【关键词】骨折;腰椎;脊髓损伤
胸腰椎骨折致脊髓受损多由于来自脊髓前方骨块的压迫所致,主要造成下行的运动神经传导束传导功能障碍,引起以下肢运动功能障碍为主的结果。在解除压迫及正确的治疗之后,脊髓功能逐步恢复,但脊髓功能的恢复有其规律性,掌握其规律性,可提供适时、准确的治疗措施,对提高患者的生存质量有着重要意义,同时对脊髓损伤的愈后判断有着实用价值。
1临床资料
1.1一般资料自1998年5月至2008年5月共收治胸腰椎骨折225例,其中椎管受压行前方减压86例,随访62例。其中男48例,女14例,年龄16~72岁,平均38.5岁;T11:3例,T12:17例,L1:26例,L2:8例,L3:4例,L4:2例,T12L1:2例。骨折类型:暴裂型(包括垂直压缩型)18例,屈曲压缩型12例,屈曲分离型26例,骨折合并脱位6例。AISA分级:A级8例,B级12例,C级20例,D级17例,E级5例。治疗方式:全部62例均有椎管前方骨块压迫,采取椎管前方减压术(后侧入路及侧前方入路)。
1.2脊髓损伤分级的判定标准用于脊髓损伤神经功能评定标准有两种,一种侧重于对神经损伤程度的评定,即神经学检查分级标准,另一种侧重于对患者日常生活能力的评定标准,即功能评定标准[1]。目前在临床上实用性较强的为后者,而功能评定标准有多种,临床上使用较多的有1969年的Frankel功能评定标准和1989年ASIA功能评定标准[2,3]。后者具有更简便、易撑握、可操作性强的特点。ASIA功能评定标准如下:A.完全性损伤,骶段(S4、S5)无任何运动及感觉功能;B.不完全性损伤,在神经损伤平面以下,包括骶段(S4、S5)存在感觉功能,但无任何运动功能;C.不完全性损伤,在神经损伤平面以下有运动功能保留,一半以上的关键肌肌力小于3级;D.不完全性损伤,在神经损伤平面以下有运动功能保留,至少一半以上的关键肌肌力大或等于3级;E.正常,运动及感觉功能正常。
2结果
2.1术后结果根据术后2周、3、6、12个月4个不同的时期,其ASIA分级情况见表1。由表1可以清楚地看出,完全瘫A级变后期随访,只有2例出现少许无意义的肌肉收缩。
2.2随访结果本组随访62例,均进行术前、术后X线片及CT影像学对照。X线片示,无论哪种类型的骨折,术后X线片均显示复位良好(包括脊柱序列及椎体高度)。CT片示术前椎体后方骨块向椎管内移位轻重不一,术后椎管容积恢复良好,达到80%~100%,无一例出现减压效果不佳。
3讨论
作者单位:519020广东省珠海市第二人民医院骨科(毛吉刚丁文清傅海鹰胡惠民王清);兰州大学第一医院骨科(陈根元)
3.1脊髓损伤机制脊髓损伤主要表现为3种情况:断裂伤、挤压伤和断发性损伤。断裂伤指脊髓断裂,神经传导功能中断消失,所支配的肌肉完全瘫痪。挤压伤指神经细胞受到
严重压迫后电解质从受损的神经元中溢出,神经元发生变性、坏死,神经传导功能障碍或减弱,这种原发性损伤在伤后到4h出现。继发性损伤指神经细胞受损后局部水肿、炎性反应、局部缺血、缺氧、Ca2+外溢及过氧化基因异常等。脊髓损伤后受损的神经元及突起及周围的胶质细胞及其支配的靶细胞等都将产生一系列反应。灰白质内的出血、轴索的肿胀、轴突损伤后引发轴突膜和轴浆的崩解,并伴随动作电位传递的即刻丧失。损伤的神经元的胞膜稳定性丧失、Na+进入细胞内引起细胞水肿、酸中毒和胞内磷酯酶的激活,细胞外K+增多,阻碍了轴突的传导功能[4]。
3.2脊髓损伤后的再生机制与恢复规律脊髓损伤后受损的神经元的轴突中断与其支配的靶细胞失去联系,不能发挥正常的靶细胞效应,出现受损平面以下肢体的瘫痪。脊髓的再生功能恢复关键在于轴突的再生与延伸[5]。为了使受损的轴突再生,Tatagiba等[6]认为应具备3个条件:①损伤处必须有一定数量的神经元存活;②再生轴突必须生长足够的长度;③再生的轴突通过受损部位后与靶细胞形成功能性连接。轴突的再生需要一个适当的环境,首先必须是解除正在受损的环境,包括解除压迫等,另外与神经营养因子[7]、神经生长因子、胶质瘢痕生长密切相关。脊髓损伤后2周内功能恢复较快,2周后明显减慢。Nakamura等[8]发现伤段及周围脊髓组织中有大量的乙酰胆碱脂酶过度表达是脊髓功能很快恢复的主要原因。张峡等实验观察到脊髓在伤后2周内,神经营养素及其受体大量表达。正是由于神经营养素表达的规律性,才导致了脊髓功能恢复的规律性[9]。
3.3脊髓受损程度与功能恢复的关系根据神经再生的机理中受损局部必须有足够数量存活的神经元,因此,脊髓损伤程度越重,局部存活的神经元越少,神经元变性、坏死越多。再者,继发性神经细胞水肿、炎症反应、缺血缺氧越严重,轴突再生的机会越少。尽管脊髓压迫解除彻底,但变性坏死的神经元已成不可逆的改变。
