2021年腦缺血k選修精品資料PPT

1、2021年腦缺血k選修精品資料PPT2021年腦缺血k選修精品資料PPT第一節(jié) 概述腦缺血是一種常見病，已成為引起人類死亡的第三大原因。引起腦缺血的原因很多。腦缺血可導(dǎo)致許多病理生理改變。2第一節(jié) 概述腦缺血是一種常見病，已成為引起人類死亡的第三大短暫性的局灶性腦缺血，往往引起缺血中心部位的梗死。梗死區(qū)（core）的細(xì)胞表現(xiàn)為水腫和壞死。梗死的邊緣區(qū)又稱為半影區(qū)（penumbra）。隨著缺血程度的加重或缺血時(shí)間的延長(zhǎng)，半影區(qū)的神經(jīng)元損傷也隨之加重，甚至導(dǎo)致繼發(fā)性死亡，使原有的梗死區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大。 通常講的腦保護(hù)效應(yīng)，主要是指對(duì)梗死的邊緣區(qū)神經(jīng)元的保護(hù)。 概述3短暫性的局灶性腦缺血，往往引起缺血中

2、心部位的梗死。概述5腦缺血損害病灶圖示a腦缺血閾值和腦缺血損害程度b缺血半帶和中心區(qū)4腦缺血損害病灶圖示a腦缺血閾值和腦缺血損害程度b缺血半帶一、缺血的腦組織病理學(xué) 組織學(xué)的改變應(yīng)當(dāng)發(fā)生在生化改變之后，但在腦缺血數(shù)分鐘之后即可見到某些形態(tài)學(xué)改變。 神經(jīng)細(xì)胞的改變?cè)缬谛切渭?xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。 線粒體水腫及嵴結(jié)構(gòu)紊亂，胞漿中出現(xiàn)小空泡，此即早期的神經(jīng)元小空泡形成階段 ，水腫使離子梯度喪失。此時(shí)立刻恢復(fù)再灌流仍是可逆的。 隨著缺血加重，細(xì)胞皺縮、核移位、細(xì)胞染色加深。最后染色質(zhì)積聚、微管斷裂、核蛋白彌散、細(xì)胞周圍出現(xiàn)電子致密層。 5一、缺血的腦組織病理學(xué) 組織學(xué)的改變應(yīng)當(dāng)發(fā)生在生化改變之后，缺血后細(xì)胞水

3、腫6缺血后細(xì)胞水腫8神經(jīng)元選擇性易受累。 一些選擇性容易受損的細(xì)胞群，在全腦缺血后進(jìn)行再灌流，有些部位如海馬CA1、CA3、CA4區(qū)的錐體細(xì)胞和紋狀體的中、小細(xì)胞所受損害較別的地方嚴(yán)重，小腦Purkinje細(xì)胞和大腦皮層的第3、5、6層神經(jīng)細(xì)胞也較容易受損，膠質(zhì)細(xì)胞則保持良好；同時(shí)這些神經(jīng)元中有一些容易出現(xiàn)遲發(fā)的自溶趨向，它們?cè)诠嗔骱螽?dāng)時(shí)功能和形態(tài)均完好，而數(shù)小時(shí)至數(shù)日后出現(xiàn)自溶。7神經(jīng)元選擇性易受累。 9大鼠全腦缺血損傷海馬區(qū)Nissl染色法 A, B缺血組; C, D正常對(duì)照組8大鼠全腦缺血損傷海馬區(qū)Nissl染色法 A, B缺血組; 大鼠海馬CA1區(qū)缺血/再灌注GFAP及nestin染色

4、圖片 9大鼠海馬CA1區(qū)缺血/再灌注GFAP及nestin染色圖片 二、腦梗死的臨床表現(xiàn) 腦梗死（cerebral infarction）是指由于腦部血液供應(yīng)障礙，缺血、缺氧引起腦組織壞死。臨床上常見的有動(dòng)脈血栓性腦梗死、腦栓塞 。動(dòng)脈血栓性腦梗死多見于50-60歲以上患有動(dòng)脈硬化的老年人。有報(bào)告在65-74歲年齡組發(fā)病率達(dá)每年1，男性稍多于女性，常伴有高血壓、冠心病、糖尿病。多于靜態(tài)突然發(fā)病，常在數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)，甚至1-2天達(dá)高峰。通常意識(shí)清楚，生命體征平穩(wěn)，但當(dāng)大腦半球較大區(qū)域梗死或基底動(dòng)脈閉塞病情嚴(yán)重時(shí)，意識(shí)可不清，甚至出現(xiàn)腦病，引起死亡。 10二、腦梗死的臨床表現(xiàn) 腦梗死（cerebr

5、al infarc11131臨床類型 （1）完全性 （2）進(jìn)展性 （3）可逆性腦缺血發(fā)作或稱可逆性缺血性神經(jīng)功能缺損 121臨床類型 142.不同動(dòng)脈閉塞時(shí)的臨床表現(xiàn)由于血栓形成的部位不同，出現(xiàn)相應(yīng)動(dòng)脈支配區(qū)的神經(jīng)功能障礙。 大腦中動(dòng)脈是頸內(nèi)動(dòng)脈的直接延續(xù)，供應(yīng)大腦半球血流量的80左右，供應(yīng)大腦半球背外側(cè)面的2/3和尾狀核、豆?fàn)詈?。是血栓形成與腦栓塞的好發(fā)部位。 大腦中動(dòng)脈主干閉塞：表現(xiàn)為對(duì)側(cè)偏癱、偏身感覺障礙和偏盲。 132.不同動(dòng)脈閉塞時(shí)的臨床表現(xiàn)由于血栓形成的部位不同，出現(xiàn)相應(yīng)1416三、研究常用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?（一）全腦缺血實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?.蒙古沙土鼠全腦缺血模型 ：由于該動(dòng)物大腦基底動(dòng)脈環(huán)的畸形

6、，當(dāng)雙側(cè)頸動(dòng)脈結(jié)扎阻斷腦血供后椎動(dòng)脈不能代償，而造成全腦缺血。 2.四動(dòng)脈結(jié)扎全腦缺血模型：大鼠四動(dòng)脈結(jié)扎，造成全腦血供障礙。 這兩種模型均用于模擬臨床上心臟驟停而造成全腦的短暫性缺血。 15三、研究常用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?（一）全腦缺血實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?7（二）局部腦缺血的模型 1.線栓法 ：通過頸內(nèi)動(dòng)脈插入顱內(nèi)動(dòng)脈，阻塞大腦中動(dòng)脈的分叉入口處血流，造成大腦中動(dòng)脈血供支配腦區(qū)的缺血?？蓪⒛猃埦€取出，造成缺血腦區(qū)血流的再灌注。此模型主要用于局部腦缺血再灌注神經(jīng)元損傷的病理機(jī)制。 2.光化學(xué)腦栓塞局灶性腦缺血模型 ：動(dòng)物靜脈內(nèi)注入光敏劑，用立體定位儀在特定的腦區(qū)照射一定波長(zhǎng)的冷光源，從而激活微血管內(nèi)的凝血機(jī)制，引

