邱 甜,游 靜,楊柳珍,鐘曉鵬,溫二生,黃志華,唐曉璐,薛進(jìn)華,4
(1.贛南醫(yī)學(xué)院2017級本科生;2.贛南醫(yī)學(xué)院2016級本科生;3.贛南醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室,江西 贛州 341000;4.杜伊斯堡-埃森大學(xué),埃森 德國 45122)
帕金森?。╬arkinson"s disease,PD)是一類與年齡密切相關(guān)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,發(fā)病率隨年齡的增長而升高。臨床表現(xiàn)主要為肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩、靜止性震顫、凍結(jié)步態(tài),部分患者還伴有嗅覺障礙、便秘、睡眠障礙等一系列非運(yùn)動(dòng)癥狀。嚴(yán)重者生活無法自理,給家庭和社會帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。然而目前尚無有效的藥物可治愈PD,臨床首選藥物是左旋多巴胺,但因其不良反應(yīng)過大,并且部分患者對其不敏感,導(dǎo)致其臨床使用受到限制。因此對PD 的發(fā)病機(jī)制的研究刻不容緩,而氧化應(yīng)激在PD 的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用,神經(jīng)炎癥、線粒體的功能障礙、多巴胺的代謝均能造成細(xì)胞氧化性損傷,進(jìn)而引起DA能神經(jīng)元變性壞死。
氧化應(yīng)激在PD 的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。正常生理情況下,機(jī)體內(nèi)氧化與抗氧化作用處于平衡狀態(tài),但若機(jī)體受到外界的影響使得其抗氧化能力下降,不能及時(shí)清除體內(nèi)的自由基,導(dǎo)致自由基大量蓄積打破平衡促使PD 的發(fā)生[1]。體內(nèi)的自由基主要有兩大類,一類是活性氧(reactive oxygen species,ROS);一類是活 性 氮(reactive nitrogen species,RNS)。ROS 包括超氧陰離子、過氧化氫和羥自由基,是線粒體代謝的副產(chǎn)品。超氧陰離子自由基被認(rèn)為是“初級”活性氧,可與其他分子作用產(chǎn)生“二級”活性氧。線粒體產(chǎn)生的超氧化物可被還原成H2O2,H2O2在過氧化氫酶的作用下被分解成氧氣和水。但在病理情況下,由于過氧化氫酶體受損,使得H2O2釋放到胞質(zhì)中,導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)氧化應(yīng)激現(xiàn)象。H2O2還可在鐵等還原性金屬的作用下通過Fenton 反應(yīng)生成羥自由基。羥自由基是所有活性氧中最有害的一種自由基,一旦產(chǎn)生便可立即與周圍的物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),造成氧化應(yīng)激。RNS 主要由NO 及其代謝產(chǎn)物過氧亞硝酸鹽(PN)構(gòu)成。NO 抑制線粒體電子傳遞鏈中的復(fù)合物Ⅰ、復(fù)合物Ⅳ和烏頭酶。NO 作為一種自由基可與蛋白質(zhì)反應(yīng)生成s-亞硝基硫醇,改變后者的功能使其與脂類反應(yīng),從而引起氧化應(yīng)激。NO還能與超氧陰離子自由基發(fā)生反應(yīng)生成氧化能力更強(qiáng)的自由基—PN。PN 是一類強(qiáng)氧化劑,能夠使脂質(zhì)過氧化或DNA 斷裂,同時(shí)還能通過修飾酪氨酸、半胱氨酸、色氨酸引起蛋白質(zhì)的損傷。總之,過度的ROS 或RNS 均可能對腦細(xì)胞造成氧化性損傷,造成PD 多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡[1]。
