大鼠皮质N-甲基-D-天冬氨酸受体在脑损伤后的时相变化
作者：罗成义 徐如祥 王清华
单位：第一军医大学珠江医院神经外科(广州 510282)
关键词：脑损伤；脑水肿；大鼠
中国病理生理杂志990521 摘 要 目的：观测N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体在脑损伤后的变化规律以及与继发性脑水肿发生和发展的关系。方法：用放射性配基结合分析法对伤后不同时间的大鼠伤侧大脑皮质NMDA受体活性进行测定；用干湿法测伤后伤侧皮质水含量。结果：NMDA受体活性(Bmax)于伤后30 min迅速上升达高峰，脑水肿于伤后6～24 h最明显；用NMDA受体的竞争性拮抗剂AP5(2-amino-5-phosphonlanoic acid)治疗后，脑水肿及NMDA受体活性与损伤组比较明显降低。结论：脑损伤后释放的谷氨酸可通过激活NMDA受体而发挥神经元兴奋毒作用。
The changes of NMDA receptor activities in neuronal membrane after brain injury
, 百拇医药
LUO Cheng-Yi， XU Ru-Xiang， WANG Qing-Hua
Department of Neurosurgery, Zhujiang Hospital, The First Military Medical University, Guangzhou(510282)
Abstract AIM To study the changes of NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptor activities and its relationship to secondary brain edema after brain injury. METHODS：NMDA receptor activities of neuronal membrane in the brain cortex were detected by using a radio ligand binding assay at different time after brain injury, the water contents of brain cortex were measured by dry-wet method.RESULTS：Bmax of NMDA receptor increased significantly and reached the peak at 30 minutes and the increase of water contents were obvious from 6 to 24 hours after brain injury; After treated with AP5(2-amino-5-phosphonlanoic acids), a selective NMDA receptor antagonist, the water contents and NMDA receptor antagonist, the water contents and NMDA receptor activities on neuron membrane decreased significanty compared to normal control group.CONCLUSION：Released glutamic acid might generate excitatoxic effect by activating NMDA receptor after brain injury.
, 百拇医药
MeSH Brain injuries; Brain edema; Rats
脑损伤后早期谷氨酸大量释放，作用于其受体而发挥兴奋性神经毒作用[1]，从而加重了脑损伤继发性损害，但主要通过何种受体发挥作用尚有争议。谷氨酸受体大致可分为N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate, NMDA)受体和非NMDA受体两类，我们以NMDA受体为研究对象，对脑损伤及AP5治疗后不同时间伤侧大脑皮质NMDA受体活性与含水量进行测定，以探讨脑损伤后NMDA受体活性的时相变化与脑损伤继发性脑水肿的关系。
材料与方法
一、主要试剂：
[3 H]-L-谷氨酸([3H]-L-Glu, 181.1×1010Bq/mmol, Sigma),3±2-羟基哌嗪丙基磷酸3-[(±)-2-ca-rboxypiperazin-4-yl]-propyl-1-phosphonic acid (CPP,Sigma);2-氨基-5-磷基戊酸(2-amino-5-phosphonlanoicacid,AP5),Sigma;人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid, ACSF):120 mmol/L NaCl, 25 mmol/L NaHCO3, 3.3 mmol/L KCl, 2.6 mmol/L CaCl2, 1.4 mmol/L KHPO4, 1.2 MgSO4， 7 H2O,10 mmol/L glucose, pH7.4, 自配。
, 百拇医药
二、实验动物分组及脑损伤模型复制：