7、起光照局部形成血栓。適用于一些溶栓藥物的腦保護(hù)作用的研究。 16（二）局部腦缺血的模型 18大鼠腦血管解剖示意圖（紅線表示栓線的插入位置）17大鼠腦血管解剖示意圖（紅線表示栓線的插入位置）19（三）離體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?離體的腦片及培養(yǎng)細(xì)胞結(jié)合給予低糖及低氧孵育、或化學(xué)試劑的處理均可以作為模型，可用于研究缺氧缺血性神經(jīng)元死亡機(jī)制和藥物的保護(hù)作用。 18（三）離體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?0第二節(jié) 急性缺血性神經(jīng)細(xì)胞損傷及其死亡的機(jī)制 一、缺血致神經(jīng)細(xì)胞膜電位及離子濃度的變化二、谷氨酸神經(jīng)毒理論三、神經(jīng)元的DNA氧化損傷 四、細(xì)胞因子對(duì)缺血性神經(jīng)元的損傷作用五、缺血性神經(jīng)元的凋亡及其調(diào)節(jié) 19第二節(jié) 急性缺血性神經(jīng)細(xì)胞

8、損傷及其死亡的機(jī)制 一、缺血致神一、缺血致神經(jīng)細(xì)胞膜電位及離子濃度的變化腦缺血引起能量供給障礙，很快引起神經(jīng)細(xì)胞膜電位及細(xì)胞膜內(nèi)外離子濃度的變化。在缺血后15-90秒之內(nèi)，不同腦區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞膜電位變化不一，如海馬CA1和CA3區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞表現(xiàn)為先超極化，繼之去極化，而齒狀回的細(xì)胞則表現(xiàn)為去極化。 20一、缺血致神經(jīng)細(xì)胞膜電位及離子濃度的變化腦缺血引起能量供給障實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了去極化是與K通道功能傳導(dǎo)增加有關(guān)。 在神經(jīng)細(xì)胞缺氧的最初數(shù)分鐘內(nèi)，細(xì)胞膜內(nèi)外的大多數(shù)離子濃度差變化緩慢，但是K變化較為明顯，導(dǎo)致細(xì)胞膜產(chǎn)生去極化（-20mV），引起所謂的低氧性去極化反應(yīng)（anoxic depolariza

9、tion）。 當(dāng)缺氧達(dá)3-5分鐘時(shí)，細(xì)胞外K從3-9mM上升到50-80mM，伴細(xì)胞間隙中Na、Cl和Ca2的含量下降。此時(shí)細(xì)胞外Na為60-70mM，Cl75-90mM，Ca2 -0.1mM。 21實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了去極化是與K通道功能傳導(dǎo)增加有關(guān)。 23（一）鉀通道在缺氧性神經(jīng)元損傷中的作用參與缺氧損傷神經(jīng)元病理過程的主要鉀通道有ATP敏感鉀通道鈣依賴性鉀通道延遲外向鉀通道在缺氧性神經(jīng)元損傷中鈣依賴性鉀通道的作用比較復(fù)雜，ATP敏感鉀通道開放對(duì)神經(jīng)元具有保護(hù)作用，而延遲外向鉀通開放則導(dǎo)致神經(jīng)元發(fā)生凋亡。 22（一）鉀通道在缺氧性神經(jīng)元損傷中的作用24（二）鈉通道在缺氧性神經(jīng)元損傷中的作用 電

10、壓依賴性鈉通道可介導(dǎo)瞬態(tài)鈉電流和持續(xù)鈉電流兩種鈉電流。在缺氧情況下，這兩種鈉電流的變化對(duì)缺氧性神經(jīng)元損傷有截然相反的作用。 瞬態(tài)鈉電流降低對(duì)細(xì)胞可能具有保護(hù)作用。增加持續(xù)鈉電流將加劇細(xì)胞損傷。23（二）鈉通道在缺氧性神經(jīng)元損傷中的作用 25（三）鈣通道在缺氧性神經(jīng)元損傷中的作用Ca2+參與細(xì)胞表面生物電現(xiàn)象和細(xì)胞內(nèi)的生化過程。Ca2+內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，主要靠胞膜對(duì)Ca2+極低的通透性和依賴能量將鈣從細(xì)胞內(nèi)主動(dòng)排出（鈣泵）來維持。Ca2+的內(nèi)流主要通過電壓門控性鈣通道和受體啟動(dòng)的鈣通道，以及通過細(xì)胞內(nèi)第二信使的內(nèi)在機(jī)制和神經(jīng)遞質(zhì)的作用。 電壓門控性鈣通道可由受體啟動(dòng)的鈣通道來調(diào)控，而后者N-甲基-D型

11、天冬氨酸（NMDA）受體也受電壓依賴活動(dòng)的影響，細(xì)胞膜的Na+-Ca2+交換系統(tǒng)、線粒體膜鈣泵系統(tǒng)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)起了重要的調(diào)節(jié)作用。 24（三）鈣通道在缺氧性神經(jīng)元損傷中的作用26腦缺血缺氧后能量衰竭，ATP生成不足，電壓門控性鈣通道開放，細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加。缺血后細(xì)胞間隙釋放增多的谷氨酸作用于NMDA受體，激活受體啟動(dòng)的鈣通道，也引起Ca2+內(nèi)流。細(xì)胞興奮時(shí)，細(xì)胞內(nèi)腺苷酸環(huán)化酶的增加，鳥苷酸環(huán)化酶的降低，以及去甲腎上腺素的作用，使線粒體的Ca2+釋放，而已進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的Ca2+又激活細(xì)胞內(nèi)貯存的Ca2+使細(xì)胞內(nèi)Ca2+飽和。 25腦缺血缺氧后能量衰竭，ATP生成不足，電壓門控性鈣通道開放，