1.1 多巴胺能神經(jīng)元與氧化應(yīng)激多巴胺(dopamine,DA)能神經(jīng)元與PD 有著密不可分的聯(lián)系。近年來,有數(shù)據(jù)表明DA 能神經(jīng)元其自身的結(jié)構(gòu)決定了其易受損傷的特性。研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位的傳播能量成本隨軸突的分支水平呈指數(shù)增加并隨軸突的大小和復(fù)雜程度呈冪指數(shù)增加[2]。人黑質(zhì)致密部(substantia nigra pars compacta,SNc)多巴胺能神經(jīng)元有巨大的、無髓鞘的軸突,其軸突可產(chǎn)生超過100萬個(gè)突觸,總長度超過四米,對能量的需求較其他的一般神經(jīng)元更高。SNc在能量平衡方面處于劣勢,尤其是在氧化應(yīng)激的作用下,SNc 能量生成和需求易被打破,導(dǎo)致能量需求超過供應(yīng)。而負(fù)能量平衡會進(jìn)一步促進(jìn)氧化應(yīng)激,致使SNc多巴胺能神經(jīng)元死亡。
DA 的代謝參與氧化應(yīng)激。神經(jīng)元中DA 的不可逆丟失主要是由于囊泡向胞質(zhì)醇的被動(dòng)泄漏,其次是單胺氧化酶(monoamine oxidase,MAO)催化的脫胺作用[3]。胞質(zhì)DA 通過2 型囊泡單胺轉(zhuǎn)運(yùn)體(VMAT2)進(jìn)入囊泡。在靜息狀態(tài)下,DA 在突觸囊泡胞吐作用下釋放,經(jīng)細(xì)胞膜DA 轉(zhuǎn)運(yùn)體逃逸再攝取,構(gòu)成DA 轉(zhuǎn)化的一個(gè)次要決定因素。DA 的丟失可在l-芳香-氨基酸脫羧酶對酪氨酸羥化酶產(chǎn)生的酪氨酸(tyrosine,TYR)多巴的作用下,通過合成兒茶酚胺類物質(zhì)來平衡。MAO 是負(fù)責(zé)多巴胺氧化脫胺的線粒體酶,對多巴胺的代謝至關(guān)重要[4]。胞質(zhì)DA 在MAO 的作用下產(chǎn)生兒茶酚醛——多巴醛。多巴醛是一種強(qiáng)氧化劑,促進(jìn)ROS 的生成,對細(xì)胞造成氧化性損傷。此外,在黑質(zhì)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi),多巴胺在MAO的作用下還可生成具有高滲透性的H2O2,與周圍的多巴胺能細(xì)胞發(fā)生交叉反應(yīng),生成有毒的羥自由基[1],導(dǎo)致氧化應(yīng)激。多巴醛主要通過乙醛脫氫酶(acetaldehyde dehydrogenase,ALDH)解毒,形成3,4-二羥基苯乙酸(3,4-dihydroxyphenylacetic acid,DOPAC),正常情況下可及時(shí)被清除。當(dāng)多巴胺的代謝受到損傷,DOPAC 可進(jìn)一步進(jìn)行雙電子氧化生成ROS 和多巴酚醌。3,4-二羥基苯乙醇(3,4-dihydroxyphenyl ethanol,DOPET)是通過醛/醛還原酶形成的一種次要代謝物。DAc 和DOPAL(理論上是DOPAC 和DOPET)都會自發(fā)地自氧化形成多巴胺醌(dopamine quinone,DAQs)和超氧陰離子自由基,DAQs會增加ROS的生成,導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化。4-羥基壬烯醛(4-hydroxynonenal,4HNE)是一種主要的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物,抑制ALDH[3]。從而形成惡性循環(huán)加重氧化應(yīng)激對多巴胺神經(jīng)元的損傷。
1.2 線粒體與氧化應(yīng)激研究表明線粒體功能障礙與神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病密切相關(guān)。PD 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模型和尸檢數(shù)據(jù)表明,線粒體功能障礙和氧化應(yīng)激在PD 的發(fā)病機(jī)制中起著核心作用[5]。線粒體是氧氣的主要消耗細(xì)胞,含有許多氧化還原酶,能夠?qū)蝹€(gè)電子轉(zhuǎn)移到氧氣中,產(chǎn)生活性氧超氧化物,包括檸檬酸、丙酮酸脫氫酶、甘油-3-磷酸脫氫酶等。當(dāng)這些電子載體存在時(shí),機(jī)體易產(chǎn)生ROS。在結(jié)構(gòu)和功能完整的線粒體中,線粒體的抗氧化能力足以平衡ROS 的生成,凈ROS 幾乎為零。一旦線粒體受到損傷,ROS 的生成和抗氧化能力將不再平衡。ROS 會進(jìn)一步損害線粒體,產(chǎn)生更多的自由基并且減弱線粒體的抗氧化能力,從而形成惡性循環(huán)[6]。