雄性SD大鼠260只，体重(250±30) g，随机分成26组，每组10只，自腹腔注射10%水合氯醛(0.35 g/kg体重)麻醉后，将大鼠固定于江湾Ⅱ型脑立体定向仪上，剪毛、消毒，切开头皮、冠状缝后矢状缝旁左右各钻1个直径5 mm的圆形骨窗，硬脑膜完整，采用改良的Feeney等自由落体击伤模型[2]造成左顶叶局限性脑挫裂伤。分别于伤后不同时间点断头采集脑标本。脑损伤+AP5组于伤前30 min经右侧脑室注射AP5(2 mmol/L/ACSF)5 μL，侧脑室注射部位位于前囟右0.8 mm,后1.5 mm，自硬脑膜进针4 mm，轻轻回抽出脑脊液即可确定；脑损伤+ACSF组伤前30 min经侧脑室注射ACSF 5 μL。正常组不作任何处理；假手术组仅开窗不致伤，术后24 h处死。
三、伤侧皮质含水量及NMDA受体活性测定：
, 百拇医药
动物断头处死后，取出全脑，仔细去除凝血块及破碎坏死组织，自损伤区后缘取皮质1块约(100±10) mg，用电子分析天平测脑皮质湿重，然后放于110℃烤箱烘烤24 h至恒重，取出称干重，用干湿法计算其含水量。
取伤侧余下大脑皮质，置于冰冷的离心缓冲液中，匀浆后低速离心(600 g, 4℃)5 min，取上清再次离心(1 500×g, 4℃)10 min，取上清于37℃水浴中孵化30 min，然后高速离心(4 800×g,4℃)15 min，去上清，用孵育缓冲液充分混悬沉淀，以考马斯亮兰法测膜受体蛋白浓度，并作改进测NMDA受体活性，总结合管和非特异结合管分别加膜蛋白50 μL，与终浓度分别为4、8、12、16、20、24、28、32 nmol/L的[3H]-Glu 50 μL混匀，非特异管内加CPP(终浓度为100 mmol/L) 50 μL,两组均用 ACSF补足使其终浓度为300 μL。于25℃恒温水浴中反应30 min，冰浴终止其反应，用多头细胞收集仪将膜蛋白收集于玻璃纤维滤纸上，80℃烤干1 h，置闪烁仪内测其放射比活性。
, http://www.100md.com
四、统计方法：
按Schachard公式对所得数据进行处理，求出Bmax(单位fmol/mg蛋白)和KD(单位nmol/L)，用F检验进行统计分析。
结果
1.随着反应管中放射配基浓度的递增，受体与配基的结合也逐渐增加，当放射配基浓度达一定量时，受体与配基的结合即达饱和，根据饱和曲线按Schachard公式即可求出Bmax和KD。
2.脑损伤后伤侧大脑皮质含水量于30 min高于正常组，6～24 h最明显，之后逐步下降，伤后168 h与正常组比较差异不显著；脑损伤+AP5组于伤后30 min伤侧皮质水含量明显低于损伤组但明显高于正常组(见表1)。
表1 大鼠大脑损伤后伤侧大脑皮质含水量变
, 百拇医药
Tab 1 Changes of injured cortex water contents after
brain injury in rats (
,n=10) Group
Injured cortex water contents(%)
Normal control
79.46±0.53
Sham control
79.67±0.82
Brain injury
, 百拇医药
Postinjured(h)
0.25
79.66±0.82
0.5
80.06±0.63*
1
80.70±0.63*
3
81.31±0.78*
6
81.49±0.78*
, 百拇医药
24
81.47±0.82*
72
80.43±0.36*
168
79.49±0.67
Brain injury+AP5
Postinjured(h)
0.25
79.48±0.56
0.5
, http://www.100md.com
79.59±0.45#
1
79.42±0.61#
3
80.23±0.61*#
6
80.58±0.65*#
24
80.75±0.53*#
72
79.62±0.71
, 百拇医药
168
79.53±0.64
Brain injury+ACSF
Postinjured(h)
0.25
79.69±0.62
0.5
80.05±0.57*
1
80.68±0.61*
3
, 百拇医药 81.33±0.64*
6
81.50±0.71*
24
81.48±0.69*
72
80.52±0.49*
168
79.52±0.63
*P<0.01, vs normal control group；
#P<0.01, vs brain injury group
, 百拇医药
3.伤后大鼠伤侧大脑皮质NMDA受体活性 Bmax于伤后15 min明显高于正常组，30 min最明显，然后下降，6 h达最低，伤后72与正常组比较无差异；KD值于伤后15 min明显低于正常组，30 min达最低，之后上升，至伤后6 h与正常组比较无差异。脑损伤+AP5组于伤后30 min伤侧皮质NMDA受体活性Bmax明显低于损伤组，与正常组比较无差异(见表2)。
表2 大鼠大脑损伤后伤侧大脑皮质神经细胞
NMDA受体活性变化
Tab 2 Changes of injured cortex NMDA receptor
activities after brain injury in rats (,n=10) Group
, 百拇医药
Bmax(fmol/mg)
KD(nmol/L)
Normal control
273.77±77
12.28±1.62
Sham control
275.16±9.16
12.03±1.59
