麻醉药对脑代谢和脑缺血的作用
时间：2010-08-24 10:19:23 来源： 作者：
| 引言 理解脑代谢是理解脑缺血和神经损伤的基础。代谢包括能量的产生和利用。突触传递、离子运动、分子调控、蛋白质合成和细胞内物质转运这些细胞活动都需要能量。我将阐述代谢的一些重要特征，讨论缺血对代谢的影响。我还将讨论麻醉药如何干预神经损伤的机制。我希望我的报告使大家更理解改善脑代谢损伤复苏中的难题。 能量产生 葡萄糖是神经元主要的能量来源。葡萄糖通过血脑屏障经转运蛋白转入神经元是不耗能的过程。葡萄糖经过代谢转化成腺苷三磷酸（ＡＴＰ）。ＡＴＰ分解为ＡＤＰ（腺苷二磷酸）为绝大多数细胞活动提供能量，脑细胞没有ＡＴＰ必将死亡。 在正常情况下葡萄糖代谢成丙酮酸，在这一过程中产生ＡＴＰ和ＮＡＤＨ。丙酮酸进入柠檬酸循环，进一步产生ＮＡＤＨ。线粒体将ＮＡＤＨ氧化成ＮＡＤ和ＡＤＰ与无机磷生成ＡＴＰ两过程相耦联。这一过程中每分子ＮＡＤＨ转化成３分子ＡＴＰ，每分子葡萄糖代谢生成３８分子ＡＴＰ。 缺氧时，线粒体产生ＡＴＰ和ＮＡＤＨ重生成ＮＡＤ减少。葡萄糖代谢需要ＮＡＤ，ＮＡＤ缺少时葡萄糖代谢受阻。缺氧时葡萄糖代谢方式改变，丙酮酸转化成乳酸产生ＮＡＤ。这一过程产生的Ｈ＋可能对神经有损害。除降低ｐＨ值外，无氧糖酵解的一个大问题在于每分子葡萄糖代谢只生成２分子ＡＴＰ。此ＡＴＰ水平不足以满足脑的能量需要。缺血时除中断氧供应外还中断葡萄糖的供应。无氧酵解途径也被阻止了。 需能的细胞活动 将胞膜两侧的离子泵入 ／ 出细胞是脑中最需能的活动。钠、钾、钙离子不断从胞膜漏过，将这些离子泵回原位需要ＡＴＰ。神经元兴奋显著增加了钾、钠、钙离子流，为维持正常的离子浓度，这增加了离子泵的活动。离子泵是以ＡＴＰ为能量来源，因此与静息神经元相比兴奋神经元更加需要ＡＴＰ。 神经元需要能量来维持正常结构和内部功能。细胞膜结构、细胞器、细胞浆是由碳水化合物、脂类、蛋白质组成的，这些物质的合成需要能量。离子通道、酶、细胞结构成分都是重要的蛋白质，它们在细胞内不断的合成、修饰、降解，如果缺少ＡＴＰ，蛋白质不能合成，神经元将死亡。在功能正常的神经元，碳水化合物和脂类物质也不断合成与降解，它们代谢同样需要能量。绝大多数物质是在胞体合成的，这些成分转运到轴突和树突需要能量。 神经元通常不是静止的。神经元经常兴奋，兴奋使离子分布改变，神经元需要维持正常的离子分布浓度。神经元活动使得神经元结构本身也发生改变，学习记忆使神经元结构和生化都发生改变。维持神经元膜两侧的离子梯度，特别是钠、钾、钙离子梯度对神经元的存活和功能都是必要的。这一切都需要大量的能量，仅钠钾泵所需的能量就占神经元总需能量的４０％。 脑组织只占全身体重的２％，但脑血流却占心输出量的１５％。这么多的脑血流是由高脑代谢率决定的。脑组织对能量供应中断极其敏感，即使短时间的缺氧缺血便能引起不可逆的脑损伤。 |
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