12、鈣內(nèi)流的影響： 當(dāng)腦血管平滑肌內(nèi)的Ca2+上升至一定濃度時(shí)，導(dǎo)致血管平滑肌收縮使血管痙攣，從而更減少了缺血后腦組織的CBF，加重了缺血。 游離的Ca2+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)造成細(xì)胞內(nèi)各種鈣依賴性酶反應(yīng)被無秩地激活，使細(xì)胞膜的磷脂被分解，產(chǎn)生游離脂肪酸引起細(xì)胞膜受損；而游離脂肪酸更激活前列腺素系統(tǒng)，促進(jìn)自由基產(chǎn)生，引起不可逆性細(xì)胞損害。 26鈣內(nèi)流的影響： 28細(xì)胞內(nèi)鈣超載是造成缺氧神經(jīng)元進(jìn)一步損傷和致死的重要環(huán)節(jié)。盡管大量的研究表明，細(xì)胞內(nèi)鈣超載是缺血性神經(jīng)元死亡的主要機(jī)制之一，但是早期的實(shí)驗(yàn)并沒證明鈣通道拮抗劑具有明顯的神經(jīng)元保護(hù)作用。其原因可能與藥物對(duì)離子通道蛋白的選擇性有關(guān)。 27細(xì)胞內(nèi)鈣超載是造

13、成缺氧神經(jīng)元進(jìn)一步損傷和致死的重要環(huán)節(jié)。盡管二、谷氨酸神經(jīng)毒理論（一）腦缺血致突觸間隙谷氨酸含量升高谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)。在正常情況下，谷氨酸在突觸間隙內(nèi)的含量維持是依賴于突觸前膜的正常釋放和神經(jīng)元與膠質(zhì)細(xì)胞的再攝取過程來完成的。 突觸間隙谷氨酸含量升高反映多種可能性，即釋放增加或再攝取障礙，或兩者兼有之。 28二、谷氨酸神經(jīng)毒理論（一）腦缺血致突觸間隙谷氨酸含量升高30（二）谷氦酸受體的興奮性與缺血性神經(jīng)元死亡腦缺血引起谷氨酸在突觸間隙的堆積，從 而過度興奮谷氨酸受體導(dǎo)致神經(jīng)元死亡。 谷氨酸受體的分類及其特性 離子型谷氨酸受體(ionotropic glutamate

14、receptors, or ligand-gated ion channels): NMDA（N-methyl-D-asparate）、AMPA（-amino-3-hydrosy-methyl-isoxazole-4-propionate）和KA（kainate）受體 代謝型谷氨酸受體（metabotropic glutamate receptors）：有8種亞型，為mGluR1-8 。29（二）谷氦酸受體的興奮性與缺血性神經(jīng)元死亡31圖4-1 離子型及代謝型谷氨酸受體分類及其作用方式示意圖 30圖4-1 離子型及代謝型谷氨酸受體分類及其作用方式示意圖 31.代謝型谷氨酸受體：可分為三類：第一

15、類由mGluR1和mGluR5組成(激活PKC)；第二類由mGluR2和mGluR3組成；第三類由mGluR4、mGluR6、mGluR7和mGluR8組成。 mGluR分布于突觸前和突觸后膜上，功能研究表明，mGluR激動(dòng)劑本身沒有明顯的神經(jīng)細(xì)胞毒的作用，但可通過激活PKC的活性，調(diào)節(jié)離子型谷氨酸受體激動(dòng)劑的毒性作用。 311.代謝型谷氨酸受體：332.離子型谷氨酸受體 （1）AMPA受體： AMPA受體在腦內(nèi)分布廣泛，其分布區(qū)域與NMDA較一致。AMPA受體興奮后，主要參與突觸后膜興奮性電位的快速反應(yīng)過程。當(dāng)AMPA受體興奮時(shí)，其中GluR1、GluR3和GluR4亞單位參與細(xì)胞膜對(duì)鈣離子

16、的高通透性作用，而GluR2則相反。GluR2的存在具有抑制AMPA受體興奮所引起的鈣通道打開作用。 GluR2在腦內(nèi)的分布量很高，并具有抑制鈣離子通道的通透作用。此外，藥物引起AMPA受體興奮時(shí)，該受體會(huì)產(chǎn)生快速的去敏反應(yīng)。AMPA受體GluR2的這些生物學(xué)特性都有助于降低谷氨酸興奮性神經(jīng)毒的作用。 322.離子型谷氨酸受體 34（2）KA受體：KA受體在中樞神經(jīng)內(nèi)分布較集中，僅分布于海馬、下丘腦和小腦顆粒細(xì)胞層等。KA受體由3個(gè)亞單位構(gòu)成，它們分別是GluR5、GluR6和GluR7。由于缺少特異的KA受體激動(dòng)劑或拮杭劑，因此對(duì)KA受體的功能研究相對(duì)較少。 33（2）KA受體：KA受體在中

17、樞神經(jīng)內(nèi)分布較集中，僅分布于海馬（3）NMDA受體：NMDA受體在腦內(nèi)分布廣泛。在正常情況下，NMDA受體參與認(rèn)知、學(xué)習(xí)和記憶功能。 NMDA受體由二組亞單位構(gòu)成，即NR1和NR2， NMDA受體是以NR1和NR2復(fù)合形式行使其功能， NR1亞單位可能是NMDA受體發(fā)揮生物效應(yīng)的必需結(jié)構(gòu)蛋白，而NR2亞單位被認(rèn)為是NMDA受體的調(diào)節(jié)蛋白。34（3）NMDA受體：NMDA受體在腦內(nèi)分布廣泛。在正常情況下在NMDA受體上，至少有5個(gè)不同的調(diào)節(jié)部位，如NMDA受體激動(dòng)劑谷氨酸結(jié)合部位（agonist glutamate binding site）、甘氨酸結(jié)合部位（co-agonist glycine

18、 binding site）、PCP結(jié)合部位、電壓依賴Mg2結(jié)合部位（voltage-dependent Mg2site）、Zn2+結(jié)合部位（Zn2+ site）。其中Mg2，Zn2+，PCP具有抑制NMDA受體興奮性作用，而甘氨酸則可增強(qiáng)NMDA受體激動(dòng)劑的反應(yīng)性 。 NMDA受體興奮后，打開配體門控離子通道，使細(xì)胞外鈣流入胞內(nèi)，鈣的內(nèi)流參與了NMDA受體興奮性傳遞作用，同時(shí)也是造成谷氨酸細(xì)胞毒的主要機(jī)制之一。35在NMDA受體上，至少有5個(gè)不同的調(diào)節(jié)部位，如NMDA受體激（4）谷氨酸受體阻斷劑在缺血性神經(jīng)元損傷中的保護(hù)作用 在缺血性神經(jīng)細(xì)胞死亡過程中，谷氨酸受體中以NMDA受體的作用最為突