Brain injury
Postinjured(h)
0.25
, 百拇医药
319.41±8.45**
8.42±1.53**
0.5
362.26±9.43**
6.63±1.71**
1
278.13±8.62
7.69±1.48**
3
261.64±7.54**
, http://www.100md.com
10.72±1.61*
6
227.58±9.21**
11.94±1.58
24
247.72±8.24**
12.63±1.65
72
278.32±10.13
12.44±1.47
168
, http://www.100md.com
274.15±8.79
12.58±1.71
Brain injury+AP5
Postinjured(h)
0.25
274.48±8.63#
12.14±1.52#
0.5
278.36±9.28#
12.01±1.46#
, http://www.100md.com
1
275.23±10.64
11.83±1.39#
3
276.08±8.71#
10.95±1.47#
6
273.82±9.08#
12.30±1.58
24
272.72±8.14#
, 百拇医药
11.97±1.56
72
274.62±10.02
12.15±1.51
168
273.93±9.21
11.98±1.60
Brain injury+ACSF
Postinjured(h)
0.25
318.67±8.51**
, http://www.100md.com
8.46±1.49**
0.5
364.31±9.29**
6.59±1.72**
1
279.03±9.01
7.64±1.52**
3
263.59±8.23**
9.64±1.63**
, 百拇医药
6
229.44±9.32**
11.98±1.54
24
250.11±8.36**
12.22±1.52
72
276.41±9.25
11.93±1.66
168
273.69±8.83
, http://www.100md.com 12.32±1.57
*P<0.05, **P<0.01, vs normal control group;
#P<0.01, vs brain injury group
4.正常组与假手术组比较无明显差异；损伤组+ACSF组与损伤组比较也无明显差异。
讨论
已有报道脑缺血性脑损伤后早期谷氨酸大量释放产生神经元兴奋毒作用，从而加重脑缺血损伤后继发性脑损害[3]，创伤性脑损伤后5 min谷氨酸浓度迅速升高亦参与了创伤后继发性脑损害[1]，但对其如何发挥兴奋毒作用的机制尚不十分明了，推测其机制可能是：谷氨酸作为一种主要的兴奋性神经递质，通常以囊泡形式存在于突触末端，并依赖于钙的存在而释放，遭受创伤等刺激后囊泡迅速向突触间隙释放谷氨酸，作用于突触后膜上的谷氨酸受体而发挥神经元兴奋毒作用。
, 百拇医药
本实验发现NMDA受体活性Bmax伤后15 min即谷氨酸大量释放后不久即增加，很可能是高浓度的氨酸激活了NMDA受体，甚至还启动了储备的NMDA受体，并使NMDA受体活性Bmax于伤后30 min上升达高峰。而NMDA受体是一种与钙离子相偶联的离子通道复合体，激活后钙内流增加最终导致细胞内钙超载，加重了继发性脑损害[4]，启动了神经细胞凋亡[5]，因而引起神经细胞膜NMDA受体减少，其活性又逐渐下降并于伤后6 h达最低。
Bmax值为受体与配基的最大结合容量，代表受体数量，KD值为平衡解离常数，与亲和力成反比。脑损伤后早期Bmax升高，KD下降，说明了NMDA受体受谷氨酸激活后，其受体数量和亲和力增加，该受体激活后不仅使与其相偶联的阳离子如Ca2+、Na+、Mg2+、K+等通透性增加，细胞内高渗而导致细胞毒性脑水肿；同时又使大脑皮质对葡萄糖等的利用增加[6]，因而NMDA受体过度激活引起神经细胞能量代谢障碍进一步加重了继发性损害。
, http://www.100md.com
AP5是NMDA受体的竞争性拮抗剂，它与该受体的亲和力高于谷氨酸[7]，经侧脑室注射AP5后，AP5首先结合于NMDA受体中的谷氨酸结合位点，使损伤后释放的谷氨酸不能与NMDA受体结合，阻断了NMDA受体介导的神经元兴奋毒作用，结果损伤+AP5组于伤后30 min伤侧皮质未出现明显水肿；尽管该组动物于伤后24 h伤侧皮质水含量与损伤组比较明显降低，但仍高于正常组，提示NMDA受体被阻断后大量释放的谷氨酸作用非NMDA受体亦能产生激活反应[8]，加上脑损伤后还有其它作用机制如自由基损伤等也可导致继发性脑水肿，因而AP5侧脑室注射后仍不能使伤后脑水肿完全消除。
本实验结果提示脑损伤后大量释放的谷氨酸主要通过激活NMDA受体而启动继发性损害，使用其受体拮抗剂能显著减轻脑损伤后继发性脑水肿。
参 考 文 献
, 百拇医药
1 于明琨，朱 诚，张光霁，等.实验性颅脑损伤脑组织氨基酸含量变化及意义.中华神经外科杂志，1994，10(1)：34.
2 Feeney DM, Boyeson MG, Linn RT, et al. Responses to cortical injury:Ⅰ . Methodology and local effects of contusions in the rat. Brain Res, 1981, 211: 67.
3 Olney JW. Excitatocins:an overview. In:Fuxe K, Roberts PJ, Schwarcz R. eds. Excitatoxins. London: Macmillan Press, 1983. 82～96.
