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納洛酮腦保護作用的研究現(xiàn)狀
納洛酮腦保護作用的研究現(xiàn)狀[關(guān)鍵詞] 納洛酮 腦保護
健康網(wǎng)訊: 宋揚 沈洪 解放軍總醫(yī)院急診科，北京 1000853 納洛酮是通過受體非特異的競爭性拮抗劑，對所有內(nèi)源性阿片肽受體均有拮抗作用。其為高脂溶性，能通過血-腦屏障。
自1981年Baskin等報道納洛酮能有效逆轉(zhuǎn)卒中病人的神經(jīng)損害后，有關(guān)阿片受體拮抗劑與中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的研究逐漸受到重視[1]。在嚴(yán)重應(yīng)激狀態(tài)下，機體釋放大量內(nèi)源性阿片肽能引起腦灌注壓下降、腦組織缺血缺氧及呼吸抑制及意識障礙加重等。實驗結(jié)果證實，納洛酮對神經(jīng)細(xì)胞有保護作用，并可促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)功能恢復(fù)，改善預(yù)后�，F(xiàn)將納洛酮對神經(jīng)保護作用的相關(guān)研究進(jìn)展綜述如下。 1 納洛酮的神經(jīng)保護機制 1.1 逆轉(zhuǎn)腦外傷后腦組織內(nèi)鈣離子及興奮性氨基酸的升高
細(xì)胞內(nèi)外鈣離子平衡紊亂是缺血再灌注腦損傷發(fā)病機制中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這一觀點已成為人們的共識。細(xì)胞內(nèi)鈣（[Ca2+]i）升高既是腦損傷的后果，同時又是進(jìn)一步腦損傷的始動因子，甚至有人稱[Ca2+]i升高為“細(xì)胞死亡的最終共同途徑”。腦缺血發(fā)生后由于三磷酸腺苷(ATP)生成不足和生物膜去極化，導(dǎo)致電壓門控鈣通道開放，與此同時興奮性氨基酸（EAA）也在細(xì)胞外大量堆積，激活其在細(xì)胞膜上的受體，使受體門控鈣通道也開放，這兩個途徑造成細(xì)胞外鈣離子內(nèi)流；由于生物膜的受損，線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等細(xì)胞內(nèi)鈣池釋放鈣離子也增加，即細(xì)胞內(nèi)鈣釋放也增加。而此時鈣泵由于ATP缺乏不能正常的將細(xì)胞內(nèi)多余的鈣離子泵出，細(xì)胞內(nèi)鈣池也不能重新儲存鈣離子，即生理狀態(tài)下細(xì)胞對鈣離子的調(diào)控機制在此時失去作用，最終造成[Ca2+]i升高這一結(jié)局，又被稱為“細(xì)胞內(nèi)鈣超載”[2]。有研究結(jié)果表明，一氧化氮（NO）的合成以及EAA的神經(jīng)毒性作用也與[Ca2+]i升高有密切關(guān)系。腦外傷后，由于血-腦屏障破壞，神經(jīng)細(xì)胞及血漿中的興奮性氨基酸進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞間隙，導(dǎo)致N-甲基-D-天門冬氨酸（NMDA）受體閘門鈣通道開啟，大量鈣離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，最終致細(xì)胞破壞[3]。Faden等報道腦外傷后腦組織鈣、谷氨酸和天門冬氨酸含量均明顯升高[4]。內(nèi)皮素（ET）是目前發(fā)現(xiàn)最強烈的血管收縮因子，腦外傷后，腦組織局部缺血缺氧、血栓形成及應(yīng)激性腎上腺素（AD）增高都可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌ET，ET和神經(jīng)細(xì)胞膜上ET受體結(jié)合后，可激活細(xì)胞上磷脂酶A2（PLA2）和氣磷脂酶C（PLC）等，加速花生四烯酸的代謝，產(chǎn)生大量自由基，引起神經(jīng)細(xì)胞損害。Rysard等研究發(fā)現(xiàn)，阿片受體促效劑能顯著增加海馬神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)自發(fā)的細(xì)胞內(nèi)鈣振蕩幅度，而納絡(luò)酮通過NMDA受體和L-型鈣通道可拮抗這一作用[5]。此外， Yang等發(fā)現(xiàn)，嗎啡對T-型鈣通道電流的影響可被納洛酮所阻斷，這一作用是與納洛酮對μ-受體的拮抗作用有關(guān)[6]。納洛酮通過競爭性拮抗內(nèi)源性阿片肽受體，同時對細(xì)胞膜有穩(wěn)定作用，能抑制花生四烯酸代謝，促進(jìn)SOD生成，阻止脂質(zhì)過氧化，提高Na+-K+-ATP酶活性,抑制Ca2+內(nèi)流，使各種病理損害的最后通路被阻斷，這可能是腦保護作用的主要機制。