3.4与脊髓功能恢复有关的其他因素脊髓损伤距手术时间越短,神经细胞的变性坏死越少,神经细胞发生的继发损害越少。术后功能恢复越好,这方面的研究不在本文阐明范围内,不做深究。脊髓圆锥以上的脊髓组织抗压迫及其他外伤的能力相对较差,因此少许的压迫也会出现脊髓受损的表现。而圆锥以下为马尾组织,此外的神经因其缓冲余地相对大,且抗外力的性能较强,因而有时严重的压迫或外力,也不至于产生严重神经损害症状,而本文是以临床症状为依据的(按AISA分级)。
参考文献
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关键词:元神;基因组;个人模式;整体;中医心理学
中图分类号:R229
文献标识码:A
文章编号:1673-7717(2008)03-0624-03
DiscussiononBioticMechanismofTCMPsychology
BIJing-feng1,LIUJia-qiang2,WANGMi-qu2
(1.ShandongUnivesityofChineseMedicine,Jinan250014,Shandong,China;
2.ChengduUniversityofTraditionalChineseMedicine,Chengdu610075,Sichuan,China)
Abstract:ThepsychicnoumenonisthewholeofcongenitalShenandthepersonalityframe,theresearchofTCMpsychologydoesnotdepartfromnoumenon.Thepersonalityframeisresultofsocietyandeducation.ThedevelopmentofTCMpsychologycanbeobtainedbycombiningwithmodernbiologyandpsychology.
Keywords:congenitalShen;genome;personalityframe;whole;TCMpsychology
自从王米渠先生1980年在《成都中医学院学报》发表“中医心理学说初谈”后,中医心理学研究已经有20多年了,其中有各位名家的大量著作和,中医心理学已经取得了引人瞩目的成就。而现代生物学已经发展到功能基因组阶段,对生命现象的揭示已经由还原论发展到整体观。中医心理学是中医研究心理因素在防治疾病规律和研究中医认识事物的“心法”中,发展起来的一门新兴学科[1],但是中医心理学的发展也不能离开心理本体的生物研究,心理因素的变化是与心之本体是无法分开的,因此研究心之本体的生物学的基础是可以给予中医心理学一些有意义的启示的。本文拟从意识、心理的生物基础结合中医的基本理论做一些探讨。
1意识的含义
意识一词,为佛教传入中国后出现的。在此之前,我国古代称之为心、神,泛指高级神经活动。现在意识一词正被很多学科所采用,但各学科对意识一词都有自己的理解。辩证唯物主义哲学:意识主要指人的主观世界的一切心理活动的总和,包括意志、思念、认识等。它和客观存在相对立。意识是大脑皮层的产物又是社会的产物,是对客观存在的反映。心理学:认为意识是整个心理活动的总和,心理活动指情绪、情志、性格、思维、记忆、能力等,包括生理反射层、感知层、意识层、本体意识层(也叫潜意识)。西医认为意识是人的觉醒状态及能识别处理人与周围环境的关系的功能。古代中医讲意识指整个思维活动,包括人对外界的感知、反映和思维。佛教:意和识具有不同含义,“意”指人思量或思考事物;“识”指分辨、区别、明了事物;而意与识都是心的功能,是心境作用的体现。心、意、识三者虽有区别,但又是一体。道教:不见诸道家典籍,与其相类者,有元神、识神、真意。
《黄帝内经・灵枢・本神》曰:“所以任物者谓之心(反映事物的功能在心);心有所忆谓之意(心中对过去事物的回忆叫意);意有所存谓之志(回忆过去,把它保存在心里并贯彻下去叫志);因志而存变谓之思(由这个念头,随之发生变化叫思,即思考);因思而远慕谓之虑(思再向周围扩展,又细又广阔叫做虑。粗为思,细为虑);因虑而处物谓之智(经过考虑以后再处理事物叫智)”因此,古医家认为思维活动包括心、意、志、思、虑、智6个层次,这6个层次在现在都可称之为意念或意识活动。
2形神学说
“形”“神”指的是形体和精神。人的生命整体,可以分为物质之体与精神之用,形与神相即相须,不能分离,是辩证的统一。神有3个基本含义:(1)反映整个生命存在状态的活动表现(包括代表生长壮己老、脏腑气血运动变化的现象),这是广义之神;(2)主宰人体生命活动、产生思维活动的灵明神气,这是狭义之神;(3)灵明神气所具有的意识心理活动,这是狭义之神的功能活动。中医心理学主要研究的是狭义之神及其功能活动。广义之神的主体和集中表现仍然是狭义之神。