人類線粒體mtDNA 結(jié)構(gòu)緊湊、沒有內(nèi)含子、缺乏組織蛋白保護(hù)和修復(fù)系統(tǒng)且與呼吸鏈相鄰,因而易受氧化物的攻擊。線粒體呼吸鏈產(chǎn)生的ROS 是mtDNA 突變最常見的原因。ROS 誘導(dǎo)細(xì)胞膜產(chǎn)生損傷,從而增加各組織器官mtDNA 的突變率。由于腦組織中易被氧化的不飽和脂肪酸含量高、耗氧量高、抗氧化酶較少,導(dǎo)致腦細(xì)胞更易受氧化損傷,其mtDNA 突變率也較一般組織更高。據(jù)報(bào)道,突變mtDNA的百分比與疾病的表現(xiàn)存在相關(guān)性[5]。
與線粒體功能有關(guān)的基因常見的有parkin、DJ-1、PINK1等。DJ-1主要作用是防止氧化應(yīng)激引起的細(xì)胞死亡,可作為氧化還原器。解偶聯(lián)蛋白(uncoupling proteins,UCP)是線粒體的一種離子通道,其通道開房率隨過氧化物的增加而增加。在DJ-1 缺失的SNc 多巴胺能神經(jīng)元中,線粒體閃爍的幅度和頻率降低,表明它們的UCP防御功能降低[7]。在DJ-1突變的小鼠個(gè)體中,氧化多巴胺的生成增加,線粒體的氧化應(yīng)激顯著升高。這表明DJ-1 功能的下降可促進(jìn)因氧化應(yīng)激而導(dǎo)致的PD[8]。降低了線粒體的抗氧化能力。PINK1 和parkin 可共同調(diào)控線粒體的質(zhì)量,并檢測線粒體的功能障礙。據(jù)報(bào)道,parkin、PINK1敲除或突變的小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)了線粒體損傷的現(xiàn)象[9]。
1.3 神經(jīng)炎癥與氧化應(yīng)激PD的神經(jīng)元丟失與慢性神經(jīng)炎癥有關(guān),慢性神經(jīng)炎癥主要由小膠質(zhì)細(xì)胞、中樞神經(jīng)系統(tǒng)固有免疫細(xì)胞和主要免疫應(yīng)答細(xì)胞控制[10]。小膠質(zhì)細(xì)胞在受到損傷時(shí),會激活自我防御機(jī)制,清除細(xì)胞碎片和病原體。當(dāng)它們被激活時(shí),會釋放NO 和超氧化物等自由基,而這些自由基反過來又會導(dǎo)致微環(huán)境中的氧化應(yīng)激。小膠質(zhì)細(xì)胞的過度激活或長期激活狀態(tài)會導(dǎo)致過度和不受控制的神經(jīng)炎癥反應(yīng),導(dǎo)致神經(jīng)退行性變的惡性循環(huán)。這是因?yàn)槭軗p的神經(jīng)元釋放了加劇炎癥信號的分子,促進(jìn)了反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞的增生。這些分子包括神經(jīng)黑色素、α-synuclein、基質(zhì)金屬蛋白酶3(matrix metalloproteinase 3,MPP-3),它們從受損的DA 能神經(jīng)元中釋放,激活小膠質(zhì)細(xì)胞。神經(jīng)黑色素是DA 氧化產(chǎn)生的黑色不溶性聚合物,使黑質(zhì)產(chǎn)生黑色色素沉著。在兒童PD和特發(fā)性PD患者以及MPTP 誘導(dǎo)的PD 患者中均觀察到不溶性神經(jīng)黑色素顆粒。將從PD 腦中提取的神經(jīng)黑色素加入到小膠質(zhì)細(xì)胞中培養(yǎng),可引起NO 的增加。腦內(nèi)注射神經(jīng)黑色素可引起黑質(zhì)中小膠質(zhì)細(xì)胞劇烈活化和大量神經(jīng)元的丟失。神經(jīng)黑色素是一個(gè)復(fù)雜的總體,包括氧化多巴胺、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)過氧化物[8],其在細(xì)胞外中存在時(shí)間較長,被認(rèn)為是引起PD 慢性神經(jīng)炎癥的分子之一。研究發(fā)現(xiàn)添加了由人中腦細(xì)胞培養(yǎng)分離得來的α-synuclein 可激活小膠質(zhì)細(xì)胞并引起DA 能神經(jīng)元的衰退,且這種細(xì)胞毒性只發(fā)生在小膠質(zhì)細(xì)胞存在的情況下。