Mg2+對兔腦繼發(fā)性腦損傷中細(xì)胞凋亡影響的實(shí)驗(yàn)研究

張琦輝+董世節(jié)+黎志迪+李華曉+王士強(qiáng)

[摘要] 目的 探討Mg2+對兔腦繼發(fā)性腦損傷中細(xì)胞凋亡影響的實(shí)驗(yàn)情況。 方法 選擇新西蘭大白兔50只，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組、對照組和假手術(shù)組，實(shí)驗(yàn)組及對照組各20只，假手術(shù)組10只；實(shí)驗(yàn)組及對照組動物在腦外傷后早期靜脈使用硫酸鎂后，通過對挫傷灶周圍腦組織的病理學(xué)檢查、透視電鏡檢查及細(xì)胞調(diào)亡的檢測，分析鎂離子對腦繼發(fā)性損害中細(xì)胞調(diào)亡的影響。 結(jié)果 對照組腦損傷6 h后，組織病理學(xué)顯示損傷病灶出血、組織間隙增寬、周圍細(xì)胞水腫，腦損傷后48 h最為顯著，損傷病灶內(nèi)出現(xiàn)胞膜結(jié)構(gòu)完整、細(xì)胞核固縮深染的神經(jīng)細(xì)胞，即神經(jīng)細(xì)胞凋亡，凋亡細(xì)胞相對密集；實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)細(xì)胞變性壞死較少、腦水腫較輕，兩側(cè)病變差異不顯著；正常腦組織內(nèi)TUNEL陽性細(xì)胞表達(dá)較少，損傷6 h的標(biāo)本出現(xiàn)TUNEL散在少量陽性細(xì)胞，兩組標(biāo)本中的TUNEL陽性細(xì)胞數(shù)量隨著損傷時間的延長而逐漸增加，峰期為24 h，實(shí)驗(yàn)組各時段的TUNEL陽性細(xì)胞顯著低于同時段的對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。 結(jié)論 鎂離子可降低兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量，對腦損傷神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

[關(guān)鍵詞] 實(shí)驗(yàn)研究；細(xì)胞凋亡；繼發(fā)性腦損傷；鎂離子

[中圖分類號] R743.34 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701（2014）35-0005-03

腦外傷是一種引起外傷性死亡和殘疾的全球主要公共衛(wèi)生問題之一，在深圳寶安區(qū)，腦外傷的致死和致殘率在所有外傷性疾病中所占比例一直居高不下[1]。由于原發(fā)性腦損傷后常常伴有繼發(fā)性腦損害，此類患者即使存活，但意識、語言、肢體的感覺及運(yùn)動功能往往留下不同程度的障礙，甚至成為植物人，給個人和社會都帶來了一系列不利的影響，加重了社會負(fù)擔(dān)[2]。本課題通過動物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Mg2+是否通過抑制腦外傷后繼發(fā)性腦損害中細(xì)胞凋亡的發(fā)生，從而保護(hù)病灶周圍神經(jīng)細(xì)胞免受進(jìn)一步損害，分析其可能的作用機(jī)制并指導(dǎo)臨床應(yīng)用，效果滿意，現(xiàn)報道如下。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動物

健康成年新西蘭大白兔50只，體重500～750 g，雄兔與雌兔各25只，由本實(shí)驗(yàn)動物中心代為飼養(yǎng)。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

日本SANYO超低溫冰箱、LEICA CM1900低溫恒冷冰凍切片機(jī)、武漢千屏影像技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HPIAS-1000PD高清晰度彩色病理圖文分析系統(tǒng)、美國Labconco freeze dry system、上海嘉鵬科技有限公司生產(chǎn)的TGL-16G-A型高速冷凍離心機(jī)、德國ZEISS正置全自動熒光顯微鏡、北京中儀光科科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的OLYMPUS生物顯微鏡BX53、北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司生產(chǎn)的SA2-WDP-350型電熱恒溫箱。

1.3藥物與試劑

德國Bocshringcr Mannhcim 公司提供TUNEL染色試劑盒；甘露醇注射液（國藥準(zhǔn)字H36020770；江西制藥有限責(zé)任公司）；硫酸鎂注射液（國藥準(zhǔn)字H20033861；河北天成藥業(yè)股份有限公司）。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