元神,或者叫本性,是由以心为主的五脏之气升华而成,是更精细的五脏之气。元神是人体的宏观调控系统。古人把人的思维、情感、知觉等精神心理活动归附于心,意志、情感归附于五脏,五脏六腑又总归于心来统率。元神之府在于脑,没有脑就不会有元神的存在,正是由于神经细胞的相互联系才形成了脑,形成了元神。脑又通过激素和神经纤维和五脏六腑、周身联系组成了一个统一整体。脑细胞的物理、化学变化不等于人的意识活动。元神是整体的功能,在整体作用下完成了神经细胞的功能活动。识神是意识心理思维活动,是元神的活动内容和活动过程。
3元神是物质的意识也是物质的
意识就是大脑的“产物”、大脑的“内部状态”。神经系统是人的“元神”功能的实体物质基础,是由心之神为主结合其他脏腑之神志上升而形成的;在形成完整的神经系统的过程中,是古猿经过劳动和社会交往所逐渐形成的。进化是整体的,是神和实体物质的进化发展。人的大脑是生理建构和文化建构的统一而成的整体。一方面,人类的文化建构的活动与发展必须符合生理建构整体的特性,另一方面文化建构对生理建构具有能动的反作用,促进生理建构的演变,从而促进文化建构的进化与发展[2]。人的大脑的生理建构和文化建构矛盾运动构成了从古猿到人的进化和人的继续发展。这是进化论在分子上的统一体现“神”的本质及其功能是先贤所没有完全讲的,中医学只有结合基因组学和信息学技术,意识活动的整体的微观的生理本质、分子运动机制才可以揭示出来。这样,中医学体系可以在更高更深的层次再次论证人的形神统一观点的正确性。
一切物质都具有反映的特性,意识正是物质的反映特性从简单生命体的刺激感应性到动物的感觉心理以至在人体这个高级生命体上整体的表现,是神经系统整体功能的体现。利用中医学整体思想结合现代信息科学技术以及基因组学,可以从整体的角度真正解译意识奥秘的有力工具。大脑细胞中含有超过其他体细胞的核糖核酸,而大脑又是以信息的接收、处理和发放等的信息代谢为主的,人类所接收的信息就很可能存储在这些物质的排列中(人的特定模式与RNA的某种比较固定排列有关);脑基因整体的结构与功能构成了人脑基因组的生理建构整体的结构与功能,这与元神很有关系(这不是元神本身)。元神与脑细胞内的基因组非常相关,与脑细胞的基因靶点组成的网络结构很有关系。文化建构构成了人的特定模式:性格或者体质。文化建构与生理建构可以比拟为RNA与DNA的关系,这仅仅是比拟。RNA的某种排列影响DNA的功能,影响基因的功能,但是DNA是起着主要的支配作用。文化建构发生了某些变化则影响基因组功能的发挥,通过激素又影响了身体五脏六腑的某些变化。文化建构的整体变化从分子生物学的角度上讲是可以造成核内某些功能基因组的某些变化,从而影响生理建构。
4元神与意识
意识是元神的运动形式,是元神的这种特殊物质的活动状态,是元神内部的运动内容及其运动过程。它来源于对人体生命过程中的内外环境的各种有关信息(社会的、自然的、人体生命的)的反映,并通过一定渠道主宰着人的生命活动。意识是物质的,是不同于一般物质存在形式的特殊物质形式,是建立在人的大脑皮层这种特殊物质结构基础上的特殊物质运动形式,产生于大脑,从属于大脑,又须臾不能脱离人脑,它不是实体性物质。在人的不同生命阶段(或层次),意识活动的内容、表现也不同。如婴幼儿,虽然还不会说话,还不会运用概念,但元神可以发放指挥形体运动的指令,并且也有了感觉分析的功能。这时期的意识活动是以感觉、运动的有关信息为主要内容的。幼年儿童的意识活动则可完整地反映事物的形象,即通常说的“形象思维”。成年人则是运用概念进行思考,即通常说的“逻辑思维”。
元神和神经系统的关系、元神的上述体性是由神经系统的神经细胞的功能特性决定的。神经细胞有异于一般的生物细胞,它在自身的新陈代谢过程中,不仅有一般生物细胞的吸收、排泄实体物质(如水合离子、分子、有机分子)的功能,而且加强了接收和发放以能量为载体的信息的功能。这就使神经细胞具有了更广泛和外界联系的渠道和内容,而且这种功能随着神经系统的进化而不断完善。任何实在物体都是该物的气的有形的凝聚态,在其周围还有稀疏的弥散气。鉴于此,当神经细胞密集到一定程度时,各神经细胞周围的元气就互相渗透,混融连结成一个整体。这个整体既受神经细胞变化的影响,也可以反作用于神经细胞。动物进化到人,神经系统高度发达,而且有了精密的分工,从而使得神经细胞接收、发放能量和信息的功能进一步增强。众多神经细胞周围的气连成的整体也极大限度地增强,功能也发生了极大变化,它不仅可以反映外界事物,而且可以反映自身内部的种种变化。
5元神的变化