此外,分離得到的α-synuclein 還會刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生炎性調(diào)節(jié)器,增加小膠質(zhì)細(xì)胞的活化、擴(kuò)散、趨化作用。據(jù)推測,硝化的α-synuclein 是因?yàn)樵黾恿薔O 而促進(jìn)神經(jīng)炎癥的發(fā)生。在DA能神經(jīng)元中,MPP-3的活性形式隨氧化應(yīng)激而增加,MPP-3 可活化小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)而產(chǎn)生RON 和ROS。在敲除MPP-3 的小鼠中,活化的小膠質(zhì)細(xì)胞經(jīng)MPTP 處理后被清除,與野生型相比,其超氧化物產(chǎn)生的水平更低。MPP-3 可引起蛋白酶活化受體-1 的裂解,觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號的產(chǎn)生,活化小膠質(zhì)細(xì)胞。此外,MPP-3參與活化小膠質(zhì)細(xì)胞中炎性因子的產(chǎn)生。反過來,自由基和炎性細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子可誘導(dǎo)MPP-3 的生成。因此,這可能存在一個(gè)惡性循環(huán)——由氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的MPP-3 活化小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生自由基和細(xì)胞因子,MPP-3 引起血腦屏障的降解和中性粒細(xì)胞的浸潤,進(jìn)一步導(dǎo)致神經(jīng)炎癥[10]。
1.4 金屬離子與氧化應(yīng)激中樞神經(jīng)系統(tǒng)是鐵、銅、鋅、錳等金屬離子的主要存儲部位,這些金屬離子參與神經(jīng)系統(tǒng)的各種生理活動(dòng)。臨床上,顱內(nèi)金屬離子穩(wěn)態(tài)失衡和蓄積常造成機(jī)體運(yùn)動(dòng)障礙、記憶缺陷、抑郁和焦慮等異常行為[11]。金屬離子的神經(jīng)毒性作用與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的線粒體功能障礙、氧化應(yīng)激密切相關(guān),嚴(yán)重可導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元變性、死亡[12]。
鐵是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中含量較多的金屬,參與氧氣的運(yùn)輸和儲存、線粒體呼吸以及DNA 合成等。腦內(nèi)鐵的含量會隨著年齡的增長而增加,而過量的鐵激發(fā)Fenton 反應(yīng)產(chǎn)生過多的ROS,引起顱內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的氧化應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞損傷。鐵在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的蓄積導(dǎo)致PD 的原因與鐵異常傳遞給線粒體有關(guān),DA 能神經(jīng)元中線粒體功能障礙可能減少鐵-硫簇的合成,促進(jìn)mRNAs 與IRP-1(一種抗體)結(jié)合,有利于轉(zhuǎn)鐵蛋白-轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的合成,導(dǎo)致鐵的大量蓄積[13]。此外,過量的鐵還會降低還原型谷胱甘肽的水平,增加氧化型谷胱甘肽的合成,損傷谷胱甘肽依賴性抗氧化防御系統(tǒng),誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化,最終導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元變性死亡[14]。
