單唾液酸四己糖神經節苷脂鈉注射液可嵌入受損神經細胞膜中進行修復，介導細胞間、細胞與微生物以及細胞與基質問的相互作用。神經節苷脂鈉能調控細胞膜中蛋白的功能，如抑制持續性Ca2+內流、保護膜Na+-K +-ATP酶活性等功能，參與突觸傳遞等機制來保護神經組織。 
   

    研究顯示，神經節苷脂的合成對于一個穩定的中樞神經系統發育是非常重要的。在軸突快速發育的時期，同時觀察到復雜型神經節苷脂GM1、GD1a和GD1b的合成也提高了。除了在軸突生長上的作用，單唾液酸四己糖神經節苷脂鈉注射液也為軸突和樹突生長時的膜延伸所必需，促進神經元生成和突觸形成。位于視網膜上（也是中樞神經系統的一部分）的神經節苷脂可能對處于發育階段的光感受器結構也非常重要。研究提示GD3對于視功能的重要性，通過膜構造和信號分子的活動作用于光感應細胞。基于體外、針對外源性神經節苷脂效用的研究可提出假設，神經節苷脂可調節神經介質的釋放。

    此外，神經節苷脂集結在神經元，特別是在結合鈣離子泵的突觸膜結構周圍，從而促進了這些離子向神經元的供應。鈣離子與神經節苷脂之間的相互作用提示其具有調節神經元的作用；不僅是短期的突觸傳導信息，而且有長期的神經元適應，包括信息的儲存。對單唾液酸四己糖神經節苷脂鈉注射液效用的證明還來自于缺乏神經節苷脂后對大腦發育的影響。缺乏足夠的神經節苷脂與嚴重的神經炎有關。小鼠缺乏復合性神經節苷脂以及含唾液酸的神經節苷脂會出現軸突變性，髓鞘形成缺陷，低神經傳導性以及行為性神經病變，進一步說明神經節苷脂在神經元發育中的潛在重要性。 
   
　　在對哺乳動物進行的臨床實驗中發現，單唾液酸四己糖神經節苷脂鈉注射液有助于提高學習能力和記憶力。外源性神經節苷脂可促進不同年齡大鼠的學習和記憶過程，從新生期到老年期在神經系統成熟前，神經節苷脂可能參與了神經元和突觸的形成。在神經系統成熟后，神經節苷脂可能作為一系列生物活性物質（包括激素和遞質）的受體。

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