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1腦炸裂的概述
腦炸裂包括超氧化物陰離子、過氧化氫,羥腦炸裂、脂氧腦炸裂、一氧化氮腦炸裂、硝基腦炸裂、氮氧腦炸裂、單線態(tài)氧及烷過氧基等。正常狀態(tài)下,線粒體內(nèi)大約2%氧氣轉(zhuǎn)化為腦炸裂,超氧化物陰離子是產(chǎn)生其他腦炸裂的基礎(chǔ)。過氧化氫容易透過脂質(zhì)雙分子層,一般情況下較穩(wěn)定,不損害DNA、蛋白質(zhì)或脂質(zhì),在高濃度和病理情況下才對(duì)活體細(xì)胞具有毒性,其在中樞性神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用可能是作為羥腦炸裂的前體。羥腦炸裂反應(yīng)性最強(qiáng),能與細(xì)胞中任何分子狀態(tài)反應(yīng),壽命很短,是腦炸裂造成病理損害的主要物質(zhì)。一氧化氮也稱作活性氮,在腦內(nèi)有重要的功能,如保持血-腦脊液屏障的完整和調(diào)節(jié)腦血流量。一氧化氮與超氧化物陰離子反應(yīng)生成硝基腦炸裂,不僅參與脂質(zhì)過氧化反應(yīng),也參與碳酸根的生成,是機(jī)體重要的腦炸裂。機(jī)體產(chǎn)生腦炸裂的地方主要為線粒體電子傳遞鏈、內(nèi)皮網(wǎng)和脂質(zhì)雙分子層。
2顱腦損傷后腦炸裂增加的原因
最早闡明腦炸裂在腦外傷病理中的作用,發(fā)現(xiàn)超氧化物陰離子在傷后立即增加。Kerman等在實(shí)驗(yàn)性大鼠模型中發(fā)現(xiàn),顱腦損傷后丙二醛顯著增加,SOD和GPx顯著下降。Dohi等發(fā)現(xiàn),顱腦損傷患者烷腦炸裂顯著增加。秦曉云等檢測腦外傷患者血中丙二醛,于傷后24h發(fā)現(xiàn)升高,顯著升高出現(xiàn)在傷后72h。目前的研究發(fā)現(xiàn),腦炸裂增加的原因主要包括如下幾個(gè)方面。腦缺血缺氧和血液再灌注損傷顱腦損傷后,由于腦血管痙攣、腦灌注不足及血腫壓迫等原因?qū)е戮植炕蛘麄€(gè)腦組織缺血缺氧和血液再灌注,導(dǎo)致腦炸裂大量生成。其機(jī)制為:黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶途徑。缺血狀態(tài)下,鈣超載導(dǎo)致黃嘌呤生成顯著增加,促進(jìn)腦炸裂產(chǎn)生;花生四烯酸途徑。應(yīng)激狀態(tài)下,花生四烯酸從細(xì)胞膜中大量釋放(膜磷脂降解),通過環(huán)氧化酶作用轉(zhuǎn)化為前列腺素,促使生成超氧化物陰離子等腦炸裂;一氧化氮合酶途徑。顱腦損傷后,缺血、缺氧和炎性反應(yīng)均可誘導(dǎo)一氧化氮合酶的表達(dá),造成一氧化氮過度產(chǎn)生,然后反應(yīng)生成硝基腦炸裂。中性粒細(xì)胞和血小板的作用中性粒細(xì)胞在傷后數(shù)分鐘即可釋放出,逐漸集中在損傷區(qū)域,然后通過還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶生成腦炸裂,血小板表面的超氧化物產(chǎn)生系統(tǒng)也可產(chǎn)生超氧腦炸裂。鐵離子的作用顱腦損傷后,腦內(nèi)出現(xiàn)各種血腫、蛛網(wǎng)膜下腔出血及腦挫傷灶出血等,其中紅細(xì)胞破壞時(shí),釋放出大量鐵離子、血紅素等,而鐵離子可與過氧化氫反應(yīng),生成羥腦炸裂,即Fenton反應(yīng)。當(dāng)pH值呈中性時(shí),大多數(shù)鐵離子通過鐵蛋白儲(chǔ)存,由于顱腦損傷時(shí)受傷區(qū)域pH值顯著下降,故導(dǎo)致從鐵蛋白釋放鐵離子較多,也促進(jìn)腦炸裂大量生成,而且鐵離子參與脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng),加速對(duì)膜磷脂的破壞。線粒體源性腦炸裂生成增多創(chuàng)傷性腦外傷后線粒體產(chǎn)生腦炸裂的重要性越來越受到重視。正常情況下,線粒體代謝的氧就有1%~2%轉(zhuǎn)變?yōu)槌蹶庪x子。顱腦損傷后,創(chuàng)傷部分抑制線粒體電子傳遞鏈,產(chǎn)生大量腦炸裂,腦炸裂的過度產(chǎn)生造成線粒體功能異常,提示線粒體既是產(chǎn)生腦炸裂的源泉,也是腦炸裂作用的重要部位。
3討論
內(nèi)源性抗氧化防御體系削弱顱腦損傷后機(jī)體自身防御能力減弱,如GPx、SOD含量下降,低分子抗氧化物也減少。Bayir等[通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測顱腦損傷的兒童和嬰兒體內(nèi)抗氧化物的含量發(fā)現(xiàn),腦外傷后抗氧化物維生素C、谷胱甘肽較對(duì)照組明顯減少。腦炸裂參與顱腦損傷繼發(fā)性損傷的相關(guān)機(jī)制腦炸裂較容易損傷腦組織,是由于腦組織及腦炸裂具有如下特點(diǎn):腦炸裂具有氧化反應(yīng)特性;神經(jīng)細(xì)胞膜富含磷脂,主要是多不飽和脂肪酸,諸如二十二碳六烯酸、亞油酸及花生四烯酸等,易發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng);中樞神經(jīng)系統(tǒng)鐵離子分布廣泛,呈多區(qū)域性分布,含量較高,當(dāng)pH值呈中性時(shí),大多數(shù)鐵離子通過鐵蛋白儲(chǔ)存,一旦pH值下降時(shí),鐵離子則被釋放,通過Fenton反應(yīng)催化腦炸裂大量形成;腦組織具有高氧代謝率,所利用的氧占到全身利用氧的20%,然而腦組織質(zhì)量僅占全身的2%~3%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他組織利用氧率;較低的抗氧防御能力,使中樞神經(jīng)系統(tǒng)較弱,腦炸裂損傷修復(fù)能力差,神經(jīng)細(xì)胞不能再生,腦內(nèi)過氧化氫酶活性也較低。
作者:蔣濤但煒武單位:警重慶總隊(duì)醫(yī)院神經(jīng)外科