（1）動物分組及模型制作：新西蘭大白兔50只，隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組、對照組和假手術(shù)組，實(shí)驗(yàn)組及對照組各20只，假手術(shù)組10只。用1%戊巴比妥鈉50 mg/Kg腹腔麻醉后，在兔右側(cè)顱頂部用牙科鉆開一直徑為1.5 cm的骨窗，注意保持硬腦膜完整，按文獻(xiàn)采用自由落體法造成右頂葉較為一致的腦挫裂傷，沖擊力為50 g×15 cm；假手術(shù)組只開放骨窗，不給予打擊。對照組于術(shù)后常規(guī)使用20%甘露醇靜滴，實(shí)驗(yàn)組除使用20%甘露醇外，于術(shù)后30 min開始靜注硫酸鎂0.5 g（4 mmol），然后將2 g（16 mmol）硫酸鎂稀釋至250 mL于24 h內(nèi)緩慢靜滴。連用3 d。（2）取材與處理：根據(jù)分組方法分別在傷后12 h、24 h和48 h處死。采用同上麻醉方法麻醉后，斷頭取腦，切取傷灶及其周邊腦組織，分別做病理學(xué)觀察、透視電鏡觀察及TUNEL細(xì)胞凋亡檢測。

1.5病理學(xué)判斷及評估標(biāo)準(zhǔn)

（1）末端脫氧核糖核酸轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的生物素脫氧尿嘧啶核苷酸缺口末端標(biāo)記法（TDT Mcdiatcd Biotin dUTP Nick End Labcling，TUNEL）結(jié)果評估：400高倍光學(xué)顯微鏡下，每張切片任選5個視野，計算陽性細(xì)胞的平均數(shù)；（2）石蠟切片的蘇木素-伊紅（Hcmatoxylin and cosin HE）染色結(jié)果評估：正常細(xì)胞核胞漿呈粉紅色或紅色，正常細(xì)胞核呈藍(lán)色[3]。

1.6統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS17.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析所有數(shù)據(jù)，計量資料數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，不同時點(diǎn)計量資料比較采用方差分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 HE染色結(jié)果

對照組腦損傷后6 h，組織病理學(xué)顯示損傷病灶出現(xiàn)出血，組織間隙增寬、周圍細(xì)胞水腫，腦損傷后48 h最為顯著，損傷病灶內(nèi)出現(xiàn)胞膜結(jié)構(gòu)完整、細(xì)胞核固縮深染的神經(jīng)細(xì)胞，即神經(jīng)細(xì)胞凋亡，實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)細(xì)胞變性壞死較少，腦水腫較輕，兩側(cè)病變差異不顯著。

2.2 TUNEL方法檢測結(jié)果

正常腦組織內(nèi)TUNEL陽性細(xì)胞表達(dá)較少，損傷6 h的標(biāo)本出現(xiàn)TUNEL散在少量陽性細(xì)胞，兩組標(biāo)本中的TUNEL陽性細(xì)胞數(shù)量隨著損傷時間的延長而逐漸增加，峰期為24 h，實(shí)驗(yàn)組各時段的TUNEL陽性細(xì)胞顯著低于同時段的對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表1。

3 討論

急性顱腦損傷疾病是指頭顱遭受劇烈暴力導(dǎo)致的損傷，可由火器、工傷、交通意外引發(fā)，臨床較為常見。急性顱腦損傷臨床多伴有毛細(xì)血管通透性增強(qiáng)、顱內(nèi)壓升高、高熱、腦水腫、腦疝等并發(fā)情況[4]。臨床分為開發(fā)性和閉合性腦外傷，腦損傷常引起不同程度的永久性功能障礙。主要取決于損害是在腦組織的某個特定區(qū)域（局灶性）還是廣泛性的損害（彌散性）。不同區(qū)域的腦損害可引起不同的癥狀，這些特殊的局灶性癥狀有助于醫(yī)生確定損傷部位。局灶性癥狀包括運(yùn)動、感覺、言語、視覺、聽覺異常等癥狀。而彌散性腦損害常影響記憶、睡眠或?qū)е乱庾R模糊和昏迷。該病臨床主要表現(xiàn)為意識障礙、腦膨出、血腫、挫裂傷、顱內(nèi)感染等癥狀，主要通過顱腦CT、MRI診斷，該病主要以“優(yōu)先搶救生命，后處理局部損傷”為救治原則[5]。目前對于Mg2+對兔腦繼發(fā)性腦損傷細(xì)胞凋亡的影響已成為國內(nèi)外醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究者的重要研究課題[6]。