19、出。采用NMDA受體競(jìng)爭(zhēng)性和非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑，甘氨酸拮抗劑，多胺拮抗劑，二價(jià)離子如Mg2+和Zn2+均可以在不同程度上阻止缺血性神經(jīng)元的死亡。 AMPA/KA受體拮抗劑在腦缺血神經(jīng)元損傷中也具有神經(jīng)保護(hù)作用。 36（4）谷氨酸受體阻斷劑在缺血性神經(jīng)元損傷中的保護(hù)作用 38（三）谷氨酸載體參與缺血性神經(jīng)元損傷病理反應(yīng) 谷氨酸的代謝主要依賴谷氨酸載體的再攝取。腦缺血后，缺血邊緣腦區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞上谷氨酸載體再攝取活性增加，表達(dá)均增加，包括神經(jīng)膠質(zhì)和神經(jīng)元，這很可能作為一種機(jī)體的自身保護(hù)機(jī)制參與該病理反應(yīng)過程。 若采用藥物抑制谷氨酸載體的活性，或者用反義寡核苷酸阻斷谷氨酸載體的蛋白生物合成，則明顯地加劇腦

20、缺血后引起的神經(jīng)元死亡和擴(kuò)大缺血性腦梗死灶。 37（三）谷氨酸載體參與缺血性神經(jīng)元損傷病理反應(yīng) 39（四）谷氨酸興奮性神經(jīng)毒的分子機(jī)制包括細(xì)胞受體離子通道、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)、胞內(nèi)核因子、DNA的修復(fù)過程等環(huán)節(jié)。 38（四）谷氨酸興奮性神經(jīng)毒的分子機(jī)制40谷氨酸與NMDA受體結(jié)合后，打開Ca2+通道，使細(xì)胞外Ca2+進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)可直接產(chǎn)生超氧陰離子(O2-)，Ca2+與鈣調(diào)蛋白（calmodulin, CaM）結(jié)合，一方面激活一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)活性，另一方面激活鈣神經(jīng)素（calcineurin），后者使NOS去磷酸化進(jìn)一步激活NOS，從而產(chǎn)生的N

21、O-，O2-和NO-結(jié)合形成ONOO-，后者可造成DNA損傷和抑制線粒體的呼吸鏈功能，產(chǎn)生ATP功能障礙，使細(xì)胞內(nèi)一些ATP依賴泵功能障礙，同時(shí)使體內(nèi)的自由基大量生成，尤其是羥自由基（OH），后者可攻擊核苷酸，造成DNA損傷。損傷的DNA激活PARS（poly ADP-ribosesynthase），加劇能量耗竭，最終導(dǎo)致神經(jīng)元死亡。同時(shí)損傷的DNA可以激活細(xì)胞內(nèi)的自身修復(fù)機(jī)制。當(dāng)修復(fù)能力大于損傷時(shí)，細(xì)胞得以存活，反之，細(xì)胞則死亡。39谷氨酸與NMDA受體結(jié)合后，打開Ca2+通道，使細(xì)胞外Ca2圖4-2 谷氨酸神經(jīng)毒作用機(jī)制示意圖 40圖4-2 谷氨酸神經(jīng)毒作用機(jī)制示意圖 424143三、神經(jīng)

22、元的DNA氧化損傷 大腦是人體所有臟器中代謝速率最高的器官，其代謝所需的能量主要由氧化代謝產(chǎn)生。然而，氧化代謝過程中會(huì)產(chǎn)生各種活性氧自由基（reactive oxygen species, ROS），后者將攻擊細(xì)胞內(nèi)的蛋白、脂質(zhì)及核苷酸等成分，造成氧化應(yīng)激損傷，其中以核苷酸或DNA損傷較為突出。 正常細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生的DNA損傷可以通過自身修復(fù)被完全消除。 在腦損傷或異常的情況下，DNA的氧化損傷程度加劇，大大超過自身正常的修復(fù)能力，造成神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)損傷DNA的堆積，從而使細(xì)胞退化或死亡。 42三、神經(jīng)元的DNA氧化損傷 大腦是人體所有臟器中代謝速率最高（一）自由基的正常代謝 自由基是指外層軌

23、道具有不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)、離子和分子。自由基廣泛存在于各種生物體內(nèi)，它異常活潑，可與生物大分子，特別是細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸反應(yīng)，形成脂質(zhì)過氧化物（LPO）破壞生物膜。生物體內(nèi)的自由基以含氧自由基為主，主要包括：超氧陰離子（O2-）、羥自由基（OH）、單線態(tài)氧（1O2）、一氧化氮（NO）等。正常情況下腦組織清除自由基靠?jī)蓚€(gè)方面，即酶和天然的抗氧化劑。 43（一）自由基的正常代謝 45（二）自由基參與缺血性神經(jīng)細(xì)胞損傷的病理過程 腦缺血再灌注腦內(nèi)產(chǎn)生大量自由基。其中OH是活性最高、毒性最大的一種自由基，而且其它多種自由基也可最終生成OH而發(fā)揮其毒性作用。 1.缺血損傷腦內(nèi)自由基的生成途徑：

24、（1）黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)的活化：ATP 降解 次黃嘌呤黃嘌呤氧化酶 黃嘌呤+尿酸+O2- 此途徑是缺血再灌注后產(chǎn)生自由基的主要途徑，生成的O2-可以在金屬離子的催化下生成毒性更大的OH。 44（二）自由基參與缺血性神經(jīng)細(xì)胞損傷的病理過程 46（2）花生四烯酸的代謝：膜磷脂 降解 花生四烯酸(AA)環(huán)氧化酶/脂氧化酶前列腺素(PGs)/白三烯(LTs)+O2- （3）NO途徑：鈣升高間接激活NO合酶的活性，生成NO。在缺血再灌中由于大量超氧化物的生成，NO可以與之反應(yīng) ，具有毒性。 （4）吞噬細(xì)胞的呼吸鏈代謝：吞噬細(xì)胞對(duì)氧的攝取量增加，細(xì)胞中NADPH氧化酶活性增高，將O2還原為O2- 。 （5）

25、其它：線粒體與微粒體可以將小部分的O2還原為O2- 。兒茶酚胺類遞質(zhì)自身氧化的同時(shí)也形成自由基。 45（2）花生四烯酸的代謝：472.缺血損傷時(shí)腦內(nèi)的DNA氧化損傷 在生理?xiàng)l件下，由于腦代謝過程中產(chǎn)生大量自由基ROS。后者通過DNA鏈間或DNA與蛋白質(zhì)之間的交鏈反應(yīng)，或通過對(duì)核苷酸堿基的化學(xué)修飾，從而使DNA鏈的單鏈和雙鏈斷裂，或糖苷鍵的裂解等造成細(xì)胞的DNA氧化損傷。 462.缺血損傷時(shí)腦內(nèi)的DNA氧化損傷 48圖4-3 DNA氧化損傷產(chǎn)生的主要部位示意圖OH和活性氧簇攻擊鄰近DNA可形成：（1）攻擊堿基引起堿基損傷；（2）攻擊糖苷鍵產(chǎn)生AP位點(diǎn)損傷；（3）攻擊磷酸鍵引起DNA鍵斷裂，可發(fā)生