4 徐如祥，易声禹，吴声伶，等.神经细胞钙通道变化及对鼠脑屏障和外伤性脑水肿的影响.中华神经外科杂志，1992，8(1)：41.
, 百拇医药
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6 Kawamata T, Katayama, Hovda DA, et al. Administration of excitatory amino acid antagonists via microdialysis attenuates the increase in glucose utilization seen following concussive brain injury. J Cereb Blood Flow Metab, 1992, 12(1):12.
7 Olverman HJ, Jones AW, Wafkins JC. L-glutamate has higher affinity than other anino acids for [3H]-D-AP5 binding sites in rat brain membrans. Nature, 1984, 307(2):460.
8 Jahr CE, Slevens CF. Glutamate activates multiple single channel conductances in hippocampal neurons. Nature(Lond), 1987, 325:522.
(1997年8月26日收稿，1998年3月17日修回), 百拇医药
单位：第一军医大学珠江医院神经外科(广州 510282)
关键词：脑损伤；脑水肿；大鼠
中国病理生理杂志990521 摘 要 目的：观测N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体在脑损伤后的变化规律以及与继发性脑水肿发生和发展的关系。方法：用放射性配基结合分析法对伤后不同时间的大鼠伤侧大脑皮质NMDA受体活性进行测定；用干湿法测伤后伤侧皮质水含量。结果：NMDA受体活性(Bmax)于伤后30 min迅速上升达高峰，脑水肿于伤后6～24 h最明显；用NMDA受体的竞争性拮抗剂AP5(2-amino-5-phosphonlanoic acid)治疗后，脑水肿及NMDA受体活性与损伤组比较明显降低。结论：脑损伤后释放的谷氨酸可通过激活NMDA受体而发挥神经元兴奋毒作用。
The changes of NMDA receptor activities in neuronal membrane after brain injury
, 百拇医药
LUO Cheng-Yi， XU Ru-Xiang， WANG Qing-Hua
Department of Neurosurgery, Zhujiang Hospital, The First Military Medical University, Guangzhou(510282)
Abstract AIM To study the changes of NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptor activities and its relationship to secondary brain edema after brain injury. METHODS：NMDA receptor activities of neuronal membrane in the brain cortex were detected by using a radio ligand binding assay at different time after brain injury, the water contents of brain cortex were measured by dry-wet method.RESULTS：Bmax of NMDA receptor increased significantly and reached the peak at 30 minutes and the increase of water contents were obvious from 6 to 24 hours after brain injury; After treated with AP5(2-amino-5-phosphonlanoic acids), a selective NMDA receptor antagonist, the water contents and NMDA receptor antagonist, the water contents and NMDA receptor activities on neuron membrane decreased significanty compared to normal control group.CONCLUSION：Released glutamic acid might generate excitatoxic effect by activating NMDA receptor after brain injury.