本研究探析Mg2+對兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響，腦損傷后的神經(jīng)功能障礙與傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。細(xì)胞的死亡是由于細(xì)胞器（如線粒體）不可逆受損，細(xì)胞膜通透性增高，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容物漏出進(jìn)入細(xì)胞外基質(zhì)中。而凋亡是由基因調(diào)控介導(dǎo)的細(xì)胞程序性死亡，在這個過程中細(xì)胞膜通透性沒有改變，細(xì)胞器完好保存。在最后階段，細(xì)胞碎片萎縮卷曲到原生質(zhì)膜上形成凋亡小體，然后被周圍健康細(xì)胞吞噬。實(shí)驗(yàn)證明，Mg2+對缺血缺氧性腦損害引起的神經(jīng)元凋亡有一定的預(yù)防作用。鎂離子的神經(jīng)功能保護(hù)機(jī)制為對N-甲基-D-門冬氨酸（NMDA）受體起到非競爭性拮抗作用，使受體活性得到抑制，減少氧自由基，降低鈣離子內(nèi)流。腦損傷后自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng)是導(dǎo)致腦細(xì)胞水腫、變性壞死的重要原因[7]。低Mg2+時，依賴Mg2+的花生四烯酸合成酶的活性降低，在磷脂酶A的作用下，引發(fā)花生四烯酸代謝瀑布，產(chǎn)生大量自由基。另外，Mg2+缺乏可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加，致黃嘌呤氧化酶大量產(chǎn)生，激活A(yù)TP酶使ATP分解，ATP分解合成的次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶作用下產(chǎn)生各種自由基反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能破壞[8]。Mg2+能通過多種機(jī)制阻斷Ca2+內(nèi)流，抑制自由基的形成，減輕脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，防止細(xì)胞膜損害，減輕腦水腫。有研究發(fā)現(xiàn)，暴露在低鎂環(huán)境中的犬血管平滑肌3 h后MDA濃度就上升，18～24 h后升高到正常水平的3～12倍。且Mg2+濃度越低，MDA水平就越高。給實(shí)驗(yàn)性腦損傷模型兔腦Mg2+治療能降低腦組織MDA的含量。腦組織缺血缺氧可導(dǎo)致急性能量代謝障礙，抑制膜Na+-H+-ATP酶的活性，導(dǎo)致神經(jīng)元去極化，激活神經(jīng)元T型和 N型Ca2+通道，大量Ca2+內(nèi)流，導(dǎo)致細(xì)胞破壞。另外，細(xì)胞外液中Mg2+可電壓門控NMDA受體。細(xì)胞超極化時，NMDA受體通道完全被阻滯。細(xì)胞去極化時，Mg2+的阻滯作用逐漸減少并消失。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)Mg2+治療的大鼠腦細(xì)胞去極化時間及腦蛛網(wǎng)膜下腔出血急性期損傷面積明顯小于安慰劑組[9]。推測Mg2+的神經(jīng)保護(hù)作用可能在于減少了腦細(xì)胞缺血性去極化時間。本研究探析鎂離子對兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響，結(jié)果顯示對照組腦損傷后6 h，組織病理學(xué)顯示損傷病灶出血、組織間隙增寬、周圍細(xì)胞水腫，腦損傷后48 h最為顯著，損傷病灶內(nèi)出現(xiàn)胞膜結(jié)構(gòu)完整、細(xì)胞核固縮深染的神經(jīng)細(xì)胞，即神經(jīng)細(xì)胞凋亡，凋亡細(xì)胞相對較為密集；實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)細(xì)胞變性壞死較少、腦水腫較輕，兩側(cè)病變差異不顯著；正常腦組織內(nèi)TUNEL陽性細(xì)胞表達(dá)較少，損傷6 h的標(biāo)本出現(xiàn)TUNEL散在少量陽性細(xì)胞，兩組標(biāo)本中的TUNEL陽性細(xì)胞數(shù)量隨著損傷時間的延長而逐漸增加，峰期為24 h，實(shí)驗(yàn)組各時段的TUNEL陽性細(xì)胞顯著低于同時段的對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），與Pattee GL等[10]的研究結(jié)果大體一致，說明鎂離子可降低繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量，對腦損傷神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

綜上所述，鎂離子可降低兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量，對腦損傷神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 夏東劍. 硫酸鎂對創(chuàng)傷性腦損傷大鼠血清NSE含量的影響[J]. 中國老年保健醫(yī)學(xué)，2014，11（3）：134-135.