人的本质就是人的社会性,人从社会交流中形成,人的自我的参照系统是社会的产物。人与社会是一整体,是古猿在社会交流中形成促进了元神的形成、促进了意识的形成。在后天生活中,人从社会中接受了信息,形成个人的意识的参照系统,也是个人的行为、性格等的模式。个人的意识的参照系统是客观世界的各种特性,经由人体各种感受功能内化到神中的某种时空建构,它是意识活动的内在规定性的系统模式,是人的主观世界中度量各种事物的量度模式,是认知、判别事物于指导行为的依据。人的一切思维活动都是在这个个人的意识的参照系统这个背景中进行的。个人的自我模式是在人和客观反复接触的实践中,在感觉器官感知客观世界的过程中,通过成人的语言灌输逐步建立起来的。语言和意识的建立是紧密相关的,它们经历了一个由简单到复杂的发展过程(该过程在种族发生史上,是经过漫长的劳动过程逐步完成的)。
6元神和参照系统互相影响
婴儿的元神是白净的,但是元神一旦形成就要发挥作用,于是自然界的各种信息都必然被接受。随着具体事物的信息伴随着一定的能量反复地进入元神,环境中的自然事件、人物、语言、意识等信息从一般到个别、从简单到复杂地逐步内化到元神中,成为人的主观世界的内容。当内化的信息达到一定程度后,气聚而成形,聚成实体促使脑神经细胞变化,从而固定下来。这些固定下来的信息内容成为了认知客观事物的模板,而且将成为新映入的各种信息的背景。元神是意识活动的最基础的调控系统,参照系统是个人的个性调控模式,二者形成了后天的人的元神系统。元神的功能活动就是意识心理等思维活动。在元神系统中,在神经细胞的相互联系中完成了整体――元神,在元神完成后又对自身各个分系统起着统率作用,对自身接受外界信息、处理信息起着主宰作用,在社会环境中完成了自我参照系统,在元神和参照系统的相互作用中并形成了后天生活的人:自我。自我是先天与后天的统一[2]。
7意识心理活动
意识作为元神的运动内容和运动过程,对神自身也是又影响的,对神自身的影响又可以作用到周身,在一定程度上使自身发生变化。良好的和向上的精神状态有益于文化建构的整体性以及基因组功能的发挥和身体整体性的提高,而不好的精神状态则相反。这样的例子在生活和临床上举不胜举。
意识活动包括记忆、思考、情绪以及指令的形成,现代心理学对这些意识活动多从其形式及其引起的各种变化来研究和阐述的,没有接触到意识活动的本身的实质。《素问・五运行大论》所说:“肝在志为怒、脾在志为思、肺在志为忧、肾在志为恐”,是五脏所属五志,据此可以划定后天的参照系统对元神功能的影响划分为七志。情绪是由某种刺激引起的个体自觉的心理失衡状态,并通过表情表现出来,通常以快乐、愤怒、恐惧、悲哀为基本表现形式,在情绪状态下,不仅有主观的心理变化的感受,并且伴有个体的生理变化。气一而动志,志一也可以动气,就是指心理与身体的相互影响。
8中医心理学某些现象的生物解释
道德和良心是意识活动、心理活动最根本的基础,在这之上才是各种思维、意识、情绪等。人的意识的理想发展是中和之性。自我是什么,道德在人的本性的本质是什么,良心的本质是什么,都需要结合心理学去探讨。
人的性格行为的本源来源于元神的功能,这也是中和的中,而和为元神功能作用的自然状态。后天的参照系统是个人体质与后天所受教育、文化环境影响的辩证统一。而这种模式也不是一成不变的,在后天的生活中可以发生变化,变化的大小根据个人意志和环境所定。
后天的参照系统是在人的成长过程中逐步形成的。人的社会参照系统有一个逐渐成长过程,不是一下子就形成的。体质的成长过程分为胎教─胎儿期(妊娠10月)、变蒸─婴幼儿期(出生后至2岁)、稚阳─儿童期(2~14岁)、成阳─青年期(14~30岁)、盛阳─成年(30~60岁)、衰阳─老年期(60~天年),是自我和体质的发展变化的统一。
元神是更精细的五脏之气,那么它在与社会的交流中由于社会的影响,意识可能产生偏颇(参照系统出现了不和谐因素),进而影响体质(元神本身是不会发生变化,元神只是功能性的)。据阴阳气多少及五行属性的性质类分人的性格体质为太阳─火形人,少阳─金形人,阴阳和平─土形人,少阴─木形人,太阴─水形人。这是人的意识构型和体质的整体表现。
9结论
马克思指出:“人的本质并不是单个人的抽象物,实际上,它是一切社会关系的总和。”又说:“人这个种属的类特性恰恰是自由的自觉的活动。”人不但是自然的人,更是社会的人,人的本质实际上就是人的社会关系内化到参照系后引发的各种生命活动,这种活动的类特性是有了自我的自由而自觉的活动。而这一切都与道德有直接的关联。道德是意识活动中较深层次的活动,道德是人的类特性的内在根据。
元神成于阴阳、五行,但是又等同于阴阳、五行,它是一个整体,是“一”,心理的中医研究不应该仅从阴阳入手,更应该考虑心理的本身―人的元神和心理活动的背景―社会。研究人的心理,不但要研究人的心理自身的形成、运动机理,更重要的是把人放到社会中,在社会中考察人的心理成的各种变化。也可以结合现代分子生物学、神经生物学、基因组学等,在分子基础上认识人的神和人的意识的生理本质。中医心理学不但要在传统中医里继承和探索,更应该结合现代社会科学和自然科学进行探索。