銅在大腦內(nèi)主要分布在藍(lán)斑和黑質(zhì),是一種具有氧化還原活性的金屬,可作為多種酶的輔助因子或結(jié)構(gòu)成分,參與細(xì)胞呼吸、自由基解毒、鐵代謝以及神經(jīng)遞質(zhì)的合成。銅離子的穩(wěn)態(tài)主要由銅轉(zhuǎn)運(yùn)體、ATP-7A 和ATP-7B 以及其他銅調(diào)節(jié)蛋白共同維持,若這些環(huán)節(jié)發(fā)生功能障礙均可能增加游離銅離子的含量,造成DA 能神經(jīng)元的氧化性損傷[15]。銅還可抑制谷胱甘肽過氧化物酶-1 在DA 能神經(jīng)元中的表達(dá),從而使基底神經(jīng)節(jié)中的DA 能神經(jīng)元結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,導(dǎo)致PD 的發(fā)生。在含有超氧化物、谷胱甘肽或抗壞血酸等還原劑的氧化還原反應(yīng)中,銅可通過Haber-Weiss 循環(huán)催化H2O2產(chǎn)生羥基自由基,誘導(dǎo)DNA氧化和斷裂,導(dǎo)致DA能神經(jīng)元氧化損傷;銅還可通過裂解脂質(zhì)從而加速脂質(zhì)過氧化,引起一系列的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),產(chǎn)生H2O2和烷氧基,造成DA 能神經(jīng)元變性死亡[16]。
錳是一種重要的微量營養(yǎng)元素,在腦內(nèi)多分布于蒼白球、尾狀核。錳離子常被星形膠質(zhì)細(xì)胞和DA 能神經(jīng)元所攝取,且可通過二價(jià)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)體在線粒體或細(xì)胞核內(nèi)蓄積。錳總是蓄積在星形膠質(zhì)細(xì)胞中,其誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性與星形膠質(zhì)細(xì)胞對谷氨酰胺的吸收降低,致使神經(jīng)元興奮性毒性有關(guān)[17]。錳的神經(jīng)毒性可能源于其對高水平神經(jīng)黑色素區(qū)域的親和力以及對多重氧化環(huán)境的耐受力,導(dǎo)致多巴胺的自身氧化和ROS 的生成。錳常通過氧化應(yīng)激反應(yīng)、拮抗蛋白穩(wěn)態(tài)、影響線粒體功能來破壞DA能神經(jīng)突觸功能,對DA神經(jīng)元產(chǎn)生損傷。
鉛是一種公認(rèn)的神經(jīng)毒素,經(jīng)血液循環(huán),分布至全身。鉛可與生物金屬(如鋅、鈣、鐵)競爭結(jié)合金屬相關(guān)位點(diǎn),以分子模擬的形式通過血腦屏障,聚集在顱內(nèi),尤其是蓄積在杏仁核、海馬、脈絡(luò)叢,引起神經(jīng)元丟失。其發(fā)生機(jī)制可能與氧化應(yīng)激有關(guān):鉛與巰基結(jié)合,影響各類酶的活性,從而誘導(dǎo)鐵依賴性脂質(zhì)過氧化、線粒體功能障礙。鉛還能抑制機(jī)體的抗氧化能力,干擾神經(jīng)遞質(zhì)的正常貯存和釋放,破壞谷氨酸能、膽堿能和多巴胺能神經(jīng)系統(tǒng)之間的聯(lián)系,導(dǎo)致PD的發(fā)生[18]。
2.1 醌氧化還原酶/醌NAD(P)H 脫氫酶醌氧化還原酶(quinone oxidoreductase,NQO1)催化醌的雙電子還原為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的對苯二酚。NQO1 對PD 有一定的保護(hù)作用。NQO1 可以抑制環(huán)化奎諾酮和氧化應(yīng)激對氧化還原循環(huán)的破壞作用。蘿卜硫素誘導(dǎo)的NQO1 在體外對DA 醌相關(guān)的神經(jīng)細(xì)胞毒性有保護(hù)作用,在體內(nèi)對MPTP 誘導(dǎo)的毒性有保護(hù)作用[19]。此外,NQO1 降低α-tocopherol 和輔酶Q10的水平,保持其抗氧化狀態(tài)。NQO1除了在星形膠質(zhì)細(xì)胞中大量表達(dá)外,在黑質(zhì)DA 能神經(jīng)元中也表達(dá),盡管表達(dá)程度較低。在帕金森黑質(zhì)中,NQO1的神經(jīng)元表達(dá)顯著增加。