26、在3-OH末端（3a）或3-PO4末端（3b）；（4）攻擊核糖產(chǎn)生3-PG末端損傷 47圖4-3 DNA氧化損傷產(chǎn)生的主要部位示意圖49正常腦內(nèi)每時(shí)每刻都有大量的DNA的損傷和修復(fù)的存在，大腦有強(qiáng)大的DNA的修復(fù)能力以及對(duì)DNA損傷的耐受性。短暫腦缺血后，腦內(nèi)氧化DNA損傷可增加5倍以上，而DNA修復(fù)活性僅增加約3倍，再灌3小時(shí)后僅有85左右的氧化DNA損傷可被消除。因此，氧化DNA損傷的形成大大超過了DNA的修復(fù)能力，成為腦缺血性神經(jīng)元死亡的病理原因之一。在體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ROS可以誘發(fā)氧化DNA損傷的類型約達(dá)100種。如果這類損傷得不到及時(shí)的修復(fù)，將在轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過程中引起鏈延長(zhǎng)終止或編碼屬性

27、的改變，則將造成神經(jīng)細(xì)胞的退行性變或突變。48正常腦內(nèi)每時(shí)每刻都有大量的DNA的損傷和修復(fù)的存在，大腦有強(qiáng)圖4-4 氧化應(yīng)激損傷時(shí)腦內(nèi)核苷酸損傷的常見類型 49圖4-4 氧化應(yīng)激損傷時(shí)腦內(nèi)核苷酸損傷的常見類型 51四、細(xì)胞因子對(duì)缺血性神經(jīng)元的損傷作用細(xì)胞因子（cytokines）是一個(gè)存在體內(nèi)自然產(chǎn)生的蛋白，包括白介素-1（interleukin-1, IL-1）和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor, TNF）等。它參與細(xì)胞的感染、炎癥、自身免疫、外傷或缺血損傷后的防御反應(yīng)。50四、細(xì)胞因子對(duì)缺血性神經(jīng)元的損傷作用細(xì)胞因子（cytokin大腦中動(dòng)脈主干閉塞：表現(xiàn)為對(duì)側(cè)偏癱

28、、偏身感覺障礙和偏盲?？煞譃槿悾旱谝活愑蒻GluR1和mGluR5組成(激活PKC)；在出生以后腦內(nèi)神經(jīng)元的數(shù)目和類型就不再發(fā)生變化；同時(shí)損傷的DNA可以激活細(xì)胞內(nèi)的自身修復(fù)機(jī)制。KA受體由3個(gè)亞單位構(gòu)成，它們分別是GluR5、GluR6和GluR7。bcl-2具有很明顯的神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用。突觸間隙谷氨酸含量升高反映多種可能性，即釋放增加或再攝取障礙，或兩者兼有之。二、腦梗死的臨床表現(xiàn)梗死的邊緣區(qū)又稱為半影區(qū)（penumbra）。mGluR分布于突觸前和突觸后膜上，功能研究表明，mGluR激動(dòng)劑本身沒有明顯的神經(jīng)細(xì)胞毒的作用，但可通過激活PKC的活性，調(diào)節(jié)離子型谷氨酸受體激動(dòng)劑的毒性作用。a

29、ctin被降解時(shí)DNAase I活性也增加，使DNA的雙鏈斷裂，造成細(xì)胞及細(xì)胞核的破壞。如果這類損傷得不到及時(shí)的修復(fù)，將在轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過程中引起鏈延長(zhǎng)終止或編碼屬性的改變，則將造成神經(jīng)細(xì)胞的退行性變或突變。腦缺血后引起腦內(nèi)谷氨酸生物轉(zhuǎn)換功能加強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)Ca2超載，自由基大量生成，造成DNA損傷，最終導(dǎo)致缺血神經(jīng)元的死亡。凋亡細(xì)胞具有其自身的病理特征，根據(jù)其特征可采用相應(yīng)的研究手段加以觀察 ：谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)。IL-1可能通過caspase及iNOS-NO介導(dǎo)通路發(fā)揮其生物效應(yīng) 。（一）白介素-1及其受體 IL-1分為IL-1與IL-1兩種。相似處：分子量、結(jié)構(gòu)、生物活性

30、。不同處：它們分別來源于兩個(gè)不同的前體基因 。生物合成后的IL-1大部分仍保持膜結(jié)合特性；而IL -1則分泌發(fā)揮作用，IL-1通過與靶細(xì)胞表面的特異受體結(jié)合來發(fā)揮活性。IL-1原（pro-interleukin-1）本身是無活性的前體，通過白介素-1轉(zhuǎn)換酶（interleukin-1 converting enzyme, ICE）的水解形成有活性的IL-1。 51大腦中動(dòng)脈主干閉塞：表現(xiàn)為對(duì)側(cè)偏癱、偏身感覺障礙和偏盲。（一IL-1受體可分為兩種，即I型與型。結(jié)構(gòu)：均含胞內(nèi)和胞外結(jié)構(gòu)兩部分。兩種受體的胞外結(jié)構(gòu)均含有三個(gè)免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域，而胞內(nèi)結(jié)構(gòu)具有很大的差異。 功能：IL-1 I型受體興奮時(shí)

31、，激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮作用 ；IL-1 型受體對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路無作用，但具有抑制IL-1的生物活性作用。 分布：這兩種受體的分布并不完全一樣，具有動(dòng)物的分布差異，如IL-1受體主要分布在小鼠，而IL-1受體則主要在大鼠。52IL-1受體可分為兩種，即I型與型。54（二）白介素-1作用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及其與神經(jīng)損傷細(xì)胞因子與其受體結(jié)合可激活胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 ，包括誘導(dǎo)磷脂水解，細(xì)胞內(nèi)腺苷酸環(huán)化酶升高，蛋白酪氨酸磷酸化；IL-1還可激活磷酸質(zhì)酯酶，特異地通過神經(jīng)鞘磷脂（sphingomyeline）產(chǎn)生神經(jīng)酰胺（ceramide）；IL-1可能通過caspase及iNOS-NO介導(dǎo)通路發(fā)揮其生物效應(yīng)