, 百拇医药
MeSH Brain injuries; Brain edema; Rats
脑损伤后早期谷氨酸大量释放，作用于其受体而发挥兴奋性神经毒作用[1]，从而加重了脑损伤继发性损害，但主要通过何种受体发挥作用尚有争议。谷氨酸受体大致可分为N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate, NMDA)受体和非NMDA受体两类，我们以NMDA受体为研究对象，对脑损伤及AP5治疗后不同时间伤侧大脑皮质NMDA受体活性与含水量进行测定，以探讨脑损伤后NMDA受体活性的时相变化与脑损伤继发性脑水肿的关系。
材料与方法
一、主要试剂：
[3 H]-L-谷氨酸([3H]-L-Glu, 181.1×1010Bq/mmol, Sigma),3±2-羟基哌嗪丙基磷酸3-[(±)-2-ca-rboxypiperazin-4-yl]-propyl-1-phosphonic acid (CPP,Sigma);2-氨基-5-磷基戊酸(2-amino-5-phosphonlanoicacid,AP5),Sigma;人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid, ACSF):120 mmol/L NaCl, 25 mmol/L NaHCO3, 3.3 mmol/L KCl, 2.6 mmol/L CaCl2, 1.4 mmol/L KHPO4, 1.2 MgSO4， 7 H2O,10 mmol/L glucose, pH7.4, 自配。
, 百拇医药
二、实验动物分组及脑损伤模型复制：
雄性SD大鼠260只，体重(250±30) g，随机分成26组，每组10只，自腹腔注射10%水合氯醛(0.35 g/kg体重)麻醉后，将大鼠固定于江湾Ⅱ型脑立体定向仪上，剪毛、消毒，切开头皮、冠状缝后矢状缝旁左右各钻1个直径5 mm的圆形骨窗，硬脑膜完整，采用改良的Feeney等自由落体击伤模型[2]造成左顶叶局限性脑挫裂伤。分别于伤后不同时间点断头采集脑标本。脑损伤+AP5组于伤前30 min经右侧脑室注射AP5(2 mmol/L/ACSF)5 μL，侧脑室注射部位位于前囟右0.8 mm,后1.5 mm，自硬脑膜进针4 mm，轻轻回抽出脑脊液即可确定；脑损伤+ACSF组伤前30 min经侧脑室注射ACSF 5 μL。正常组不作任何处理；假手术组仅开窗不致伤，术后24 h处死。
三、伤侧皮质含水量及NMDA受体活性测定：
, 百拇医药
动物断头处死后，取出全脑，仔细去除凝血块及破碎坏死组织，自损伤区后缘取皮质1块约(100±10) mg，用电子分析天平测脑皮质湿重，然后放于110℃烤箱烘烤24 h至恒重，取出称干重，用干湿法计算其含水量。
取伤侧余下大脑皮质，置于冰冷的离心缓冲液中，匀浆后低速离心(600 g, 4℃)5 min，取上清再次离心(1 500×g, 4℃)10 min，取上清于37℃水浴中孵化30 min，然后高速离心(4 800×g,4℃)15 min，去上清，用孵育缓冲液充分混悬沉淀，以考马斯亮兰法测膜受体蛋白浓度，并作改进测NMDA受体活性，总结合管和非特异结合管分别加膜蛋白50 μL，与终浓度分别为4、8、12、16、20、24、28、32 nmol/L的[3H]-Glu 50 μL混匀，非特异管内加CPP(终浓度为100 mmol/L) 50 μL,两组均用 ACSF补足使其终浓度为300 μL。于25℃恒温水浴中反应30 min，冰浴终止其反应，用多头细胞收集仪将膜蛋白收集于玻璃纤维滤纸上，80℃烤干1 h，置闪烁仪内测其放射比活性。
, http://www.100md.com
四、统计方法：
按Schachard公式对所得数据进行处理，求出Bmax(单位fmol/mg蛋白)和KD(单位nmol/L)，用F检验进行统计分析。
结果
1.随着反应管中放射配基浓度的递增，受体与配基的结合也逐渐增加，当放射配基浓度达一定量时，受体与配基的结合即达饱和，根据饱和曲线按Schachard公式即可求出Bmax和KD。
