卒中、中毒、外傷、感染、變性等疾病皆因神經元受到致病因子的損害導致功能喪失。因此,進一步掌握神經元損害時的病理生理變化,有的放矢地采取措施,有效地保護神經元是治療神經疾病的根本策略。
近年來的研究表明,鈣離子不僅參與調節生命活動,而且與神經細胞的死亡過程有著密切關系。一定程度上,鈣離子的變化是神經元繼發性損傷的主要原因之一。過量鈣離子會對細胞產生毒性作用,引起神經遞質釋放,保持膜對K+的通透性,抑制代謝活動,激活某些降解酶,活化磷脂酶,破壞膜脂,釋放磷酸、無機磷酸鹽和花生四烯酸,產生大量自由基,還有NO的大量生成可能也參與鈣離子超載引起的細胞損傷。
GM1保護神經的機制
神經節苷脂是一類含有唾液酸的糖脂,根據所含唾液酸的數目以及唾液酸連接的部位不同,神經節苷脂可分為很多種,含1個唾液酸的為GM,含2個唾液酸的為GD,含3個唾液酸為的GT,含4個唾液酸的為GQ……。目前已分離出近百種神經節苷脂,其中神經組織中含量較多的包括GM1、GD1a、GD1b、GT1b,用于治療周圍神經病變的“復合型神經節苷脂”就是含有這四種神經節苷脂成分。
GM1(即單唾液酸四已糖神經節甘脂 )是神經節苷脂類物質中最為重要的一種。GM1廣泛分布于脊椎動物各種細胞的膜結構中,其中神經系統含量最豐富。由于它是人類細胞膜的天然成分,所以安全性高,耐受性良好。
在顱腦損傷后,早期給予GM1治療可以有效減輕腦水腫,保護腦組織。GM1通過恢復細胞膜上Na+-K+-ATP酶的活性,把細胞內的Na+轉運至細胞膜外,同時把水分子泵出細胞,從而直接降低細胞內含水量,減輕腦細胞水腫。
內源性GM1促進海馬神經元軸突的生長,加速神經元骨架蛋白的極化,增強海馬腦片突觸的長時程動作電位。外源性GM1通過調控電壓依賴性鈣通道調節內流,增加細胞內Ca2+濃度,促進突觸的發生,促進神經遞質、神經營養因子的釋放。GM1還能降低谷氨酸引起的神經元內Ca2+聚集,降低谷氨酸的神經毒性作用,抑制凋亡,降低缺血腦組織細胞內Ca2+濃度,發揮保護作用。
GM1促進神經修復和再生
GM1可促進神經再生:(1)GM1能增加缺血/損傷后早期大腦局部血流量,有利于糾正腦水腫、阻止或緩解繼發性損傷。(2)防止細胞內鈣積聚,降低由于膜脂肪酸丟失而導致的膜衰竭,從而保護細胞膜Na+-K+-ATP酶活性。(3)減少缺血缺氧后谷氨酸釋放,減少其神經毒性作用,抑制缺血缺氧性腦損傷后神經元凋亡,抑制缺氧缺血性腦損傷后內皮素、NO病理性升高。