[2] 王利利，涂彧，周菊英，等. 硫酸鎂對大鼠急性放射性腦損傷后脂質(zhì)過氧化的抑制作用[J]. 國際放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)雜志，2007，31（1）：179-182.

[3] 鄭慧芬，涂彧. 硫酸鎂對急性放射性腦損傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響[J]. 現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2009，18（4）：217-220.

[4] 李玉，潘彥成，朱賢立. 硫酸鎂對彌漫性腦損傷腦組織的保護(hù)作用及機(jī)制[J]. 中華實(shí)驗(yàn)外科雜志，2009，26（8）：144-145.

[5] 史建國，董亞楠，高軍，等. 急性顱腦損傷患者血清Mg2+、IL-6、IL-8的動態(tài)監(jiān)測研究[J]. 醫(yī)學(xué)信息（上旬刊），2010， 23（10）：143-145.

[6] 劉紅峰，范秀芳，郝素媛，等. 孕母產(chǎn)前應(yīng)用硫酸鎂對低出生體重兒血鎂水平和新生兒期腦損傷的影響[J]. 中國優(yōu)生與遺傳雜志，2005，13（12）：156-157.

[7] 秦峰，高超，張浩，等. 硫酸鎂對重型顱腦損傷患者神經(jīng)功能的影響[J]. 中華臨床醫(yī)師雜志（電子版），2009，3（6）：117-120.

[8] 楊南瑜，沈偉峰，許燕球. 血清鎂與顱腦損傷嚴(yán)重程度及預(yù)后的相關(guān)性[J]. 中國醫(yī)藥科技，2012，47（14）：144-145.

[9] Zhang XS，Zhang X，Wu Q，et al. Astaxanthin alleviates early brain injury following subarachnoid hemorrhage in rats：possible involvement of akt/bad signaling[J]. Mar Drugs，2014，12（8）：4291-4293.

[10] Pattee GL，Wymer JP，Lomen-Hoerth C，et al. An open-label multicenter study to assess the safety of dextromethorphan/quinidine in patients with pseudobulbar affect associated with a range of underlying neurological conditions[J]. Curr Med Res Opin，2014，6（28）：1-11.