2.脑损伤后伤侧大脑皮质含水量于30 min高于正常组，6～24 h最明显，之后逐步下降，伤后168 h与正常组比较差异不显著；脑损伤+AP5组于伤后30 min伤侧皮质水含量明显低于损伤组但明显高于正常组(见表1)。
表1 大鼠大脑损伤后伤侧大脑皮质含水量变
, 百拇医药
Tab 1 Changes of injured cortex water contents after
brain injury in rats (
,n=10) GroupInjured cortex water contents(%)
Normal control
79.46±0.53
Sham control
79.67±0.82
Brain injury
, 百拇医药
Postinjured(h)
0.25
79.66±0.82
0.5
80.06±0.63*
1
80.70±0.63*
3
81.31±0.78*
6
81.49±0.78*
, 百拇医药
24
81.47±0.82*
72
80.43±0.36*
168
79.49±0.67
Brain injury+AP5
Postinjured(h)
0.25
79.48±0.56
0.5
, http://www.100md.com
79.59±0.45#
1
79.42±0.61#
3
80.23±0.61*#
6
80.58±0.65*#
24
80.75±0.53*#
72
79.62±0.71
, 百拇医药
168
79.53±0.64
Brain injury+ACSF
Postinjured(h)
0.25
79.69±0.62
0.5
80.05±0.57*
1
80.68±0.61*
3
, 百拇医药 81.33±0.64*
6
81.50±0.71*
24
81.48±0.69*
72
80.52±0.49*
168
79.52±0.63
*P<0.01, vs normal control group；
#P<0.01, vs brain injury group
, 百拇医药
3.伤后大鼠伤侧大脑皮质NMDA受体活性 Bmax于伤后15 min明显高于正常组，30 min最明显，然后下降，6 h达最低，伤后72与正常组比较无差异；KD值于伤后15 min明显低于正常组，30 min达最低，之后上升，至伤后6 h与正常组比较无差异。脑损伤+AP5组于伤后30 min伤侧皮质NMDA受体活性Bmax明显低于损伤组，与正常组比较无差异(见表2)。
表2 大鼠大脑损伤后伤侧大脑皮质神经细胞
NMDA受体活性变化
Tab 2 Changes of injured cortex NMDA receptor
activities after brain injury in rats (
,n=10) Group, 百拇医药
Bmax(fmol/mg)
KD(nmol/L)
Normal control
273.77±77
12.28±1.62
Sham control
275.16±9.16
12.03±1.59
Brain injury
Postinjured(h)
0.25
, 百拇医药
319.41±8.45**
8.42±1.53**
0.5
362.26±9.43**
6.63±1.71**
1
278.13±8.62
7.69±1.48**
3
261.64±7.54**
, http://www.100md.com
10.72±1.61*
6
227.58±9.21**
11.94±1.58
24
247.72±8.24**
12.63±1.65
72
278.32±10.13
12.44±1.47
168
, http://www.100md.com
274.15±8.79
12.58±1.71
Brain injury+AP5
Postinjured(h)
0.25
274.48±8.63#
12.14±1.52#
0.5
278.36±9.28#
12.01±1.46#
, http://www.100md.com
1