據(jù)報(bào)道,NQO1 基因多態(tài)性(C609T)導(dǎo)致其表達(dá)減少或完全喪失與PD 有關(guān),但另一組報(bào)道卻沒有這種關(guān)聯(lián)。NQO1 的細(xì)胞誘導(dǎo)是通過轉(zhuǎn)錄因子Nrf-2 與順式作用增強(qiáng)子序列結(jié)合的抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response element,ARE)實(shí)現(xiàn)的。Nrf-2 通常存在于胞質(zhì)蛋白keap1 結(jié)合的胞質(zhì)中,但在多種細(xì)胞或外源性信號的作用下,Nrf-2 被釋放并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中。因此,誘導(dǎo)NQO1 表達(dá)和活化Nrf2 應(yīng)該成為發(fā)展PD 神經(jīng)保護(hù)治療的可行途徑[10]。
2.2 褪黑素褪黑素是松果體合成和分泌的色氨酸代謝產(chǎn)物,可促進(jìn)神經(jīng)元分化,具有抗氧化和抗凋亡作用[20]。由于后一種作用,褪黑激素與神經(jīng)保護(hù)作用相關(guān)。有研究報(bào)道活化的蛋白激酶(activated protein kinase,AMPK)通過抑制ROS 介導(dǎo)的NAD(P)H 氧化酶來消除氧化應(yīng)激。另一項(xiàng)研究表明,AMPK 可降低氧化應(yīng)激性環(huán)氧合酶-2(oxidative stress cyclooxygenase-2,Cox-2)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和解耦蛋白活性。環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cyclic adenosine effector element binding protein,CREB)是一種轉(zhuǎn)錄因子,與神經(jīng)元分化、存活、突起生長密切相關(guān)。有證據(jù)表明CREB 磷酸化可誘導(dǎo)活化的小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子,參與PD 的發(fā)生。選用雄性C57BL/6N 小鼠作為重復(fù)性輕度創(chuàng)傷性腦損傷(repetitive mild traumatic brain injuryrm,TBI)模型,給予褪黑素治療。采用免疫印跡法、免疫熒光法、ELISA 法檢測蛋白表達(dá),同時(shí),通過Morris水迷宮試驗(yàn)、y迷宮和梁行走試驗(yàn)進(jìn)行行為分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)rmTBI 小鼠氧化應(yīng)激升高,磷酸化的AMPK(phospho-5"AMP-activated protein kinase,p-AMPK)和磷酸化的CREB(phospho-CAMP-response element-binding,p-CREB)的水平受到抑制,而用褪黑激素治療后可顯著維持p-AMPK、p-CREB 在rmTBI老鼠大腦中的正常水平。此外,rmTBI小鼠的大腦顯示出線粒體系統(tǒng)失調(diào)、淀粉樣蛋白原通路激活異常、認(rèn)知功能障礙,這些異常都受到褪黑素治療的顯著調(diào)控。這些發(fā)現(xiàn)首次證明rmTBI會導(dǎo)致大腦能量失衡,ROS 的生成、神經(jīng)炎癥和降低神經(jīng)元細(xì)胞的存活。而褪黑素治療通過調(diào)節(jié)小鼠大腦中的p-AMPK/p-CREB 信號通路,克服能量消耗,降低ROS 的生成,保護(hù)大腦免受損傷。整體研究結(jié)果表明,褪黑激素可能通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激介導(dǎo)的能量失衡和腦損傷后的下游信號傳導(dǎo),具有神經(jīng)保護(hù)作用[21]。