（收稿日期：2014-08-15）

本研究探析Mg2+對兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響，腦損傷后的神經(jīng)功能障礙與傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。細(xì)胞的死亡是由于細(xì)胞器（如線粒體）不可逆受損，細(xì)胞膜通透性增高，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容物漏出進(jìn)入細(xì)胞外基質(zhì)中。而凋亡是由基因調(diào)控介導(dǎo)的細(xì)胞程序性死亡，在這個過程中細(xì)胞膜通透性沒有改變，細(xì)胞器完好保存。在最后階段，細(xì)胞碎片萎縮卷曲到原生質(zhì)膜上形成凋亡小體，然后被周圍健康細(xì)胞吞噬。實(shí)驗(yàn)證明，Mg2+對缺血缺氧性腦損害引起的神經(jīng)元凋亡有一定的預(yù)防作用。鎂離子的神經(jīng)功能保護(hù)機(jī)制為對N-甲基-D-門冬氨酸（NMDA）受體起到非競爭性拮抗作用，使受體活性得到抑制，減少氧自由基，降低鈣離子內(nèi)流。腦損傷后自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng)是導(dǎo)致腦細(xì)胞水腫、變性壞死的重要原因[7]。低Mg2+時，依賴Mg2+的花生四烯酸合成酶的活性降低，在磷脂酶A的作用下，引發(fā)花生四烯酸代謝瀑布，產(chǎn)生大量自由基。另外，Mg2+缺乏可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加，致黃嘌呤氧化酶大量產(chǎn)生，激活A(yù)TP酶使ATP分解，ATP分解合成的次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶作用下產(chǎn)生各種自由基反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能破壞[8]。Mg2+能通過多種機(jī)制阻斷Ca2+內(nèi)流，抑制自由基的形成，減輕脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，防止細(xì)胞膜損害，減輕腦水腫。有研究發(fā)現(xiàn)，暴露在低鎂環(huán)境中的犬血管平滑肌3 h后MDA濃度就上升，18～24 h后升高到正常水平的3～12倍。且Mg2+濃度越低，MDA水平就越高。給實(shí)驗(yàn)性腦損傷模型兔腦Mg2+治療能降低腦組織MDA的含量。腦組織缺血缺氧可導(dǎo)致急性能量代謝障礙，抑制膜Na+-H+-ATP酶的活性，導(dǎo)致神經(jīng)元去極化，激活神經(jīng)元T型和 N型Ca2+通道，大量Ca2+內(nèi)流，導(dǎo)致細(xì)胞破壞。另外，細(xì)胞外液中Mg2+可電壓門控NMDA受體。細(xì)胞超極化時，NMDA受體通道完全被阻滯。細(xì)胞去極化時，Mg2+的阻滯作用逐漸減少并消失。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)Mg2+治療的大鼠腦細(xì)胞去極化時間及腦蛛網(wǎng)膜下腔出血急性期損傷面積明顯小于安慰劑組[9]。推測Mg2+的神經(jīng)保護(hù)作用可能在于減少了腦細(xì)胞缺血性去極化時間。本研究探析鎂離子對兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響，結(jié)果顯示對照組腦損傷后6 h，組織病理學(xué)顯示損傷病灶出血、組織間隙增寬、周圍細(xì)胞水腫，腦損傷后48 h最為顯著，損傷病灶內(nèi)出現(xiàn)胞膜結(jié)構(gòu)完整、細(xì)胞核固縮深染的神經(jīng)細(xì)胞，即神經(jīng)細(xì)胞凋亡，凋亡細(xì)胞相對較為密集；實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)細(xì)胞變性壞死較少、腦水腫較輕，兩側(cè)病變差異不顯著；正常腦組織內(nèi)TUNEL陽性細(xì)胞表達(dá)較少，損傷6 h的標(biāo)本出現(xiàn)TUNEL散在少量陽性細(xì)胞，兩組標(biāo)本中的TUNEL陽性細(xì)胞數(shù)量隨著損傷時間的延長而逐漸增加，峰期為24 h，實(shí)驗(yàn)組各時段的TUNEL陽性細(xì)胞顯著低于同時段的對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），與Pattee GL等[10]的研究結(jié)果大體一致，說明鎂離子可降低繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量，對腦損傷神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

綜上所述，鎂離子可降低兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量，對腦損傷神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

[參考文獻(xiàn)]

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[3] 鄭慧芬，涂彧. 硫酸鎂對急性放射性腦損傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響[J]. 現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2009，18（4）：217-220.

[4] 李玉，潘彥成，朱賢立. 硫酸鎂對彌漫性腦損傷腦組織的保護(hù)作用及機(jī)制[J]. 中華實(shí)驗(yàn)外科雜志，2009，26（8）：144-145.

[5] 史建國，董亞楠，高軍，等. 急性顱腦損傷患者血清Mg2+、IL-6、IL-8的動態(tài)監(jiān)測研究[J]. 醫(yī)學(xué)信息（上旬刊），2010， 23（10）：143-145.

[6] 劉紅峰，范秀芳，郝素媛，等. 孕母產(chǎn)前應(yīng)用硫酸鎂對低出生體重兒血鎂水平和新生兒期腦損傷的影響[J]. 中國優(yōu)生與遺傳雜志，2005，13（12）：156-157.

[7] 秦峰，高超，張浩，等. 硫酸鎂對重型顱腦損傷患者神經(jīng)功能的影響[J]. 中華臨床醫(yī)師雜志（電子版），2009，3（6）：117-120.

[8] 楊南瑜，沈偉峰，許燕球. 血清鎂與顱腦損傷嚴(yán)重程度及預(yù)后的相關(guān)性[J]. 中國醫(yī)藥科技，2012，47（14）：144-145.

[9] Zhang XS，Zhang X，Wu Q，et al. Astaxanthin alleviates early brain injury following subarachnoid hemorrhage in rats：possible involvement of akt/bad signaling[J]. Mar Drugs，2014，12（8）：4291-4293.

[10] Pattee GL，Wymer JP，Lomen-Hoerth C，et al. An open-label multicenter study to assess the safety of dextromethorphan/quinidine in patients with pseudobulbar affect associated with a range of underlying neurological conditions[J]. Curr Med Res Opin，2014，6（28）：1-11.