参考文献
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【关键词】血管性痴呆神经递质胆碱能受体
血管性痴呆(vasculardementia,VaD)是各种脑血管病引起的获得性智能损害和认知障碍的综合征,为一种慢性进行性疾病。VaD在欧洲和美国等国家是仅次于阿尔茨海默病(Alzheimer病,AD)的第二位最常见痴呆的原因,患病率在0.9%~3%,约占所有痴呆的10%~50%[1]。随着全球人口的老龄化和脑血管性病发病率的增高,VaD的发病率也随之增高。因此近年来,VaD逐渐成为人们关注的热点,并且随着化学、神经解剖学、分子病理学以及认知神经学等学科的迅猛发展,以及对AD研究的深入,对其研究取得了长足的进展。研究表明:VaD的学习记忆障碍主要是中枢胆碱能神经元变化引起的。现就VaD的胆碱能机制做一综述。
1胆碱能递质(cholinergictransmitter)
中枢胆碱能递质在学习记忆行为中有重要的调节作用。20世纪70年代初,Deutsh提出了中枢胆碱能突触就是记忆突触的假说,强调胆碱能突触是记忆的结构和生理学基础。脑内乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)存在于胆碱能神经元囊泡中,是迄今发现的与学习记忆关系最为密切的一种神经递质。Ach由胆碱在胆碱乙酰转移酶(cholineacetyltransferase,ChAT)的催化下合成,一旦由囊泡中释放便被胆碱脂酶(acetylcholinesterase,AchE)迅速水解为胆碱和醋酸。ChAT和AchE共同维持着Ach的动态平衡,也是维持哺乳动物正常进行学习记忆的必要条件。Nagaya等[2]发现,增加海马ChAT的活性,即增加Ach的合成能力,有助于大鼠空间学习能力的改善。临床研究发现,VaD患者的认知障碍程度与Ach合成减少和AchE活性相对增高有关。VaD患者脑脊液中的Ach含量较对照组显著降低,且下降幅度与痴呆程度一致[3]。低氧可能使葡萄糖氧化受阻,丙酮酸生成减少,造成Ach的合成原料乙酰辅酶A减少;缺氧还能够抑制三羧酸循环,在多种因素的共同作用下阻碍脑内Ach的合成,从而影响学习记忆功能,最终发生痴呆。多项研究认为脑缺血后相关区域的乙酰胆碱水平下降[4]。短暂性缺血后再灌注最易引起人和动物海马CA1区神经损伤,几天后发生迟发性神经元死亡,其后果是被认为是血管性痴呆发生机制之一[5]。樊敬峰等[6]采用原位杂交技术观测血管性痴呆小鼠海马神经元ChATmRNA的表达变化,研究中发现,模型组海马ChATmRNA比假手术组表达下降,说明其表达降低参与VaD的发生。范文辉等[7]采用持久性双侧颈总动脉结扎法致老龄大鼠慢性前脑血流灌注不足,建立老龄大鼠血管性痴呆模型,进行数字减影血管造影(DSA)检查、穿梭箱试验和ChAT免疫组化测定,结果表明:海马CA1区ChAT免疫反应阳性神经元和纤维数量明显减少,与大鼠的学习记忆障碍程度呈正相关。Wallin等[8]发现皮质下血管性痴呆患者脑脊液中AchE活性与对照组比明显降低。另有不同的VaD模型研究均表明,海马等处脑组织AchE活性下降明显,提示海马组织内胆碱能机制功能减退。可能为大脑反复缺血使中枢胆碱能神经元受损,导致脑内海马环路(学习记忆神经生化基础)损害,以此造成了痴呆。
2影响中枢乙酰胆碱的因素
2.1毒蕈碱受体(muscarinicreceptor,M-ChR)中枢Ach的毒蕈碱受体(M受体)是G蛋白偶联受体超家族中的一员。Ach主要通过M受体发挥作用,主要是调控学习、记忆、锥体外系运动、前庭功能和镇痛等。目前可以分为5种亚型,M1~M5受体,在脑内呈不均匀分布,含量较多的脑区有皮质、边缘区(膈区、海马、杏仁核、缰核、齿状回)、丘脑、下丘脑、嗅球、嗅结节、黑质、纹状体、桥脑和小脑。其中M1受体主要分布在神经组织中,脑内M1受体占总M受体的50%~80%。M2受体主要分布在心脏,在神经和平滑肌也有少量分布[9]。M1受体分布在突触后神经元,M2受体分布在突触前神经元;M1受体激活使Ach释放增加,而M2受体激活使Ach释放减少[10]。已发现在痴呆患者脑内梅奈特基底核中的胆碱能神经变性,突触前膜的M2受体减少,突触后膜的M1受体密度增加[10]。有研究者发现,VaD动物模型皮质组织的M受体结合数显著下降,海马组织的M受体结合数与对照组比较不降反升。不少研究发现VaD模型鼠M受体活性降低,这提示M受体的减少与VaD的学习记忆功能障碍密切相关[11]。
