肌苷促进脑梗死后神经功能重塑的实验研究讨论
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2023-02-01
作者:
来源:轻盈医学
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腔注射肌苷能够到达脑梗死灶周围并发挥治疗作用,由于存在血脑屏障的阻隔,在研究药物对CNS(中枢神经系统,Central nervous system)疾病的治疗作用。需要明确的一个问题是该药物能否到达作用靶位,肌苷也不例外。那么腹腔注射后肌苷在梗死脑组织周围的分布和存留情况如何呢?这是需要特别注意的问题。Nakagawa等曾用纸层析和放射示踪的方法证实,在腹腔注射肌苷60 min内进入脑内的肌苷与血液内肌苷的浓度逐渐趋同,并且Lewin和Crawley也观察到腹腔注射或皮下注射肌苷可以抑制癫痫发作和减轻地西泮副作用,说明外周给予肌苷在颅内也能达到相当水平的药物浓度。本实验发现腹腔注射肌苷15 min后大鼠梗死灶周围组织的肌苷浓度约是盐水组的3倍,也反映腹腔注射的肌苷部分到达了梗死灶周围组织。大鼠的血脑屏障上存在核苷酸的转运载体可能是其中原因之一网;另外肌苷的分子量很小(M=268.2),脑梗死后血脑屏障被破坏口]也利于其通过;再就是肌苷在大鼠脑组织中代谢特性使外源性肌苷在大鼠脑内完整地存在较长的时间,也可能是腹腔注射肌苷后梗死灶周围组织较盐水组高的重要原因。研究表明在大鼠脑内肌苷的降解酶一嘌呤核苷酸磷酸酶不存在于细胞间质,而只存在于脑血管壁和脑神经元时细胞器内;另外脑组织内缺乏黄嘌呤氧化酶、肌苷激酶和IMP磷酸化酶等与肌苷代谢相关的酶,因此大鼠脑组织在嘌呤核苷酸代谢循环之外还存在一个“肌苷循环”(inosine cycle,图7),使肌苷的降解延缓口]。故腹腔注射肌苷能够到达脑梗死灶周围并发挥治疗作用。

肌苷促进脑梗死后脑的结构和功能重塑梗死后神经功能的重塑很大程度上取决于梗死灶周围残存神经元与去神经支配区域的新纤维联系的重建,这一过程需要合成大量的相关功能蛋白质。SYP、MAP_2和CAP-23分别是神经元突触、树突和轴突的特异性功能蛋白,与损伤后神经功能重塑密切相关口…¨],其中CAP-23是新近发现的一种反映神经元轴突再生的标志物。“。腹腔注射肌苷后梗死灶周围组织SYP、MAP-2和CAP-23表达均升高,直观地反映外源性的肌苷对其结构重建的促进作用,而功能评定的肢体失误评分和过梯时间恢复情况与SYP和MAP-2的消长存在相关则进一步表明,这种结构重建不是简单的损伤修复反应,而是一种对运动功能恢复有意义的神经功能重塑过程。以往认为肌苷只是体内核苷酸代谢过程中的一个中间产物的看法显然不能解析肌苷这种作用,那么肌苷是如何促进神经功能重塑的呢?Benowltz等人研究表明,外源性肌苷进入神经元后可以通过激活蛋白激酶N,经由MEKl/2(丝裂原活化蛋白激酶,mi—togen-activated protein kinase kinase)途径,使GAP一43(生长相关蛋白43,Growth-Associated pro—teln)、Jun家族转录因子、Ta一1微管蛋白以及某些细胞表面糖蛋白等轴突生长相关成分的表达增多““;肌苷还能通过“肌苷循环”增加细胞内cAMP(环腺苷酸,Cyclic adenosine monophosopate)、cGMP(环磷鸟苷,Cyclic guanosine monophosphate)合成,同时抑制其降解,使得神经元胞浆内这两种物质浓度升高,并通过它们间接地发挥拮抗髓鞘抑制和增强再生的效应“4J;另外由于肌苷的代谢终产物尿酸是过亚硝酸盐和体内其他氧化物的清除剂,并且肌苷与NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,nico tinamide adenine dinueleotide)分子的部分结构十分相似[1…,可以与NAD+竞争结合多聚ADP核糖体聚合酶(PARP),抑制其活性,阻止ATP的耗竭,并抑制一氧化氮合酶(NOS),使一氧化氮(N0)的合成量减少,减低亚硝酸盐生成,因此肌苷还可以提高细胞耐受损伤的能力。可能由于这两种作用,梗死灶周围组织神经元特异性蛋白SYP等的表达得到增强,神经功能恢复因此加速。

然而,实验中CAP-23的观察结果提示轴突生长并不持久,而功能恢复也与CAP-23表达无相关性。一方面这可能由于轴突再生需要更高的治疗浓度才能实现,另一方面可能与成年大鼠CNS的微环境有关,如神经元的胞内cAMP浓度降低,神经元再生能力减弱,同时抑制神经生长的抑制分子逐渐增加,且脑梗死后更多的抑制分予被诱生和释放。此外,cNS对坏死物质和细胞碎片的清除能力较差,成年动物的轴突对环境中的阻抑因素更敏感-l“,所以梗死灶周围的神经轴突再生难以持续,外生的轴突受到阻抑,生长锥膨胀形成终扣样结构.最终衍变为树突和突触。


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