（收稿日期：2014-08-15）

本研究探析Mg2+對兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響，腦損傷后的神經(jīng)功能障礙與傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。細(xì)胞的死亡是由于細(xì)胞器（如線粒體）不可逆受損，細(xì)胞膜通透性增高，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容物漏出進(jìn)入細(xì)胞外基質(zhì)中。而凋亡是由基因調(diào)控介導(dǎo)的細(xì)胞程序性死亡，在這個過程中細(xì)胞膜通透性沒有改變，細(xì)胞器完好保存。在最后階段，細(xì)胞碎片萎縮卷曲到原生質(zhì)膜上形成凋亡小體，然后被周圍健康細(xì)胞吞噬。實(shí)驗(yàn)證明，Mg2+對缺血缺氧性腦損害引起的神經(jīng)元凋亡有一定的預(yù)防作用。鎂離子的神經(jīng)功能保護(hù)機(jī)制為對N-甲基-D-門冬氨酸（NMDA）受體起到非競爭性拮抗作用，使受體活性得到抑制，減少氧自由基，降低鈣離子內(nèi)流。腦損傷后自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng)是導(dǎo)致腦細(xì)胞水腫、變性壞死的重要原因[7]。低Mg2+時，依賴Mg2+的花生四烯酸合成酶的活性降低，在磷脂酶A的作用下，引發(fā)花生四烯酸代謝瀑布，產(chǎn)生大量自由基。另外，Mg2+缺乏可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加，致黃嘌呤氧化酶大量產(chǎn)生，激活A(yù)TP酶使ATP分解，ATP分解合成的次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶作用下產(chǎn)生各種自由基反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能破壞[8]。Mg2+能通過多種機(jī)制阻斷Ca2+內(nèi)流，抑制自由基的形成，減輕脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，防止細(xì)胞膜損害，減輕腦水腫。有研究發(fā)現(xiàn)，暴露在低鎂環(huán)境中的犬血管平滑肌3 h后MDA濃度就上升，18～24 h后升高到正常水平的3～12倍。且Mg2+濃度越低，MDA水平就越高。給實(shí)驗(yàn)性腦損傷模型兔腦Mg2+治療能降低腦組織MDA的含量。腦組織缺血缺氧可導(dǎo)致急性能量代謝障礙，抑制膜Na+-H+-ATP酶的活性，導(dǎo)致神經(jīng)元去極化，激活神經(jīng)元T型和 N型Ca2+通道，大量Ca2+內(nèi)流，導(dǎo)致細(xì)胞破壞。另外，細(xì)胞外液中Mg2+可電壓門控NMDA受體。細(xì)胞超極化時，NMDA受體通道完全被阻滯。細(xì)胞去極化時，Mg2+的阻滯作用逐漸減少并消失。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)Mg2+治療的大鼠腦細(xì)胞去極化時間及腦蛛網(wǎng)膜下腔出血急性期損傷面積明顯小于安慰劑組[9]。推測Mg2+的神經(jīng)保護(hù)作用可能在于減少了腦細(xì)胞缺血性去極化時間。本研究探析鎂離子對兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響，結(jié)果顯示對照組腦損傷后6 h，組織病理學(xué)顯示損傷病灶出血、組織間隙增寬、周圍細(xì)胞水腫，腦損傷后48 h最為顯著，損傷病灶內(nèi)出現(xiàn)胞膜結(jié)構(gòu)完整、細(xì)胞核固縮深染的神經(jīng)細(xì)胞，即神經(jīng)細(xì)胞凋亡，凋亡細(xì)胞相對較為密集；實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)細(xì)胞變性壞死較少、腦水腫較輕，兩側(cè)病變差異不顯著；正常腦組織內(nèi)TUNEL陽性細(xì)胞表達(dá)較少，損傷6 h的標(biāo)本出現(xiàn)TUNEL散在少量陽性細(xì)胞，兩組標(biāo)本中的TUNEL陽性細(xì)胞數(shù)量隨著損傷時間的延長而逐漸增加，峰期為24 h，實(shí)驗(yàn)組各時段的TUNEL陽性細(xì)胞顯著低于同時段的對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），與Pattee GL等[10]的研究結(jié)果大體一致，說明鎂離子可降低繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量，對腦損傷神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

綜上所述，鎂離子可降低兔腦繼發(fā)性腦損傷中神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量，對腦損傷神經(jīng)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

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（收稿日期：2014-08-15）