2.2烟碱受体(nicotinereceptor)烟碱受体(N受体)是最早被研究的受体之一,属于配体-门控离子通道超家族成员。N受体不仅分布在神经元,在脑的脉管系统和星形胶质细胞中也有分布。放射自显影技术发现N受体沿着神经纤维通路分布。Kimura等[12]用放射自显影和原位杂交技术研究发现,自发性高血压脑卒中倾向VaD模型大鼠中,大脑皮质和海马组织N受体结合数下降,与nAchRa7亚基mRNA水平下降相一致。多发性梗死性痴呆患者大脑皮质中高亲和力N受体也显著丧失[13]。以上研究表明,VaD时中枢胆碱能神经递质N受体及其功能受损。
2.3胰岛素样生长因子-1(insulin-likegrowthfactor-1,IGF-1)IGF-1是一类结构类似于胰岛素原的多肽,由3个二硫键交接而成。目前已证实中枢神经系统中的神经元和胶质细胞也可产生IGF-1,在脑组织受损伤时,中枢神经系统中的巨噬细胞也可分泌内源性的IGF-1。在脑中以垂体部位的IGF-1含量最高,嗅球、上位脑干、小脑、纹状体、海马、低位脑干依次次之。近几年一些研究显示,IGF家族除了能营养神经元以外,同时还是一种能调节中枢神经系统中乙酰胆碱转移和释放的调节因子。在应激情况下,IGF-1能减少内源性Ach在海马和大脑皮质的释放,并可减少这些部位胆碱再摄取,而IGF-2的效应正好相反[14-15]。IGF-1还具有促进神经突触形成和维持神经细胞功能的作用,可改善老龄动物的学习记忆能力。除营养神经元外,IGF-1调节中枢神经系统中的Ach转移和释放,对VaD的发病起间接作用。众所周知,卒中部位与VaD的发生密切相关,大脑后动脉供血区,如丘脑、海马和角回的梗死灶易致认知水平下降和痴呆。这些关键部位含有丰富的IGF-1受体,在发生脑组织缺血缺氧性损伤时,IGF-1在这些部位聚积,与受体结合数量增加,从而减少神经元脱失,降低痴呆风险。总之,IGF-1作为一种多功能生长因子,可影响VaD发病机制中的多个环节。可以推测,IGF-1和VaD有一定的联系,这为预防或预测VaD的发生和发展提示一个方向。
2.4神经生长因子(nervegrowthfactor,NGF)及脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF)NGF受体广泛分布于中枢神经系统中。在胚胎发育早期,中枢神经系统中NGF含量决定了胆碱能神经元的密度,在基底前脑胆碱能神经元支配区如海马、脑皮质区等,NGFmRNA有较强的表达。NGF在胆碱能神经元体外培养中的作用也有较多的报道,一般认为NGF可以增加AchE或ChAT阳性神经元的数量,并能促进胆碱能神经元的发育。将外源性NGF注入新生鼠脑内,可见胆碱能神经元的cAMP的活性明显增强而且显著提高了基底前脑、纹状体、海马等部位的Ach含量。
BDNF是神经营养因子家族中的重要一员,是神经元和神经胶质细胞重要的神经营养因子,BDNF主要分布于大脑皮质、海马、基底前脑、纹状体等胆碱能神经系统中,BDNF发挥生物学效应主要有赖于和其特异性受体Trkb的结合,BDNF在其靶组织海马、大脑皮质的神经元和神经胶质细胞内合成、分泌,经逆行运输到基底前脑胆碱能神经元的胞体,然后作用于胆碱能投射纤维终束的Trkb受体,形成配体/受体复合物,从而发挥正常神经元的功能并能够维持神经元的存活、生长、分化,挽救神经元变性等作用。像NGF一样,BDNF也能促进培养中的胆碱能神经元存活和表达分化,用BDNF处理的胆碱能神经元培养中,AchE阳性神经元和ChAT活性均提高了2~3倍。以往研究表明,海马具有促进基底前脑胆碱能神经元中ChAT的活性,保护和延缓基底前脑胆碱能神经元发生退变和死亡的作用,从而维护老年的记忆能力。这种作用与BDNF增加隔区胆碱能神经元合成、储存Ach的能力有关。BDNF对胆碱能神经元具有正向性效应。海马CA3区在学习记忆中担负着重要的作用,可能是初级记忆的形成部位。BDNFmRNA的最高表达也在海马和大脑皮质,BDNFmRNA受体最高表达的部位是海马CA3、CA2区的锥体细胞层和齿状回颗粒层。BDNFmRNA的这种分布规律正好和膈区胆碱能神经元投射而来的神经末梢在海马的分布情况相一致;并且在NGFmRNA高表达区海马,BDNFmRNA的表达是NGF的50倍。
BDNF、NGF在移植入AD模型鼠胚胎基底前脑后,能明显促进神经元的生长,并改善其空间记忆能力,可以推测BDNF能够影晌海马胆碱能神经纤维的传递。Knipper等[16]的研究证实,BDNF能增加大鼠隔-海马胆碱能神经元突触小泡释放Ach,BDNF与Ach存在正回馈的作用,它们之间相互调节的机制表明,BDNF可能影晌着突触的可塑性;Dunbar等[17]实验证实,增加海马ChAT的活性有助于提高大鼠的空间记忆能力。BDNF不仅能促进体外培养的胆碱能神经元的存活和增加ChAT的活性,也促进切断轴突的胆碱神经元的存活。
