纳洛酮治疗脑缺血的作用机制及量效关系
盐酸纳洛酮 (naloxone, NLX)是1960年合成的羟二氢吗啡酮的衍生物,是阿片受体(opiaterecepter)纯拮抗剂而无激动活性,与阿片受体的亲和力大于吗啡和脑啡肽,能竞争性阻断并取代阿片样物质与受体的结合，且易透过血脑屏障,在人体内其血浆半衰期为90min,作用时间持续45～90min,主要代谢方式是在肝脏与葡萄糖醛酸结合,经尿排出。1981年Baskin等首次报道盐酸纳洛酮能改善脑缺血性患者的神经功能障碍后,人们对纳洛酮治疗脑缺血进行了大量实验及临床研究。本文就纳洛酮治疗脑缺血的作用机制及量效关系作一综述。
1 阻断内源性β内啡肽的有害作用
阿片样肽是脑内具有吗啡样活性的多肽。研究较多的阿片肽为β内啡肽(βEP)，正常情况下只有少量β内啡肽从垂体释放。应激状态下,可刺激中枢,引起内源性阿片肽类大量释放。大量释放的内源性阿片肽,通过与其受体结合,抑制儿茶酚胺和前列腺素对心血管和微循环的调节功能,能导致广泛的病理生理效应,如脑灌注压下降、脑组织缺血缺氧、呼吸抑制以及意识障碍加重，加重脑缺血和微循环障碍。
1981年Baskin等首先发现脑缺血患者脑脊液中βEP样物质含量升高,以后的大量动物脑缺血实验研究亦证实,βEP参与局部脑缺血的发病机制,纳洛酮具有改善脑缺血动物的神经功能缺损作用,βEP含量增多与脑缺血严重程度呈正相关。通过对纳洛酮药理的研究,发现纳洛酮能选择性作用于阿片受体而阻断内源性β内啡肽的有害作用,改善组织血液循环,增加组织氧合。如能早期使用该药,可以有效地拮抗内源性吗啡样物质,抑制其介导的毒性效应,可减轻、阻止甚至逆转上述病理过程。
2 降低体内自由基水平
纳洛酮能降低脑组织缺血再灌注损伤后的过氧化物等自由基的产生。另外，应用纳洛酮，缺血再灌注损伤后的脑组织内MnSOD、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性也明显减低，而这些酶在缺血再灌注损伤后通常是升高的。纳洛酮减少体内自由基水平，是因为纳洛酮能有效改善缺血再灌注损伤后内源性抗氧化酶对过度升高的自由基的清除或者是纳洛酮本身能减少自由基的产生，或者是纳洛酮恢复受损组织的代谢反应的结果,至今仍无明确的定论。
3 逆转钙离子及兴奋性氨基酸的升高
细胞内外钙离子平衡紊乱是脑组织缺血再灌注损伤发病机制中的一个关键环节。细胞内钙升高既是脑损伤的后果，同时又是进一步脑损伤的始动因子。
Ca2+细胞内超载被认为是导致神经细胞死亡的最后共同通路[1]。Drolet[2]等研究发现内源性阿片肽可刺激兴奋性氨基酸的大量释放,导致受体门控的Ca2+细胞内流。Prezwlocki[3]等研究发现，阿片受体促效剂能显著增加细胞内钙振荡幅度，而纳洛酮通过NMDA 受体和L型钙通道可拮抗这一作用。此外，Yan[4]等发现，吗啡对T型钙通道电流的影响可被纳洛酮所阻断，这一作用是与纳洛酮对μ受体的拮抗作用有关。纳洛酮通过竞争性拮抗内源性阿片肽受体,同时对细胞膜有稳定作用，能抑制花生四烯酸代谢，促进SOD生成，阻止脂质过氧化，提高Na+K+ATP酶活性，抑制Ca2+内流，使各种病理损害的最后通路被阻断，而保护缺血再灌注损伤。
4 改善神经细胞的生物能量代谢
脑缺血导致低氧和低葡萄糖供应,并减少ATP的产生。很多依赖ATP的过程，如对维持代谢和离子内环境稳定有重要作用的细胞膜泵就会受到影响。纳洛酮能通过恢复脑缺血再灌注介导的细胞外累积的乳酸，减少丙酮酸并增加乳酸丙酮之比，表明其有明显的恢复能量代谢的作用。Shibata[5]等发现μ受体促效药、κ受体促效药在缺氧和低血糖时可导致鼠海马层2去氧葡萄糖摄取减低。纳洛酮能抵抗缺氧和低血糖引起的糖摄起缺乏，因而显示有神经保护作用。相反，吗啡却呈现出使其恶化的作用。
5 抑制神经元细胞凋亡
脑梗死后神经元损伤的程度与缺血时间密切相关,缺血时间越长,损伤程度越严重。脑缺血后神经元死亡包括坏死和凋亡两种形式,位于缺血半暗带的迟发性神经元死亡主要是细胞凋亡。
阿片受体的过度激活可明显上调促凋亡基因fas和bax的表达,而抑制抗凋亡基因bcl2的表达,从而发挥促进凋亡的作用[6，7]。短暂的脑缺血可导致海马区Caspase3的表达增加，凋亡神经元增多。纳洛酮可抑制海马区Caspase3的表达，减少神经元的凋亡[8]。这些研究表明早期应用纳洛酮对阻止缺血后发生的急性和迟发性神经损伤可能起到关键性的治疗作用。
6 纳洛酮治疗脑缺血的量效关系
纳洛酮的应用存在着明显的量效关系,小剂量纳洛酮仅阻断μ受体,可能加重神经功能障碍。广泛脑缺血后,阿片受体仅κ型明显增加,且与神经损害程度相关。大剂量时纳洛酮对三种受体都有阻断作用,可抑制兴奋性氨基酸的释放,减少自由基的生存和释放,稳定溶酶体膜,抗脂质过氧化,逆转β内腓肽对中枢神经系统的损害[9],故临床推荐大剂量使用。
