì)胞內(nèi)Ca2+離子的超載，增強(qiáng)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性等方面起著關(guān)鍵作用[2-3]。腦損傷或腦出血后，細(xì)胞內(nèi)K+丟失的同時常伴有Mg2+濃度降低。通常情況下，Mg2+一方面可激活Na+-K+泵，使細(xì)胞外K+重新泵入細(xì)胞內(nèi)，保持細(xì)胞內(nèi)持續(xù)的高K+狀態(tài)，同時使細(xì)胞內(nèi)Na+外流；此外Mg2+通過Na+-Mg2+交換也促使一部分Na+外流，防止細(xì)胞內(nèi)Na+過多聚集。另一方面細(xì)胞外的Mg2+與Ca2+競爭結(jié)合位點，天然拮抗Ca2+的內(nèi)流；還能通過Mg2+-Na+交換來抑制Ca2+-Na+交換，從而減少Ca2+內(nèi)流，且細(xì)胞外Mg2+尚可直接通過Mg2+-Ca2+交換促使Ca2+的外流。而細(xì)胞內(nèi)Mg2+還能抑制線粒體對細(xì)胞外Ca2+的攝取，防止細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載引起的線粒體腫脹損傷及腦組織繼發(fā)性損害[4]?？傊琈g2+的降低將影響細(xì)胞離子代謝的各個環(huán)節(jié)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)K+喪失，而Na+、Ca2+大量內(nèi)流，同時水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)使腦細(xì)胞急性腫脹。

3 Mg2+對抗氧化作用的影響

鎂對抗自由基生成及抗氧化作用的機(jī)制尚不十分明確，有研究表明，Mg2+參與了自由基生成和清除過程中的許多酶反應(yīng)。Mg2+能有效抑制腦外傷時活性氧（ROS）的上升和超氧化物歧化酶（SOD）的降低[5]。Mg2+對煙酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶（該酶能促使產(chǎn)生超氧根）的活性有抑制作用，從而減少氧自由基的產(chǎn)生。細(xì)胞外Mg2+減少時，會使花生四烯酸CoA合成酶的活性下降，從而減少花生四烯酸嵌入到膜磷脂中的量，使環(huán)氧酶對氨基酸的利用度增加，進(jìn)而激活磷脂酶A2引發(fā)花生四烯酸代謝瀑布形成，產(chǎn)生大量氧自由基。另外，Mg2+的降低將使細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加，導(dǎo)致黃嘌呤氧化酶大量產(chǎn)生，從而活化ATP酶使ATP過多分解，而ATP降解產(chǎn)物次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶催化下又產(chǎn)生各種自由基反應(yīng)，導(dǎo)致膜的過氧化反應(yīng)使膜結(jié)構(gòu)與功能遭到破壞。適量增加Mg2+可使上述各環(huán)節(jié)自由基的生成減少，防止脂質(zhì)過氧化造成的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞和細(xì)胞內(nèi)離子的內(nèi)環(huán)境改變[6]。

此外，鎂在拮抗興奮性氨基酸對細(xì)胞的神經(jīng)毒性、阻滯Ca2+過多進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)、對抗血管痙攣、增加腦血流、抑制單胺類神經(jīng)遞質(zhì)過度釋放等方面起著不可替代的作用。Vink等[7]應(yīng)用31P磁共振分光技術(shù)來測量實驗性腦損傷后神經(jīng)細(xì)胞以及腦組織中Mg2+的含量變化，發(fā)現(xiàn)顱腦損傷后腦組織神經(jīng)細(xì)胞中游離Mg2+的含量明顯下降，且在受傷腦區(qū)腦組織內(nèi)Mg2+含量下降最顯著，而且Mg2+下降程度和腦損傷程度明顯呈負(fù)相關(guān)性，即損傷越嚴(yán)重Mg2+濃度降低愈加明顯。

以上這些方面充分說明了Mg2+在腦出血后細(xì)胞性腦水腫的病理發(fā)展過程中起著非常重要的作用。從而聯(lián)系臨床實際，可以考慮采用鎂劑治療和控制腦出血后的腦水腫的發(fā)生和發(fā)展。當(dāng)然，鎂劑的應(yīng)用和治療效果還需做大量的臨床和動物實驗來證明。

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R722.15＋1

A

1673-5846(2014)08-0287-02

1牡丹江醫(yī)學(xué)院紅旗醫(yī)院，黑龍江牡丹江 157011

2牡丹江紅旗醫(yī)院感染科，黑龍江牡丹江 157011

王闖，醫(yī)學(xué)碩士

黃晶晶，醫(yī)學(xué)碩士。E-mail：youya_1984@126.com