2.5促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)EPO作为一种造血生长因子广泛应用于贫血的治疗。近年研究表明[18~20],EPO及其功能受体不仅对造血系统有治疗作用,且可在脑内表达并具有明显的神经保护及神经营养作用。
单培彦等[21]采用“两血管阻断+硝普钠降压”法建立VaD大鼠模型,并经Morris水迷宫验证腹腔注射EPO对VaD大鼠学习记忆的行为学确实具有改善作用,使其维持在正常水平,而模型组的记忆功能明显受损;采用Nissl染色、AchE组化染色和AchE活性测定的病理学检测法,也证实了EPO可以减少细胞凋亡,促进轴突生长,具有神经保护作用。如Nissle染色结果表明,EPO组大鼠海马CA1区锥体细胞及尼氏小体数量较模型组增多;AchE组化染色结果表明,模型组额叶皮质、海马CA1区的胆碱能纤维数量较假手术组、用药组明显减少(P
2.6雌激素(estrogen)雌激素有广泛的生理作用,除了基本的对生殖系统的作用外,大量的体外实验研究表明雌激素有神经保护作用[22-23]。
已有研究发现,雌激素有助于胆碱能神经元的生长和存活[24]。赵宇红等[25]发现雌二醇在体外条件下对Aβ诱导的海马和胆碱能神经元损伤具有保护作用,它对2种神经元的保护作用程度相似,其机制可能与提高Mn-SOD活性,促进聚集型的Aβ溶解有关,它对2种神经元的保护作用机制可能存在差异,值得进一步探讨。Granholm等[26]在对Down综合征模型研究中发现雌激素可显著改善大鼠的认知功能,同时基底前脑ChAT阳性神经元的数量增加、体积增大。张伟等[27]发现大鼠双侧卵巢切除后,体内雌激素缺乏,结果导致大脑皮质、海马CA1区、杏仁复合体和Meynert核区ChAT表达显著减少。这可能与雌激素缺少,雌激素调节和营养神经功能作用降低有关[28]。有报道[29-30],绝经期后妇女的循环雌激素水平长期缺少可以引起与衰老有关的基底前脑胆碱能神经元功能减退,而雌激素替代疗法可以逆转这种损伤。蒋波等[31]观察了长期雌激素缺乏大鼠海马结构内胆碱能神经元的变化,同时比较长期口服复方尼尔雌醇和小剂量17β雌二醇对去卵巢大鼠海马结构内胆碱能神经元的作用及效果,发现长期雌激素缺乏导致大鼠海马结构内胆碱能神经元的数量及ChAT表达的下降,推测是导致去卵巢大鼠记忆力下降的原因之一。长期口服复方尼尔雌醇和小剂量17β雌二醇补充治疗可防止上述变化,有助于胆碱能神经元的生长和存活。但朱晓晖等[32]发现卵巢切除后的小鼠给雌激素7天和40天后并未增加ChAT的含量和活性,单纯的雌激素的替代对中枢神经递质的含量和活性并不能产生作用。贾晓静等[33]利用免疫组织化学染色结合图象分析方法观察去卵巢大鼠海马CA1区ChAT的变化,利用RT-PCR方法检测去卵巢大鼠基底前脑NGFmRNA表达的变化,发现去卵巢大鼠海马CA1区ChAT的活性下降,基底前脑NGFmRNA表达水平降低,雌激素能够上调去卵巢大鼠NGFmRNA表达,而NGF能够增强ChAT的活性,促进Ach的合成和释放,改善学习记忆的能力。
雌激素影响中枢胆碱能神经系统的作用机制可能是雌激素上调了NGFmRNA的表达,间接作用于中枢胆碱能神经系统,雌激素受体和NGF受体在胆碱能神经元内有广泛的共表达,它们可通过协同作用共同调节神经元的存活、分化、再生,这也提示胆碱能神经系统受BDNF和雌激素的双重调节,不难理解雌激素长期缺乏必将影响胆碱能神经元的生长与存活。
2.7生长抑素(somatostatin,SS)SS是含有14个氨基残基的环状多肽,主要存在于下丘脑,还存在于神经系统的其他部位和大脑皮质、纹状体等,SS主要通过生长抑素受体和位于胆碱能中间神经元树突NMDA和非NMDA的谷氨酸受体结合促进纹状体Ach释放[34],SS可能通过与乙酰胆碱的相互调节作用参与VaD的病理过程。
有资料表明,SS作为一种神经递质参与学习和记忆过程,脑室内注射SS可明显改善大鼠的主动回避行为,使用半胱胺CSH耗竭脑内SS,则使大鼠记忆明显受损。在VaD和Alzheimer病等疾病中脑脊液和血浆中的SS含量下降,且痴呆程度越重,SS含量越低[34]。陈忠义等[35]采用双侧颈总动脉结扎法复制VaD大鼠模型,借助放射免疫法对海马AchE含量、血浆SS含量进行观测,发现VaD大鼠血浆中SS水平与海马AchE含量降低相一致,与学习记忆正相关。张莉莉等[36]应用放射免疫分析方法测定大鼠不同脑区SS和Ach含量,结果表明血管性痴呆大鼠脑内SS和Ach含量均呈现明显降低,直线相关分析发现二者之间呈显著正相关,提示二者共同参与VaD的病理过程。为进一步证实这一研究结果,又应用胆碱酯酶抑制剂石杉碱甲进行干预,结果显示在VaD大鼠脑内Ach含量得以提高的同时,相应脑区的SS含量也呈现显著性升高,且二者之间仍然呈显著性正相关。提示SS和Ach可能通过相互凋节作用,共同参与VaD的发病。有研究表明,SS阳性神经突起和ChAT阳性的大型神经元之间形成丰富的神经突触,推测SS系统接受胆碱能系统的传入,参与中枢胆碱能系统对学习记忆的调节[37]。