32、。53（二）白介素-1作用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及其與神經(jīng)損傷55圖4-5 白介素-l作用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路示意圖54圖4-5 白介素-l作用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路示意圖56 IL-1在神經(jīng)細(xì)胞損傷和保護(hù)方面的調(diào)節(jié)作用 ：整體研究：缺血損傷時(shí)腦內(nèi)IL-1的高表達(dá)可能不利于神經(jīng)元的保護(hù)效應(yīng)。 離體研究：離體神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)的研究則獲得完全相反的結(jié)果。 離體及整體實(shí)驗(yàn)研究的矛盾結(jié)果提示，IL-1的直接和間接作用機(jī)制具有很大的差異，其原因更有待于深人研究。 55 IL-1在神經(jīng)細(xì)胞損傷和保護(hù)方面的調(diào)節(jié)作用 ：57五、缺血性神經(jīng)元的凋亡及其調(diào)節(jié)在形態(tài)、生化、細(xì)胞和分子生物學(xué)各方面的研究證明，缺血損傷的神經(jīng)元死亡方式，不僅僅是

33、壞死，也存在凋亡。一般認(rèn)為，腦缺血引起的急性期神經(jīng)元死亡是以壞死（necrosis）為主，而繼發(fā)性死亡（secondary neuronal death）或遲發(fā)性死亡（delayed neuronal death）則以凋亡為主，前者發(fā)生在缺血后較早的中心區(qū)，后者多發(fā)生在缺血幾天以后的半暗區(qū)。56五、缺血性神經(jīng)元的凋亡及其調(diào)節(jié)在形態(tài)、生化、細(xì)胞和分子生物學(xué)TTC染色示局部腦缺血57TTC染色示局部腦缺血59細(xì)胞凋亡（apoptosis）：是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死不同，細(xì)胞凋亡不是一件被動(dòng)的過程，而是主動(dòng)過程，它涉及一系列基因的激活、表達(dá)以及調(diào)控等

34、的作用；它在生理及病理?xiàng)l件下均存在。細(xì)胞發(fā)生凋亡時(shí)，就像樹葉或花的自然凋落一樣，對(duì)于這種生物學(xué)觀察，借用希臘“Apoptosis”來表示，意思是像樹葉或花的自然凋落，可譯為細(xì)胞凋亡。58細(xì)胞凋亡（apoptosis）：是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因（一）缺血性神經(jīng)元的凋亡現(xiàn)象 凋亡細(xì)胞具有其自身的病理特征，根據(jù)其特征可采用相應(yīng)的研究手段加以觀察 ：用凝膠電泳的技術(shù)可觀察到典型的梯形條帶，以反映組織中DNA斷裂的情況； 用3-末端標(biāo)記的原位雜交技術(shù)觀察TUNEL染色陽性細(xì)胞，以反映細(xì)胞內(nèi)DNA的斷裂； 用不同的組織染色法結(jié)合電鏡或光鏡觀察技術(shù)，可以反映細(xì)胞核膜情況、核仁破裂及凋亡小體； 用特異性標(biāo)

35、記的手段可觀察有關(guān)凋亡因子的變化。 許多實(shí)驗(yàn)研究從形態(tài)、生化和功能分析不同角度都表明缺血后確實(shí)存在神經(jīng)元的凋亡過程。 59（一）缺血性神經(jīng)元的凋亡現(xiàn)象61凝膠電泳顯示凋亡細(xì)胞DNA片段lane A:對(duì)照組; lane 肢體缺血組; lane C:腦缺血組; lane D: LIP group60凝膠電泳顯示凋亡細(xì)胞DNA片段lane A:對(duì)照組; laTUNEL染色神經(jīng)元細(xì)胞凋亡細(xì)胞(細(xì)箭頭)，壞死細(xì)胞(粗箭頭)40061TUNEL染色神經(jīng)元細(xì)胞凋亡細(xì)胞(細(xì)箭頭)，壞死細(xì)胞(粗箭腦缺血海馬CA1區(qū)染色A: Caspase-3免疫染色200B: Caspase-3 mRNA原位雜交200 62腦

36、缺血海馬CA1區(qū)染色A: Caspase-3免疫染色2CA1區(qū)bax陽性神經(jīng)元200CA3區(qū)bcl-2陽性神經(jīng)元20063CA1區(qū)bax陽性神經(jīng)元200CA3區(qū)bcl-2陽性神經(jīng)元（二）參與缺血性神經(jīng)元凋亡的因子細(xì)胞的凋亡被認(rèn)為是一個(gè)主動(dòng)過程，是通過合成某些新的蛋白質(zhì)而實(shí)現(xiàn)的。目前認(rèn)為，參與這些調(diào)轉(zhuǎn)的內(nèi)部因子很多。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，參與缺血性神經(jīng)細(xì)胞凋亡基因研究最多的可概括成兩大類：即bcl-2家族和Caspases家族。其他還包括p53，NF-B等。 64（二）參與缺血性神經(jīng)元凋亡的因子66 1.Caspases族調(diào)亡基因Caspases作為半胱氨酸(cysteine)蛋白水解酶，使無活性的P

37、ro-IL-1（Pro-interleukin-1）水解成有活性的IL-1，因此曾具有ICE（即白介素-1轉(zhuǎn)換酶, interleukin-1 converting enzyme）之稱。Caspases還可特意地水解Asp-X肽鏈，形成大小不等的有生物活性的片段，從而行使或執(zhí)行凋亡指令。Caspeses本身有以酶原的形式存在于體內(nèi)，又可作為這類酶的底物被水解成有生物活性的蛋白分子。根據(jù)其生物特性命名為cysteine aspartate-specific proteinases簡(jiǎn)稱Caspases。目前認(rèn)為Caspases主要有Caspasesl-10共10種。 65 1.Caspases族調(diào)

38、亡基因67表4-1 Caspases的命名及其底物和酶抑制劑66表4-1 Caspases的命名及其底物和酶抑制劑68采用基因敲除或基因突變的技術(shù)研究表明，Caspases在凋亡過程中各自行使其不同的作用。其中Ced-3及Ced-4是最早被發(fā)現(xiàn)并證明具有促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用的基因，而Ced-9則是最早被發(fā)現(xiàn)的具有抑制凋亡作用的基因。 根據(jù)表4-1可以看出，很多酶的底物本身參與DNA的修復(fù)或RNA的合成作用。不難理解當(dāng)這些底物在酶的催化下裂解而喪失原有的修復(fù)功能，進(jìn)一步加劇細(xì)胞的損傷。又由于這些底物多分布于細(xì)胞核上，當(dāng)自身降解后往往導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)學(xué)上的變化，包括染色體濃縮及DNA斷裂的片段形成。 67

39、采用基因敲除或基因突變的技術(shù)研究表明，Caspases在凋亡圖4-6 Caspases基因線蟲細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)作用示意圖采用基因突變技術(shù)研究提出細(xì)胞凋亡過程可分成四個(gè)階段，即死亡決定期(decision to die)；死亡執(zhí)行期(execution to death)；死亡細(xì)胞清理期(engulfment)及死亡細(xì)胞消化期(degradation)。Caspases及有關(guān)基因作用在第一期，僅引起少數(shù)細(xì)胞凋亡，而作用在以后的三期內(nèi)則導(dǎo)致所有細(xì)胞的凋亡。 68圖4-6 Caspases基因線蟲細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)作用示意圖7具有修復(fù)作用的底物主要有： （1）PARP是DNA修復(fù)酶：參加由p53誘導(dǎo)的DN

