吗啡预处理诱导脑产生缺氧耐受的分子机制(一)

详细内容

对吗啡预处理诱导脑产生缺氧耐受的机制研究目前主要在动物的整体和细胞水平进行，主要涉及以下几个方面的机制。

一． 脑缺氧（缺血）引起神经细胞死亡的分子机制

神经细胞缺氧引起神经元死亡主要有以下几种途径：

1． 兴奋性氨基酸诱导的神经元死亡
谷氨酸是中枢神经系统内主要的兴奋性神经介质，其受体主要分为离子型和
代谢型。低氧/缺血可诱导细胞外谷氨酸水平急剧升高，NMDA受体大量开放，使Ca2+、Na+、Zn2+、Cl-内流，K+外流，造成细胞内钙超载，膜去极化，受损细胞水肿，最终导致膜功能丧失，突触后神经细胞死亡。

2．受体介导的神经元死亡
Fas受体（CD95/APO-1）属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）超家族，是凋亡膜转位受体蛋白的前体，可触发细胞凋亡程序导致细胞死亡。在中枢神经系统，Fas受体通常表达程度很低。当受到应激信号刺激，如组织缺氧时，Fas受体和配体（Fas Ligand）均升高。
在肿瘤坏死因子超家族中，TNF-α的过度表达可通过以下途径介导神经元损伤：1）TNF-α的直接神经元毒性可诱导神经元凋亡；2）TNF-α可增强谷氨酸和AMPA受体介导的神经元兴奋性损伤；3）可使神经元存活信号发生静默（silencing of the survival signals, SOSS）；4）TNF-α还是较强的前致炎细胞因子。
2． 过氧化反应
缺氧/再灌注可导致脑内的过氧化反应，这一过程不仅在细胞内产生脂质和蛋白质的过氧化损害，而且通过调节细胞信号转导系统诱导细胞的凋亡过程。
3． 脑缺血与DNA损伤
在低氧/缺血刺激下，神经元内几乎所有基因表达均会发生改变，尤其是涉及细胞死亡或恢复的基因。这些基因会影响细胞的兴奋性、膜去极化、缺血后炎性反应以及细胞凋亡过程。这些基因表达产物的复杂的相互作用，可能决定了缺氧后细胞的转归（凋亡、坏死或恢复）

二． 预处理方法对缺氧引起的神经损伤的保护作用及其分子机制

缺氧预处理涉及的细胞内分子机制包括：细胞膜首先要感知刺激，并将其转化成胞内信号，产生能够“耐受”缺氧的效应物质。

三． 吗啡预处理诱导脑产生缺氧耐受的分子机制

吗啡预处理能够模拟低氧预适应诱导脑保护作用。研究表明?及κ阿片受体参与吗啡预处理延迟相效应，δ1阿片受体可能介导了吗啡预处理早期相保护作用，线粒体K+ATP通道及自由基也可能参与吗啡预处理作用。因此阿片预处理效应可能是通过阿片受体－耦联的Gi/o蛋白、PKC和线粒体K+ATP通道途径介导。
我们应用小鼠离体海马脑片氧糖剥夺损伤模型研究吗啡预处理神经保护作用，发现吗啡预处理后脑片模拟再灌注期间nPKCε的膜转位被显著抑制，而且nPKCε选择性阻断剂能够阻断吗啡预处理保护作用，提示nPKCε可能参与吗啡预处理作用。

近十余年的研究表明，吗啡预处理可对缺氧的心肌和脑产生显著的保护作用，这一过程可能是通过不同阿片受体介导的细胞信号转导系统而实现的。由于其作用特点与缺血预处理(IPC)所产生的细胞保护作用相似，提示吗啡预处理在器官保护方面（包括心、脑等重要脏器）可能有临床应用价值。
对吗啡预处理的研究在早期多集中于对心肌的保护作用，近年来关于吗啡预处理对经缺氧处理的动物脑产生保护作用的研究逐渐增多。其中，吗啡预处理与细胞信号转导系统的关系是最近研究的热点之一。
阿片受体属于G蛋白耦联受体，大多数具有7个跨膜结构。参与IPC的几种已知介质如G蛋白和K＋ATP介导了δ阿片受体激活产生的心脏保护作用，证实了δ阿片受体对大鼠心脏的保护作用是由Gi/ Go 蛋白和K+ATP所介导。δ1阿片受体也能介导吗啡预处理早期相保护作用。此外，线粒体K+ATP通道及自由基也可能参与吗啡预处理对缺氧的保护作用。
对吗啡预处理诱导脑产生缺氧耐受的机制研究目前主要在动物的整体和细胞水平进行，主要涉及以下几个方面的机制。