镁对缺血性脑损害的保护作用

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1、镁对缺血性脑损害的保护作用【关键词】镁离子；脑缺血；脑损害镁离子是多种酶的辅基或辅助因子，参与机体糖、脂肪、蛋白质的代谢，在中枢神经系统中具有重要的代谢和调节功能。脑缺血后脑内镁离子浓度显著下降，给予镁剂治疗后可降低脑梗死患者的死亡率和致残率，说明镁对缺血性脑损伤有保护作用，实验研究也证明了这一推测〔1〕。镁对缺血性脑损伤保护作用复杂，涉及脑缺血损害的多个病理环节。本文将镁离子对缺血性脑损害的保护作用机制作一综述。1钙拮抗作用细胞内钙超载是脑损伤后神经细胞死亡的最后途径，抑制细胞内钙超载可明显减轻神经元损伤，促进脑功能恢复。M

2、g2+参与调节细胞Ca2+转运和储存等功能，细胞内Mg2+下降则丧失原有正常状态下Mg2+对Ca2+的调节能力，造成Ca2+内流增加，引起细胞的毒性损害。细胞外Mg2+是Ca2+内流的天然拮抗剂，Smetana〔2〕研究表明，Mg2+可以阻止Ca2+向细胞内流入。镁抑制钙内流，减轻钙超载的作用主要通过以下途径：(1)镁能阻断细胞膜上的电压调节钙通道和N甲基D天门冬氨酸(NMDA)受体钙离子通道的闸门调节作用，减少Ca2+内流。(2)影响离子交换：①通过Mg2+Na+交换而抑制Ca2+Na+交换，②通过Mg2+Ca2

3、+交换使细胞内过多的Ca2+外流。(3)影响细胞膜上的酶：细胞膜上的Ca2+ATP酶、Na+K+ATP酶均为镁依赖性酶，当增加细胞外液Mg2+时，可增加Ca2+ATP酶和Na+K+ATP酶的活性，从而加强细胞排出钙离子的能力，使钙超载得以缓解。(4)抑制细胞内信号传递系统三磷酸肌醇(IP3)的释放，IP3的作用是与胞内Ca2+库(如内质网/肌浆网)膜上的IP3受体(为IP3门控的钙通道)结合，使Ca2+从钙库释放，增加胞内的游离Ca2+。2抑制兴奋性氨基酸的释放兴奋性氨基酸（EAAs）对中枢神经系统有兴奋毒性作用，

4、其中最重要的是谷氨酸（Glu）。在脑损伤、脑缺血缺氧等病理条件下，会导致Glu过量释放。EAAs与突触后膜受体结合，导致钙通道开放，Ca2+大量内流引起继发性脑损害。EAAs受体有三种亚型：NMDA受体，KA／AMPA(海仁藻酸盐／2氨基3羟基5甲基4异戊恶酸丙酸)受体及亲代谢受体。其中NMDA受体是受配基调节的离子通道，对Ca2+具有通透性，其开放和关闭状态与Mg2+密切相关〔3〕。当NMDA受体与Mg2+结合时，受体处于关闭状态，阻止Ca2+内流；当与Zn2+、Glu、甘氨酸(Gly)、多胺(polyamin

5、e)结合时，受体处于开放状态，Ca2+大量流入细胞内，引起细胞钙超载，导致神经细胞变性、坏死。因此，Mg2+是非竞争性NMDA受体拮抗剂，参与兴奋性氨基酸的代谢。另有研究显示〔4〕，镁能抑制兔全脑缺血再灌注30min海马天冬氨酸和甘氨酸的过度释放以及抑制γ氨基丁酸的耗竭。Mg2+的缺乏将导致NMDA受体的激活，引起短期内EAAs的重摄取受抑制和刺激神经细胞进一步释放EAAs，导致细胞外液EAAs的蓄积。3减少自由基产生及清除自由基自由基引起的组织损伤是缺血性脑损害重要的病理生理过程，组织细胞缺血、缺氧导致自由基大量产生，引发

6、一系列病理损伤。镁对自由基的影响表现在两个方面：3.1减少自由基生成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶是自由基产生的关键酶，能催化产生超氧根，镁离子可抑制该酶活性，从而减少自由基生成。另外，当Mg2+缺乏时导致细胞内Ca2+增加，使黄嘌呤氧化酶大量产生，活化ATP酶使ATP分解加速，ATP降解生成的次黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶作用下发生各种自由基反应，产生大量的自由基。3.2加强自由基的清除(1)超氧化物歧化酶（SOD）：SOD是清除O2的抗氧化酶，在真核细胞中有三种SOD：位于胞浆的Cu，ZnSOD、位于线粒体的MnSOD和分泌

7、到细胞外的SOD(extracellularsuperoxidedismutase，ECSOD)。吕晓华等〔5〕报道，基础状态下Mg2+能增强ECSOD的活性，并能逆转H2O2对ECSOD的灭活。Kuzniar等〔6〕研究发现，镁缺乏心脏SOD活性下降达17%。(2)谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）：该酶是哺乳动物细胞中清除H2O2最重要的酶，是细胞内抗脂质过氧化作用的酶性保护系统的主要成分之一，细胞胞液和线粒体基质中存在含硒和不含硒两种GSHPx(SeGSHPx和nonSeGSHPx)。吕晓华等〔5〕研究

8、发现，Mg2+能增强基础和H2O2作用下SeGSHPx和nonSeGSHPx的活性。（3）过氧化氢酶（CAT）：CAT可催化H2O2转变为H2O和O2。Shivakumar等〔7〕研究发现，低镁饲养大鼠血浆中CAT活性显著降低。(4)谷胱甘肽（GSH）：GSH是体内