40、A鏈斷裂的修復(fù)。PARP被Caspases-1，4，6，7分別酶解后，其DNA的修復(fù)作用也被阻止。 （2）DNA-PK（DNA-dependent protein kinase）：主要DNA采納于雙鏈斷裂的修復(fù)。當(dāng)Caspases-3酶活性增加使DNA-PK的活性消失，導(dǎo)致細(xì)胞損傷后DNA的修復(fù)能力的抑制。 69具有修復(fù)作用的底物主要有： 71 （3）actin：是重要的細(xì)胞骨架蛋白。actin被降解時(shí)DNAase I活性也增加，使DNA的雙鏈斷裂，造成細(xì)胞及細(xì)胞核的破壞。 （4）lamins：是細(xì)胞核骨架蛋白，抑制lamins降解對(duì)染色體濃縮無作用，但是可以預(yù)防細(xì)胞核的皺縮及DNA的斷裂。

41、（5）hn RNP(heteronuclear ribonucleoproteins)：參與RNA的延長(zhǎng)和蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄過程，從而抑制凋亡的啟動(dòng)。但是，當(dāng)Caspases降解hn RNP后，hn RNP的這一作用遭到破壞。70 （3）actin：是重要的細(xì)胞骨架蛋白。actin被降解時(shí)2.腦缺血后神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Caspases活性變化與神經(jīng)元存亡的相關(guān)分析 Caspases-1酶原(proenzyme) 水解(Caspase-l、3參與) 有活性的Caspase-1(白介素-1轉(zhuǎn)化酶, ICE) 水解Pro-IL-1 有生物活性的小分子IL-1，參與炎癥及細(xì)胞凋亡導(dǎo)致缺血后神經(jīng)細(xì)胞的死亡。腦缺血后，

42、腦內(nèi)的IL-1增加；腦內(nèi)ICE及IL-1 mRNA和Caspases-1及Caspases-3的表達(dá)均增加；Caspases-1mRNA及Caspases-3mRNA的表達(dá)增加。712.腦缺血后神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Caspases活性變化與神經(jīng)元存亡的Caspases參與凋亡調(diào)節(jié)： 用Caspases酶活性抑制劑z-VAD可明顯地抑制腦缺血所引起的ICE和IL-1變化，以及DNA的降解作用； 用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物觀察到抑制神經(jīng)元內(nèi)Caspases-1表達(dá)或ICE基因突變后，不僅縮小腦缺血引起的腦梗塞灶，而且減輕神經(jīng)功能障礙；采用非選擇性Caspase抑制劑及相對(duì)選擇性Caspase-1及Caspase-3抑制劑

43、，研究結(jié)果兩者均有明顯的腦保護(hù)作用，包括縮小缺血性腦梗塞體積和減輕神經(jīng)功能的退化。Caspase基因參與了缺血后的神經(jīng)元凋亡過程，IL-1不僅參與炎癥性神經(jīng)元的死亡，而且也參與凋亡過程。 72Caspases參與凋亡調(diào)節(jié)： 743.Bcl-2基因族調(diào)亡抑制因子及其促進(jìn)因子Bcl-2是由一族蛋白質(zhì)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)上均含兩個(gè)以上結(jié)合區(qū)，即BH1，BH2或BH3，功能上又將bcl-2族蛋白分成凋亡誘導(dǎo)因子（apoptosis inducers）包括bax，bcl-x5，bad，bak，bik，以及凋亡抑制因子（apoptosis inhibitors）如bcl-2，bcl-xl，mcl-1。 Bcl-2

44、對(duì)正常細(xì)胞的功能和代謝幾乎無明顯影響，但對(duì)病理性細(xì)胞的凋亡具有一定的抑制作用。 733.Bcl-2基因族調(diào)亡抑制因子及其促進(jìn)因子75這族蛋白的功能通常以二聚體蛋白存在的形式而決定。當(dāng)bcl-2與bcl-2的二聚體形式存在時(shí)，則發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡的生理功能，而當(dāng)bcl-2與bax，或bcl-2與bad形成二聚體后，則bcl-2的抑制凋亡作用被取消，從而促進(jìn)凋亡發(fā)生。 BH1和BH2與bcl-2二聚體蛋白形成有關(guān)，而BH3則對(duì)bax，bak及bip二聚體形成有重要意義，因此被認(rèn)為具有促進(jìn)凋亡作用的結(jié)合區(qū)。 bcl-2蛋白的磷酸化可以影響其功能和細(xì)胞內(nèi)分布。 74這族蛋白的功能通常以二聚體蛋白存在的形

45、式而決定。當(dāng)bcl-2bcl-2抑制細(xì)胞凋亡的機(jī)制：抑制細(xì)胞膜上脂質(zhì)過氧化物的形成，從而阻止氧化應(yīng)激導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。 對(duì)線粒體膜通透性的調(diào)節(jié)。在凋亡過程中bcl-2可穩(wěn)定線粒體功能，提高細(xì)胞對(duì)缺血損傷的耐受能力。抑制線粒體釋放細(xì)胞色素c。抑制Ced-4致細(xì)胞凋亡作用。在研究Caspases的凋亡機(jī)制中，最最常用的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪荂.elegans線蟲。75bcl-2抑制細(xì)胞凋亡的機(jī)制：774.Bcl-2對(duì)缺血性神經(jīng)元的保護(hù)作用 bcl-2具有很明顯的神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用。雖然，bcl-2在腦缺血中的作用研究得還是很初步的，但是其結(jié)果已經(jīng)顯示bc1-2在阻止損傷性神經(jīng)元死亡中起相當(dāng)重要的作用。 在全腦缺血

46、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型上觀察到，缺血后導(dǎo)致海馬CA1區(qū)的神經(jīng)元死亡，而海馬CA3區(qū)和齒狀回的神經(jīng)元仍然存活。bcl-2僅表達(dá)在海馬CA3區(qū)和齒狀回的存活的神經(jīng)元上，而bax凋亡基因則表達(dá)在海馬CA1區(qū)注定要死亡的神經(jīng)元上； 用NMDA受體拮抗劑可以明顯地增加缺血的邊緣區(qū)bc1-2蛋白表達(dá)，同時(shí)增加該區(qū)域存活的神經(jīng)元；764.Bcl-2對(duì)缺血性神經(jīng)元的保護(hù)作用 78采用抗自由基的處理，使缺血再灌注區(qū)羥自由基生成量減少，bcl-2表達(dá)陽性的細(xì)胞明顯增加，同時(shí)產(chǎn)生顯著的細(xì)胞保護(hù)作用；轉(zhuǎn)基因動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證明，bcl-2的過量表達(dá)可以預(yù)防缺血引起的神經(jīng)元的凋亡；在培養(yǎng)的神經(jīng)元上所進(jìn)行的研究表明，使bcl-2高表達(dá)