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借助SS调控学习和记忆的途径可能与直接兴奋SS能经引起钙离子内流增加有关;此外,也可能由于SS能神经元和胆碱能神经元相距近,SS可促进Ach释放从而影响学习和记忆功能。
2.8褪黑素(melatonin)褪黑素是主要由松果体合成和分泌的一种吲哚类神经激素,对生物体多种生理活动均有调节作用。近来研究表明,褪黑素对学习记忆功能也有影响,但迄今尚无定论。
徐斌等[38]摘除大鼠松果体,发现引起大鼠学习记忆能力减退,运动皮质、体感皮质及海马AchE纤维密度减低,原因尚不清楚。沈玉先等[39]发现褪黑素对Aβ25~35诱导的胆碱能系统功能损伤有保护作用,褪黑素给予后ChAT阳性细胞数增加,提示褪黑素改善由Aβ25~35诱导的痴呆动物的认知功能损伤,可能与增加细胞内ChAT的水平或活性有关。在由AF64A诱导的胆碱能系统损伤而引起大鼠学习记忆障碍模型上,给予褪黑素及新合成的褪黑素衍生物(0.3~3.0mg/kg),连续12~14天能改善大鼠的学习记忆,进一步证实褪黑素能通过修复胆碱能系统功能改善学习记忆功能。但袁群芳等[40]摘去动物松果体后发现前额皮质和海马胆碱能纤维也明显减少,学习记忆能力明显下降;同时发现摘除松果体对内侧隔核和斜角带核神经元数量影响并不明显,而神经元形态结构和功能有所改变,表现在发出的纤维侧支或产生神经递质即AchE明显减少,使投射到大脑皮质的海马胆碱能纤维减少,进而影响到这些脑区的功能,即学习记忆能力。去除松果体并没有引起基底前脑胆碱能神经元数量的减少,但其功能有所减弱,这可能是引起大鼠学习记忆下降的主要因素。至于长期的褪黑素缺乏是否会引起基底前脑胆碱能神经元数量的减少仍有待进一步研究。但也有人认为外源性褪黑素对人或动物学习记忆有抑制作用。冯寅等[41]运用Morris水迷宫和电生理学方法,以逃避潜伏期、穿环系数和海马CA1区突触长时程增强(LTP)为指标,研究了褪黑素对大鼠空间学习记忆能力的影响,并预先用胆碱能M受体拮抗剂东莨菪碱,观察其对褪黑素作用的影响。结果表明,褪黑素对大鼠的空间学习记忆能力及海马CA1区LTP均有明显的抑制作用,东莨菪碱不能阻断褪黑素对海马CA1区LTP的抑制作用。提示褪黑素的作用可能不是由胆碱能系统所介导。
2.9突触素(synaptophysin)突触素是一种与突触结构和功能密切相关的膜蛋白,与钙离子结合蛋白,在神经元胞体合成后主要转运至轴突终末,特异地分布于突触前囊泡膜上,是突触终末特异性标志物。参与通道的形成、突触小泡膜与突触前膜的融合和神经递质的释放,直接参与了神经元间的信息传递,对突触传递的效能有明显的影响。因此,它既是突触发生的标志,又是突触传递效能的反映。
张艳玲等[42]研究发现,VaD大鼠皮质及海马的突触密度明显下降,突触结构带长度减小,体积改变。这些改变导致神经递质(包括胆碱能神经递质)的释放减少,从而引起学习记忆障碍,而且VaD时海马神经元突触结构的变化,与痴呆的严重程度密切相关。因此,突触的病理性改变是血管性痴呆的病理机制之一。赵小贞等[43]研究发现,VaD大鼠突触素免疫反应灰度值显著降低。周建军等[44]的研究同样表明VaD大鼠的突触素光密度值明显降低,而经中药脑伤泰治疗后突触素水平明显升高。VaD时海马和皮质等部位的突触发生改变,而这些部位均是缺血敏感区,也是胆碱能神经元密集的区域。有研究表明,胆碱能纤维的增加可为突触发生提供物质基础[45]。王哲等[46]观察益智口服液对大鼠中枢胆碱能系统和突触的作用发现,随着ChAT的增加,突触素含量也相应增加,而且胆碱能损害改善以后可以促进新的突触形成。从而推测,突触的这种改变可能是导致VaD智能损害的胆碱能机制之一。
3结语
中枢胆碱能系统在学习记忆方面的重要地位已被接受,VaD的胆碱能损害机制的研究也取得了一定的进展,但仍需要进一步探讨:如Ach在VaD发生与发展中的作用及机制;AchE活性的变化与VaD的关系及机制;VaD时突触的改变与胆碱能系统的关系,及体内神经递质与Ach之间和这些神经递质相互之间与Ach的关系等。相信随着研究的不断深入,中枢胆碱能系统在VaD中的作用将会更加明确。对VaD的中枢胆碱能系统的机制进行探讨,可为VaD的药物治疗提供有力的佐证,为VaD的预防展现了广阔的前景。
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