1.2 改善神經(jīng)細(xì)胞的生物能量代謝
中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞的產(chǎn)能和做功都有獨特的特點，做功的最大特點是幾乎不涉及機械功和外分泌活動；產(chǎn)能的最大特點是對能量的來源，即氧和供能的底物（葡萄糖）的供應(yīng)失調(diào)異常敏感。這提示血糖的高低和血氧飽和度是決定神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)能過程的兩大要素，而氧又是腦組織代謝產(chǎn)能的關(guān)鍵因素。大腦缺血導(dǎo)致低氧和低葡萄糖供應(yīng)，并減少ATP的產(chǎn)生。很多依賴ATP的過程，如對維持代謝和離子內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定有重要作用的細(xì)胞膜泵就會受到損害。能量代謝的水平，如丙酮酸和乳酸也受到嚴(yán)重的影響。因此，乳酸、丙酮酸及其比例（L/P）的變化常作為實驗動物和臨床研究腦缺血的重要生化指標(biāo)。納洛酮通過恢復(fù)腦缺血再灌注介導(dǎo)的細(xì)胞外積累的乳酸，減少丙酮酸并增加L/P之比，表明其有明顯的恢復(fù)能量代謝的作用。納洛酮也能通過影響腦缺血再灌注損傷（ischemia / refusion, I/R）所導(dǎo)致的復(fù)雜級聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生的有害代謝事件中的某些步驟，恢復(fù)線粒體活性或能量代謝[7]。此外Shibata等發(fā)現(xiàn)，μ受體促效藥、κ受體促效藥在缺氧/低血糖時可導(dǎo)致鼠海馬層2-去氧葡糖攝取降低。納洛酮能對抗缺氧/低血糖時引起糖攝取缺乏，因而顯示有神經(jīng)保護作用。相反，嗎啡卻呈現(xiàn)出使其惡化的作用。這些結(jié)果提示用納洛酮阻滯μ受體有對抗缺氧/低血糖時導(dǎo)致海馬回糖代謝減少的作用，對神經(jīng)細(xì)胞起保護作用[8]。血管內(nèi)或腹膜內(nèi)給予納洛酮可使腦組織紀(jì)律血流量增加，改善腦組織的能量供應(yīng)來源，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)能量狀況的改善有益。
1.3 降低體內(nèi)自由基水平
有研究結(jié)果顯示，體內(nèi)氧自由基蓄積能引起腦組織缺血再灌注損傷，其證據(jù)是：（1）缺血再灌注組織中脂質(zhì)過氧化物含量增多；（2）用氧自由基清除劑SOD等可明顯減輕缺血再灌注損傷；（3）給動物注射能產(chǎn)生氧自由基的次黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶能引起與缺血再灌注損傷類似的變化[9]。缺血再灌注損傷中氧自由基產(chǎn)生主要來自有氧代謝的線粒體呼吸鏈過程中。此外呼吸鏈中的成分也都能產(chǎn)生。線粒體生成的氧自由基約有20%未被線粒體SOD岐化而逸出線粒體外，岐化生成的H2O2也易逸出線粒體進(jìn)入胞質(zhì)。在缺血尤其是再灌注時，由于機體產(chǎn)生大量自由基以及清除自由基能力的降低，過量的自由基攻擊細(xì)胞膜形成脂質(zhì)過氧化物，從而使膜離子轉(zhuǎn)運紊亂，導(dǎo)致膜鈣通透性增高。缺血再灌注誘發(fā)氧自由基過量形成，導(dǎo)致機體氧化-抗氧化機制失衡，最終造成細(xì)胞及臟器的損傷。近期實驗結(jié)果的直接和間接證據(jù)表明,氧自由基在缺血再灌注時由于代謝反應(yīng)的衰竭而升高。而且，自由基清除劑、抗氧化酶等在缺血再灌注腦損傷時減少。因為在短暫缺血損傷時氧自由基的潛在參與，伴隨著腦組織缺血再灌注損傷，它將表現(xiàn)為抗氧化酶激活的特征[7]。
納洛酮能降低腦組織缺血再灌注損傷后的過氧化物等自由基的產(chǎn)生。另外，應(yīng)用納洛酮后，缺血再灌注損傷后腦組織內(nèi)Mn-SOD、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性也明顯降低，而這些酶在缺血再灌注損傷后通常是異常升高的。一般認(rèn)為，當(dāng)缺血再灌注損傷后氧自由基的改變激發(fā)了周圍組織細(xì)胞的代償性反應(yīng)機制，即抗氧化酶活性相應(yīng)增加，從而達(dá)到兩者在體內(nèi)的平衡；抗氧化酶活性下降可以顯示受損組織內(nèi)代謝性自由基產(chǎn)物減少。納洛酮減少體內(nèi)自由基水平，是因為納洛酮能有效改善缺血再灌注損傷后內(nèi)源性抗氧化酶對過度升高的自由基清除抑或是納洛酮本身能 減少自由基的產(chǎn)生，或者是納洛酮恢復(fù)受損組織的代謝反應(yīng)的結(jié)果，仍無明確定論[7]。
