低血糖引起脑损伤的机制

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1、万方数据低血糖引起脑损伤的机制赵维元赵玉武JournalofNeuroscienceandMentalHealth，2010，V01．10，No．5【摘要】血耱浓度降低导致交感神经兴奋或中枢神经系统功能障碍时称为低血糖症。诊断主要是依靠血糖水平及其导致的临床症状。由低血糖引起脑损害的研究及其报道比较少见。本文综述了低血糖脑损害的原因，引起脑损害的病理生理机制，并提出了进一步的研究方向。【关键词】低血糖；脑损害；病因学；生理机制doi：10．3969／j．issn．1009—6574．2010．05．032Themechanismundertheh

2、ypoglycemic-inducedbraindamageZHAOWei—yun．ZHAOYu一伽．De—partmentofNeurology，TheSixthPeople’5HospitalofShanghaiCity，Shanghai200233，China[Keywords]Hypoglycemia；Braindamage；Etiology；Physiologicalmechanism正常情况下，血糖来源及转化保持动态平衡，故其浓度维持在相对狭小的范围。当各种先天或后天因素破坏了这种动态平衡，临床就有可能出现低血糖。1低血糖引起脑损害的

3、原因葡萄糖是大脑的主要能量来源，大脑本身既不能合成糖原，也不能利用其他能源，只能利用葡萄糖作为自己的能源供应。脑组织本身储存的葡萄糖仅仅能维持中枢神经系统正常活动5～10min。如长时间的严重低血糖未得到及时纠正，会严重损害脑组织。若血糖低于1．2～1．7mmol／L(20～30mg／d1)，并持续1～2h以上，则大脑中的葡萄糖几乎完全消耗，此时神经元的结构成分(为脂类与蛋白质)也将被氧化代谢，这就会造成不可逆的损害[1]。低血糖引起的脑损害是由于多种原因引起的血糖浓度过低(血糖低于2．8retool／L)，引起的中枢神经系统损害，严重者可致昏迷

4、。血糖降为(2．5±0．3)mmol／L时脑电图会出现异常，如果血糖继续下降到(2．04-0．3)mmol／L，大部分患者认知功能会有所下降。2低血糖引起的脑损害的病理生理机制低血糖症的神经病理生理的改变包括：线粒体功能的损伤，神经元损伤级联反应的产生，兴奋性氨基酸的释放(特别是天门冬氨酸释放到脑组织的细胞外间隙)[2]，NADPH氧化酶的激活等。2．1线粒体功能的损伤低血糖早期，由于能量衰竭(磷酸肌酸和磷酸腺苷浓度降低)和细胞膜去极化的原因，随着低血糖时间的延长，脑细胞膜上的Na十一K+泵受损，Ca2+内流，使脑细胞的细胞内液和细胞外液(内环境

5、)稳态遭到破坏，导致Na+、Ca2+内流和K十外流。虽然低血糖导致神经元损伤、坏死的确切机制仍不清楚，在实验性低血糖动物模型中发现[2ts州3低血糖时会发生能量耗竭、细胞离子流改变、脂肪分解等改变。细胞内外液环境的改变激活了细作者单位：200233上海市第六人民医院神经内科作者简介：赵维元(1986一)，女，研究生。研究方向：脑血管疾病。通讯作者：赵玉武Email：zhaoweiyuan@126．corn·530··综述·胞的磷脂酶和蛋白酶，改变了线粒体的新陈代谢，造成线粒体肿胀，ROS从线粒体中释放，消耗胞质中还原型谷胱甘肽(GSH)及烟酰胺腺

6、嘌呤二核苷磷酸(NADPH)，并直接损伤DNA，造成神经元凋亡或坏死。最近有研究发现一氧化氮的产生激活了锌的释放，进而激活NADPH氧化酶及二磷酸腺苷核糖多聚酶(PARP—1)，最终导致ROS产生[3j。线粒体功能的特殊改变在低血糖发生早期引起的低血糖脑病中起重要作用。从低血糖模型中取材的脑细胞线粒体产生活性氧的能力增加[4]，ROS增加，使线粒体膜和线粒体DNA损伤，同时，细胞恢复ATP水平的能力受损。2．2神经元损伤级联反应的产生严重低血糖触发易损神经元的一系列级联反应，甚至可使血糖正常后的细胞死亡达到极点。这一系列级联反应即是PARP—l／

7、AIF通路介导的非caspase依赖性细胞凋亡。PARP一1定位于细胞核，参与细胞内多种生理活动。广泛的DNA损伤引起PARP一1过度激活，进而使线粒体蛋白AIF转位至细胞核，作为DNA内切酶引发染色质凝集、DNA片段化和细胞死亡。在这一级联反应中，多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1(PARP一1)被激活至关重要。活化的PARP一1消耗胞质NDA，而由于糖酵解需要NDA，因此，低血糖诱导的PARP--1活化可能致使细胞不能利用葡萄糖，甚至血糖水平恢复正常时也如此。PARP一1过度的活化会通过释放凋亡诱导因子及NAD的耗竭加速细胞死亡c川。Sang等‘81

8、对严重低血糖的大鼠(EEG等电位30min)研究表明，于低血糖后立即给予多聚二磷酸腺苷一核糖聚合酶抑制物进行治疗，可以阻断二磷酸腺苷一核