鈣在神經(jīng)細(xì)胞損害中具有非常重要的意義,鈣超員是造成神經(jīng)細(xì)胞死亡的最后共同通路。腦創(chuàng)傷后，因?yàn)槿毖跞毖鼓芰看x發(fā)生障礙,細(xì)胞膜上Ｎａ+/Ｋ+泵就不能維持正常的離子梯度,細(xì)胞膜電位發(fā)生改變而造成Ｃａ2+大量步入胞內(nèi),產(chǎn)生鈣超員。正常人細(xì)胞外Ca2+含量為10-3mmol/L細(xì)胞內(nèi)為10-7-6mmol/L,細(xì)胞外含量明顯低于細(xì)胞內(nèi)，缺氧缺血性腦損傷低灌注時(shí)因?yàn)榧?xì)胞膜私密性發(fā)生改變，鈣通道開(kāi)放使神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量異常下降，進(jìn)一步干擾了線粒體氧化乙酸化過(guò)程，且大量激活鈣依賴性酶類，如磷酯酶、核酸酶及蛋白酶、自由基產(chǎn)生、能量潰散等一系列生化反應(yīng)，最終引起細(xì)胞死亡。許多研究表明在HIBD后神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量降低同時(shí)伴有Ca2+靶酶CaM-的活性改變。等[1]對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠的HIBD研究表明缺氧缺血時(shí)細(xì)胞膜損傷，腦細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量降低使CaM-被激活而自身乙酸化致活性增加。
用比色法測(cè)定窒息嬰兒臍帶血和靜脈血發(fā)覺(jué),在生后24～48ｈ,血中離子總鈣顯著增長(zhǎng),并與癌癥的預(yù)后相關(guān)。Ｒａｊｄｅｖ等(1994年)通過(guò)離體實(shí)驗(yàn)否認(rèn)丁酸、ＮＭＤＡ物理缺血損傷可使激動(dòng)性多肽明顯降低及延長(zhǎng)胞內(nèi)鈣離子的變化,并發(fā)覺(jué)所有神經(jīng)元在活力失去前均出現(xiàn)不可逆的鈣超員,因而,Ｃａ2+入胞在神經(jīng)元死亡中起關(guān)鍵性作用。近來(lái)Ｖａｎｎｃｃｉ等[3]用放射性核素法分別對(duì)ＨＩＢＤ小鼠血液、腦脊液及腦組織檢查發(fā)覺(jué),在ＨＩ后2ｈ一側(cè)腦部半球的胞內(nèi)鈣活性輕度下降,從ＨＩ后2～24恢復(fù)階段,只在接扎側(cè)半球胞內(nèi)鈣明顯迸發(fā),而同時(shí)對(duì)側(cè)胞內(nèi)鈣增加,表明胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的破壞在ＨＩＢＤ的發(fā)病進(jìn)程中具重要作用,且胞內(nèi)鈣迸發(fā)是相對(duì)平緩的,甚至在ＨＩ階段,過(guò)度鈣超員只在中風(fēng)灶出現(xiàn)時(shí)發(fā)生,因而胞內(nèi)鈣超員是腦損傷最終結(jié)局的因還是果尚不清楚。黃偉、袁先厚等[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明細(xì)胞膜損傷，在腦損傷后4h，腦組織Ca2+顯著增高，傷后8h仍維持于高水平。