納洛酮對動物局灶腦缺血模型有神經(jīng)保護作用，納洛酮也可增加腦血流量，減少腦缺血時間，增加腦缺血動物的存活率。目前研究結(jié)果證實：（1）納洛酮顯著減少梗死面積的作用是與其恢復(fù)腦缺血再灌注后線粒體活性有關(guān)，納洛酮對由缺血再灌注介導(dǎo)的內(nèi)源性抗氧化酶活性改變的影響，對過度產(chǎn)生的自由基是防御或代償?shù)姆磻?yīng)；（2）納洛酮能夠降低缺血再灌注損傷早期細(xì)胞外丙酮酸水平，增加乳酸/丙酮酸比值，從而改善和保護生物能量代謝，據(jù)此導(dǎo)致減少自由基從線粒體電子傳遞鏈外漏；（3）納洛酮最主要的作用可能是減少自由基的產(chǎn)生[7]。
1.4 抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化及炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生
中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)與神經(jīng)退行性病變的發(fā)生密切相關(guān)，如Alzheimer病、多發(fā)性硬化、AIDS性癡呆、肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化及創(chuàng)傷后腦缺血損傷。在這些疾病發(fā)病過程中，大腦定居的免疫細(xì)胞——小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮了重要作用。大量研究結(jié)果證實，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生大量的NO、腫瘤壞死因子（TNF-α）、白細(xì)胞介素（IL-β）、自由基及類花生酸類物質(zhì)（eicosanoids）等炎癥因子和潛在的細(xì)胞毒性因子，引發(fā)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)是神經(jīng)變性疾病發(fā)展早期主要事件，過量生成/積聚的炎癥因子與神經(jīng)細(xì)胞死亡有關(guān)[10]。因此，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活性被認(rèn)為是研究神經(jīng)保護策略中的主要焦點之一。
細(xì)菌內(nèi)毒素脂多糖（LPS）能高度活化小膠質(zhì)細(xì)胞并產(chǎn)生NO、TNF-α、IL-β和超氧化物等致炎因子，從而引起神經(jīng)元的損傷。因此，常把能否逆轉(zhuǎn)LPS引起的小膠質(zhì)細(xì)胞活化作為評價神經(jīng)保護作用的客觀指標(biāo)。Liu等對納洛酮預(yù)處理的神經(jīng)元-膠質(zhì)細(xì)胞共同培養(yǎng)細(xì)胞中加入LPS，結(jié)果顯示，納洛酮能抑制脂多糖引發(fā)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化，顯著降低LPS引發(fā)的NO、TNF-α的釋放，明顯改善LPS的神經(jīng)毒性。作者還發(fā)現(xiàn)，對阿片受體無活性的納洛酮對映結(jié)構(gòu)體（+）—納洛酮對抑制LPS誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化和TNF-α、NO生成的作用和納洛酮效果一致。結(jié)果表明，納洛酮的神經(jīng)保護作用是通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化以及炎癥介質(zhì)產(chǎn)生，可能與傳統(tǒng)的阿片受體結(jié)合無關(guān)[11]。Liu B等發(fā)現(xiàn)，納洛酮對與帕金森病相關(guān)的多巴胺能神經(jīng)元有保護作用，也是通過降低LPS引發(fā)小膠質(zhì)細(xì)胞釋放的NO、TNF-α和超氧化物自由基達(dá)到神經(jīng)保護作用[12]。
1.5 改變細(xì)胞內(nèi)鎂的濃度