2.3 枸杞多糖枸杞是一味藥食兩用的中藥材,在中國已有兩千多年的使用歷史。研究表明傳統(tǒng)中藥材枸杞具有延緩衰老、抗氧化等作用,也常被用于治療PD,但單純枸杞或枸杞提取物對PD的影響鮮有報(bào)道。枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharide,LBP)是枸杞的主要活性成分,可自由通過血腦屏障,近年來研究發(fā)現(xiàn)LBP 不僅具有獨(dú)特的滋補(bǔ)作用,還可提高機(jī)體抗氧化能力,清除自由基,抑制脂質(zhì)過氧化,延緩衰老[22]。超氧化 物 歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(catalase ,CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)均為PD 中檢測氧化應(yīng)激水平的指標(biāo)。1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)是一種經(jīng)典的PD 氧化應(yīng)激造模藥物。用LBP 處理經(jīng)MPTP 處理的模型動(dòng)物,發(fā)現(xiàn)其不但可以減少DA 能神經(jīng)元的丟失,還可增強(qiáng)SOD、GSH-Px和CAT 的活性且減少M(fèi)DA 的含量。表明LBP 對PD模型中腦的氧化應(yīng)激具有緩解作用,且中等劑量LBP效果十分顯著。而打破氧化應(yīng)激惡性循環(huán)的主要途徑是保護(hù)DA 能神經(jīng)元,避免其損傷丟失。綜上所述,LBP 通過清除自由基和抗氧化作用,減少DA 能神經(jīng)元的損傷,對MPTP 帕金森病小鼠起到神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)[23]。
2.4 DA 受體激動(dòng)劑DA 受體激動(dòng)劑可直接作用于紋狀體的DA 受體,不經(jīng)過氧化代謝,也不產(chǎn)生自由基。其能通對抗氧化性損傷發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[24]。DA 對紋狀體介質(zhì)棘狀神經(jīng)元的作用是通過兩種DA 受體介導(dǎo)的。DA 類藥物直接作用于DA 受體(DA 受體激動(dòng)劑),主要作用于D2受體家族,20 世紀(jì)70年代首次與麥角生物堿一起被引入帕金森病治療,自那以來已成為治療運(yùn)動(dòng)癥狀的一種重要藥物[25]。該家族藥物的最初成員是麥角蛋白衍生物,它也激活5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)受體,包括5-HT2B 亞型,這些與胸膜肺和心臟瓣膜纖維化相關(guān),這帶來了重要的安全性問題。目前使用的藥物為非麥角苷類藥物,不產(chǎn)生這種副作用。鹽酸普拉克索是一種非麥角苷類多巴胺受體激動(dòng)劑,能選擇性的與多巴胺D2、D3受體結(jié)合,早期持續(xù)刺激多巴胺受體,保護(hù)DA 能神經(jīng)元,減少DA 能神經(jīng)元凋亡,從多個(gè)方面發(fā)揮治療作用[26]。在DA類藥物治療基礎(chǔ)上,口服鹽酸普拉克索能夠顯著提高血管性帕金森綜合征(vascular parkinson"s syndrome,VPS)的臨床藥效。研究表明,氧化應(yīng)激在VPS 的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用,VPS 患者多存在氧化-抗氧化系統(tǒng)紊亂,故減輕氧化應(yīng)激對VPS 的治療具有重大意義。依達(dá)拉奉注射液是一種強(qiáng)抗氧化劑,能有效清除機(jī)體過量的ROS,抑制脂質(zhì)過氧化,減輕ROS 帶來的細(xì)胞損傷,明顯改善老年VPS 的臨床癥狀。綜上,依達(dá)拉奉注射液聯(lián)合鹽酸普拉克索在老年VPS中應(yīng)用效果顯著,可減輕氧化應(yīng)激,有效改善患者臨床癥狀,值得臨床上應(yīng)用。
PD的發(fā)病機(jī)制與線粒體功能障礙、多巴胺的代謝、神經(jīng)炎癥等引起的氧化應(yīng)激密切相關(guān)。目前尚無有效方法或藥物可以延緩神經(jīng)退行性變的過程,因此能夠開發(fā)改善PD 癥狀的藥物至關(guān)重要。一些抗氧化劑被證實(shí)有神經(jīng)保護(hù)作用,故研究可從氧化應(yīng)激入手尋找治療PD的途徑。