275.23±10.64
11.83±1.39#
3
276.08±8.71#
10.95±1.47#
6
273.82±9.08#
12.30±1.58
24
272.72±8.14#
, 百拇医药
11.97±1.56
72
274.62±10.02
12.15±1.51
168
273.93±9.21
11.98±1.60
Brain injury+ACSF
Postinjured(h)
0.25
318.67±8.51**
, http://www.100md.com
8.46±1.49**
0.5
364.31±9.29**
6.59±1.72**
1
279.03±9.01
7.64±1.52**
3
263.59±8.23**
9.64±1.63**
, 百拇医药
6
229.44±9.32**
11.98±1.54
24
250.11±8.36**
12.22±1.52
72
276.41±9.25
11.93±1.66
168
273.69±8.83
, http://www.100md.com 12.32±1.57
*P<0.05, **P<0.01, vs normal control group;
#P<0.01, vs brain injury group
4.正常组与假手术组比较无明显差异；损伤组+ACSF组与损伤组比较也无明显差异。
讨论
已有报道脑缺血性脑损伤后早期谷氨酸大量释放产生神经元兴奋毒作用，从而加重脑缺血损伤后继发性脑损害[3]，创伤性脑损伤后5 min谷氨酸浓度迅速升高亦参与了创伤后继发性脑损害[1]，但对其如何发挥兴奋毒作用的机制尚不十分明了，推测其机制可能是：谷氨酸作为一种主要的兴奋性神经递质，通常以囊泡形式存在于突触末端，并依赖于钙的存在而释放，遭受创伤等刺激后囊泡迅速向突触间隙释放谷氨酸，作用于突触后膜上的谷氨酸受体而发挥神经元兴奋毒作用。
, 百拇医药
本实验发现NMDA受体活性Bmax伤后15 min即谷氨酸大量释放后不久即增加，很可能是高浓度的氨酸激活了NMDA受体，甚至还启动了储备的NMDA受体，并使NMDA受体活性Bmax于伤后30 min上升达高峰。而NMDA受体是一种与钙离子相偶联的离子通道复合体，激活后钙内流增加最终导致细胞内钙超载，加重了继发性脑损害[4]，启动了神经细胞凋亡[5]，因而引起神经细胞膜NMDA受体减少，其活性又逐渐下降并于伤后6 h达最低。
Bmax值为受体与配基的最大结合容量，代表受体数量，KD值为平衡解离常数，与亲和力成反比。脑损伤后早期Bmax升高，KD下降，说明了NMDA受体受谷氨酸激活后，其受体数量和亲和力增加，该受体激活后不仅使与其相偶联的阳离子如Ca2+、Na+、Mg2+、K+等通透性增加，细胞内高渗而导致细胞毒性脑水肿；同时又使大脑皮质对葡萄糖等的利用增加[6]，因而NMDA受体过度激活引起神经细胞能量代谢障碍进一步加重了继发性损害。
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AP5是NMDA受体的竞争性拮抗剂，它与该受体的亲和力高于谷氨酸[7]，经侧脑室注射AP5后，AP5首先结合于NMDA受体中的谷氨酸结合位点，使损伤后释放的谷氨酸不能与NMDA受体结合，阻断了NMDA受体介导的神经元兴奋毒作用，结果损伤+AP5组于伤后30 min伤侧皮质未出现明显水肿；尽管该组动物于伤后24 h伤侧皮质水含量与损伤组比较明显降低，但仍高于正常组，提示NMDA受体被阻断后大量释放的谷氨酸作用非NMDA受体亦能产生激活反应[8]，加上脑损伤后还有其它作用机制如自由基损伤等也可导致继发性脑水肿，因而AP5侧脑室注射后仍不能使伤后脑水肿完全消除。
本实验结果提示脑损伤后大量释放的谷氨酸主要通过激活NMDA受体而启动继发性损害，使用其受体拮抗剂能显著减轻脑损伤后继发性脑水肿。
参 考 文 献
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(1997年8月26日收稿，1998年3月17日修回), 百拇医药