鎂離子是目前較為確定的內(nèi)源性腦保護因子，Vink和Heath等用磁共振分光技術(shù)測量發(fā)現(xiàn)實驗性液壓傷后腦組織神經(jīng)細(xì)胞游離鎂離子含量即刻下降，僅為傷前的60%左右，以損傷區(qū)下降最顯著，全腦組織鎂離子含量下降13%，且鎂離子下降程度與傷情呈線性相關(guān)。納洛酮能增加κ受體的活性，快速應(yīng)用可以限制脊髓外傷后組織學(xué)改變和神經(jīng)功能障礙的進(jìn)一步發(fā)展[13, 14]。Vink等發(fā)現(xiàn)，外傷后30 min內(nèi)納洛酮治療較生理鹽水對照組能明顯改善傷后4周的神經(jīng)功能恢復(fù)，其原因是在納洛酮治療早期可增加細(xì)胞內(nèi)鎂的濃度，二磷酸腺苷濃度和細(xì)胞磷酸化電位也均有顯著改善，隨之改善神經(jīng)細(xì)胞的生物能量代謝狀況[15]。 2 納洛酮能改善應(yīng)激狀態(tài)下腦組織的病理生理紊亂 急性顱腦外傷等嚴(yán)重應(yīng)激狀態(tài)下，機體驟然釋放大量內(nèi)源性阿片肽抑制兒茶酚胺和前列腺素對心血管和微循環(huán)的調(diào)節(jié)，能導(dǎo)致廣泛的病理生理效應(yīng)，如腦灌注壓下降、腦組織缺血缺氧、呼吸抑制以及意識障礙加重。腦血流的改變與急性重癥腦損傷后出現(xiàn)的血粘度升高、紅細(xì)胞聚集、血流速度改變以及血管痙攣等有關(guān)。上述病理生理改變進(jìn)一步加重繼發(fā)性神經(jīng)損害。臨床研究結(jié)果也證明，急性腦損傷病人傷后β-EP含量明顯增高，其增高的程度與傷情輕重和意識障礙程度呈正相關(guān)；動態(tài)監(jiān)測β-EP水平變化可以反映機體的病理生理改變和預(yù)測病人的預(yù)后[16, 17]。
Mcintoch等報道，納洛酮治療也可改善傷后運動神經(jīng)功能恢復(fù)。納洛酮與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的μ、κ和δ受體結(jié)合，具有麻醉催醒及解除呼吸抑制的作用。使病人存活質(zhì)量明顯提高，致殘率降低。對抗內(nèi)源性阿片肽引起的應(yīng)激性病理生理改變具有起效快、作用可靠的優(yōu)點[18-20]。納洛酮競爭性阻斷內(nèi)源性阿片肽與中樞和外周神經(jīng)的阿片受體結(jié)合，其可能的神經(jīng)保護作用機制有：（1）抑制軟膜血管收縮，增加腦血流和腦灌注壓；（2）抑制缺血時細(xì)胞膜脂質(zhì)分解代謝，抑制氧自由基的產(chǎn)生和抗脂質(zhì)過氧化作用，增加細(xì)胞膜的穩(wěn)定性；（3）改善缺血時神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+、Mg2+紊亂，恢復(fù)線粒體氧化磷酸化和能量供給；（4）抑制腦損傷時小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，減少炎癥介質(zhì)產(chǎn)生和級聯(lián)反應(yīng)；（5）降低ET、提高降鈣素基因相關(guān)肽水平保護神經(jīng)元；（6）減輕心血管神經(jīng)中樞功能抑制，抑制外周血管平滑肌收縮，從而調(diào)節(jié)血壓，改善創(chuàng)傷后休克狀況等作用機制，逆轉(zhuǎn)β-EP對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制和損害[7, 21]。
另外，納洛酮治療腦外傷的量效關(guān)系非常復(fù)雜，可能與內(nèi)源性阿片肽及其受體與腦外傷之間關(guān)系復(fù)雜有關(guān)。Hayes等發(fā)現(xiàn)，小劑量納洛酮明顯加重顱腦外傷動物傷后運動神經(jīng)功能障礙；相反，阿片受體類似物嗎啡可明顯減輕顱腦外傷動物傷后運動神經(jīng)功能障礙[22]。Flamm等也發(fā)現(xiàn)對于急性脊髓損傷的病人，小劑量納洛酮對體感誘發(fā)電位無任何改善，而大劑量納洛酮則可明顯改善體感誘發(fā)電位。近年來的研究結(jié)果表明，μ和δ受體對顱腦損傷具有保護作用[23]。動物實驗結(jié)果表明，納洛酮較小劑量時主要產(chǎn)生μ受體阻斷效應(yīng)，大劑量時才拮抗κ、δ受體，產(chǎn)生更強的神經(jīng)保護作用。存在納洛酮治療的這種量效關(guān)系的具體機制目前還不是特別清楚，估計與顱腦外傷后各種阿片類物質(zhì)升高的時間、速度、幅度、持續(xù)時間以及不同劑量納洛酮與幾種受體親和力不同有關(guān)。 3 結(jié)論 總之，納洛酮能競爭性阻斷內(nèi)源性阿片肽對神經(jīng)功能的損害作用，減少自由基的產(chǎn)生、小膠質(zhì)細(xì)胞活化和炎癥介質(zhì)的釋放，改善神經(jīng)細(xì)胞的能量代謝，逆轉(zhuǎn)鈣離子、興奮性氨基酸升高等對神經(jīng)系統(tǒng)的損害作用，并可能增加內(nèi)源性腦保護因子的活性而達(dá)到神經(jīng)保護的作用。但其具體的作用機制和臨床療效仍需要進(jìn)一步觀察。 1 Whitelaw A. Systematic review of therapy after hypoxic-ischaemic brain injury in the perinatal period. Semin Neonatol , 2000 , 5: 33-40.
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