47、的神經(jīng)元具有抵抗谷氨酸神經(jīng)毒、高鈣或自由基堆積致細(xì)胞死亡的作用。從整體和離體不同水平、不同角度說明bcl-2在缺血性神經(jīng)元損傷中具有一定的細(xì)胞保護(hù)作用，但是 bcl-2在腦缺血中的神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。77采用抗自由基的處理，使缺血再灌注區(qū)羥自由基生成量減少，bc（三）缺血神經(jīng)元凋亡的線粒體機(jī)制 線粒體在缺血性神經(jīng)元凋亡過程中起十分關(guān)鍵的作用，許多參與凋亡調(diào)節(jié)的因子分布在線粒體，或由線粒體調(diào)節(jié)釋放。 缺血損傷時(shí)，自由基堆積，產(chǎn)生DNA的氧化損傷。誘導(dǎo)和激活了細(xì)胞內(nèi)參與凋亡的途徑中的各種因子（bcl-2二聚體解聚，激活了bax或bid），線粒體膜電位超常去極化，釋放線粒體釋放蛋白（如細(xì)

48、胞色素C、凋亡誘導(dǎo)因子AIF和smac/DIALO蛋白），以不同的作用方式發(fā)揮其促凋亡的作用。 78（三）缺血神經(jīng)元凋亡的線粒體機(jī)制 80當(dāng)Cyt C釋放后，以2:1的形式與Apaf蛋白形成復(fù)合體，后者使無活性的caspase-9水解形成有活性的caspase-9，繼而形成Cyt C-Apaf-caspase-9復(fù)合體，從而激活caspase-3；當(dāng)活化的smac/DIALO蛋白從線粒體釋放后，其N-末端與凋亡抑制蛋白（apoptosis inhibiting protein, AIP）結(jié)合，從而取消AIP對(duì)caspase-9和caspase -3的抑制效應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡；AIF是一種線粒體釋

49、放的caspases非依賴的凋亡誘導(dǎo)相關(guān)蛋白 。79當(dāng)Cyt C釋放后，以2:1的形式與Apaf蛋白形成復(fù)合體，圖4-7 缺血損傷神經(jīng)細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)通路示意圖80圖4-7 缺血損傷神經(jīng)細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)通路示意圖82第三節(jié) 神經(jīng)細(xì)胞的內(nèi)源性保護(hù) 腦缺血后引起腦內(nèi)谷氨酸生物轉(zhuǎn)換功能加強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)Ca2超載，自由基大量生成，造成DNA損傷，最終導(dǎo)致缺血神經(jīng)元的死亡。當(dāng)機(jī)體受到各種有害侵襲時(shí)，往往會(huì)有一些內(nèi)源性保護(hù)反應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)體的自身保護(hù)。目前已經(jīng)了解到腦內(nèi)存在一些自身保護(hù)機(jī)制。概括地講，這些機(jī)制主要包括內(nèi)源性保護(hù)因子和內(nèi)源性修復(fù)兩大方面。 81第三節(jié) 神經(jīng)細(xì)胞的內(nèi)源性保護(hù) 腦缺血后引起腦內(nèi)谷氨酸生物轉(zhuǎn)一、

50、內(nèi)源性保護(hù)因子 當(dāng)大腦受到各種損傷時(shí)，腦內(nèi)除激活誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的因子分泌外，同時(shí)激活腦內(nèi)的保護(hù)因子。這些內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)因子包括神經(jīng)營養(yǎng)因子，抗氧化防御系統(tǒng)中的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、谷胱甘肽過氧化物（glutathione peroxidase）、金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)合蛋白、抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA、腺苷、細(xì)胞因子中的內(nèi)源性IL-1拮抗劑、IL-10、熱休克蛋白、雌激素、谷氨酸受體GluR2亞型、谷氨酸載體以及凋亡抑制因子等。當(dāng)它們的功能加強(qiáng)時(shí)，具有明顯的神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)效應(yīng)。 82一、內(nèi)源性保護(hù)因子 84二、內(nèi)源性修復(fù)機(jī)制（一）缺血損傷神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)DNA的修復(fù)D

51、NA修復(fù)機(jī)制及其通路十分復(fù)雜。DNA的修復(fù)通路大致分為以下幾種：一步反應(yīng)修復(fù)和多步反應(yīng)修復(fù)。 多步反應(yīng)修復(fù)包括堿基切除修復(fù)、核苷酸切除修復(fù)和雙鏈DNA損傷修復(fù)。這類DNA的修復(fù)往往需要許多蛋白和酶的參與（包括參與DNA雙鏈斷裂識(shí)別的蛋白、參與剪切修復(fù)的復(fù)合蛋白和雙螺旋蛋白等 ），并形成有功能的復(fù)合體共同配合修復(fù)。 DNA損傷后，其損傷區(qū)首先被識(shí)別，而后被剪切剔除，再行缺口修補(bǔ)、連接等步驟。 83二、內(nèi)源性修復(fù)機(jī)制85缺血損傷時(shí)腦內(nèi)DNA修復(fù)功能加強(qiáng)，表現(xiàn)在早期DNA的摻入增加、多種DNA的修復(fù)因子表達(dá)功能加強(qiáng)（包括剪切修復(fù)和轉(zhuǎn)錄修復(fù)因子）。 動(dòng)物個(gè)體間的DNA修復(fù)能力有很大的差異，但是細(xì)胞核和線粒體內(nèi)都存在DNA氧化損傷及其修復(fù)，而且其修復(fù)速率是基本相同的。 神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的DNA究竟是如何修復(fù)的還有待進(jìn)一步解決。 84缺血損傷時(shí)腦內(nèi)DNA修復(fù)功能加強(qiáng)，表現(xiàn)在早期DNA的摻入增加（二）神經(jīng)元的再生修復(fù) 長(zhǎng)期以來人們一直認(rèn)為成年哺乳動(dòng)物的腦在生理情況下是一個(gè)極其穩(wěn)定的器官。在出生以后腦內(nèi)神經(jīng)元的數(shù)目和類型就不再發(fā)生變化；受到損傷后，腦內(nèi)神經(jīng)元的數(shù)目只會(huì)減少進(jìn)而導(dǎo)致腦的功能受損。 然而近半個(gè)世紀(jì)來的研究表明，成年哺乳動(dòng)物的腦同