Ｃａ2+不僅通過(guò)電流依賴性鈣通道步入細(xì)胞外,更多Ｃａ2+通過(guò)絲氨酸調(diào)節(jié)的離子通道步入。隨著缺氧缺血細(xì)胞去極化,丁酸類激動(dòng)性神經(jīng)遞質(zhì)從突觸前囊泡大量釋放步入突觸間隙,持新作用于ＮＭＤＡ和非ＮＭＤＡ受體,產(chǎn)生對(duì)受體的暴發(fā)攻打,使Ｎａ+和Ｃａ+大量步入胞內(nèi),導(dǎo)致細(xì)胞腫脹和胞內(nèi)一些蛋白酶、磷脂酶、核酸酶、ＡＴＰ酶等激活及自由基產(chǎn)生、能量潰散等一系列生物反應(yīng),最終造成細(xì)胞死亡[5]。Ｕｃｈｉｎｏ等[6]借助海馬離體腦片研究表明,當(dāng)ＥＡＡ被測(cè)量到時(shí),通過(guò)ＮＭＤＡ受體改變的細(xì)胞就被ＥＡＡ過(guò)度激活,造成胞內(nèi)Ｃａ+水平下降;而且發(fā)覺(jué)在缺血開(kāi)始后3ｍｉｎＣＡ1區(qū)ＥＡＡ釋放開(kāi)始降低,之后是ＣＡ3、齒狀回和整個(gè)海馬腦片,ＣＡ1區(qū)激動(dòng)性多肽(ＥＡＡ)的釋放比其它部位多,因而海馬ＣＡ1區(qū)神經(jīng)元比ＣＡ3和齒狀回區(qū)的神經(jīng)元對(duì)缺血損傷更敏感。不同含量的ＧＴ導(dǎo)致不同的細(xì)胞死亡現(xiàn)象,這么,是通過(guò)何種途徑起作用的呢?通常覺(jué)得,大劑量的ＧＴ導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞壞死,可能是因?yàn)椋牵缘?a href='http://www.njxqhms.com/jiaoyou/14456.html' title='深入闡述正常細(xì)胞中ADC非靶向依賴性攝入和相關(guān)毒性的潛在機(jī)制（下篇）' target='_blank'>毒性損傷細(xì)胞膜,使細(xì)胞膜私密性降低,Ｃａ2+內(nèi)流,細(xì)胞內(nèi)Ｃａ2+超員導(dǎo)致。而對(duì)在低含量ＧＴ曝露的神經(jīng)元,,通過(guò)ＤＮＡ未端標(biāo)記檢查,發(fā)覺(jué)這些延后性細(xì)胞損害是個(gè)自噬過(guò)程。
在體外培養(yǎng)的海馬腦片上,ＮＯ的形成可被ＮＭＤＡ受體拮抗劑所阻斷,表明在甘氨酸(Ｇｌｕ)的激動(dòng)毒性作用機(jī)制中,ＧｌｕＮＭＤＡ受體ＮＯ途徑起著重要作用。ＮＯ是由ＮＯＳ介導(dǎo),以Ｌ精谷氨酸(ＬＡｒｇ)和分子氧為底物合成的,它是一種小分子的二氧化碳自由基,在體內(nèi)半衰期僅數(shù)秒鐘,故ＮＯ的作用與ＮＯＳ水平密切相關(guān)。腦缺血后Ｇｌｕ水平上升,通過(guò)過(guò)度剌激ＮＭＤＡ受體造成胞內(nèi)Ｃａ2+水平降低,ＮＯＳ被激活,ＮＯ生成,ＮＯ可通過(guò)自身毒性或與超氧化自由基結(jié)合生成毒性更大的氧自由官能團(tuán),進(jìn)一步對(duì)神經(jīng)元形成損害。
研究發(fā)覺(jué),ＨＩ損傷后在皮層和基底節(jié)ｎＮＯＳ免疫組化染色明顯提高,且ｎＮＯＳ誘導(dǎo)抒發(fā)出現(xiàn)在大量神經(jīng)元壞死高峰和大量自噬小體出現(xiàn)之前,表明ｎＮＯＳ在ＨＩＢＤ中起重要作用。任何來(lái)源的ＮＯ在高含量時(shí)均可抑制多種線粒體電荷傳遞系統(tǒng)的酶,因而抑制細(xì)胞呼吸和能量代謝;ＮＯ還可通過(guò)與氧自由基反應(yīng)形成活性更高的毒性官能團(tuán),通過(guò)脂類二溴化作用、酶滅活及ＤＮＡ硝化作用造成神經(jīng)元的死亡。腦缺氧缺血所造成的損傷不僅發(fā)生在缺血期外,更可發(fā)生在缺血組織再灌注階段,前者主要是因?yàn)檠醯闹匦鹿?yīng),造成氧自由基的形成而導(dǎo)致的。氧自由基損傷的主要病理機(jī)制是導(dǎo)致脂類二溴化反應(yīng)。因?yàn)槟X組織中含有脂類,因而腦對(duì)氧自由基損害尤為敏感。氧自由基功擊細(xì)胞膜,改變細(xì)胞膜的私密性,使膜通道開(kāi)放,造成激動(dòng)性多肽釋放和細(xì)胞外的鈣離子內(nèi)流等,進(jìn)一步加重腦組織損傷。