吴秀书[10]等研究表明:1.6mg剂量时无效占了绝大多数，2.8mg时无效人数仍居多,但稍有好转人数有所增多。从量效关系曲线上看，2.8mg时曲线处于上升趋势，3.6mg时曲线处于高速上升阶段,虽说3.6～5.2mg明显好转人数仍增多,但与3.6mg时比较已区别不大。综合分析,纳洛酮治疗脑梗死最佳剂量为3.6～5.2mg，小剂量1.6mg基本无效。
小结：纳洛酮通过竞争性拮抗内源性阿片肽受体,阻断内源性阿片肽对神经功能的损害作用，减少自由基的产生，改善神经细胞的能量代谢，逆转钙离子、兴奋性氨基酸升高等对神经系统的损害作用及抑制神经元细胞凋亡，并可能增加内源性脑保护因子的活性而达到神经保护作用，但需早期、大剂量、反复给药。
参考文献：
[1]Tymianski M,Tator CH.Normal and abnormal calcium homeostasis in neurons：a basis for the pathophysiology of traumatic and ischemic central nervous system injury[J].Neurosurg,1996,38：1176
[2]Drolet G,Eric CD,Isabelle G,et al.Role of endogenous opioid system in the regulation of the stress response [J].Prog Neuropsychopharmaco Biol Psychiatry，2001,25(4)：729
[3]Prezwlocki R,Parsons Kl,Sweeney DD,et al.Opioid enhancement of calcium oscillalions and burst events involving NMDA receptors and Ltype calcium channels in cultured hippocampal neurons[J].J Neurosci,1999,19：9705
[4]Yang JC,Shan J,Ng KF,et al.Morphine and methadone have different effect on calcium channel currents in neuroblastoma cells[J].Brain Res,2000,870：199
[5]Shibata S,Tominaga K,Watanabe S.KappaOpioid receptor agonist protects against ischemic reduction of 2deoxyglucose uptake in morphine tolerant rats[J].Eur J Pharmacol,1995,279：197
[6] Mao J,Sung B,Ji RR,et al.Neuronal apoptosis associated with morphine tolerance:evidence for an opioid induced neurotoxic mechanism[J].J Neurosci,2002,22(17)：7650
[7]Boronat MA,GarciaFuster MJ,Garcia Sevilla JA,et al.Chronic morphine induces upregulation of the proapoptotic Fas receptor and downregulation of the anti apoptotic Bcl2oncoprotein in rat brain [J]. Br J Pharmacol，2001,134(6)：1263
[8]高俊凤,丁新生，吴祖舜.大鼠脑缺血再灌注后Caspase3的表达及纳洛酮的影响[J].南京医科大学学报/自然科学版，2004，(1) ：77
[9]Liao SL,Chen WY,Raung SL,et al.Neuroprotection of naloxone against ischemic injury in rats：role of mureceptor antagonism[J].Neurosci Lett,2003,345(3)：69
[10]吴秀书,张术华.纳洛酮治疗脑梗死量效关系的临床研究[J].医学临床研究,2004,21(9)：1015
(福建医科大学附属第一医院神经内科，福建 福州 350005), 百拇医药(周水秀，吴钢)
1 阻断内源性β内啡肽的有害作用
阿片样肽是脑内具有吗啡样活性的多肽。研究较多的阿片肽为β内啡肽(βEP)，正常情况下只有少量β内啡肽从垂体释放。应激状态下,可刺激中枢,引起内源性阿片肽类大量释放。大量释放的内源性阿片肽,通过与其受体结合,抑制儿茶酚胺和前列腺素对心血管和微循环的调节功能,能导致广泛的病理生理效应,如脑灌注压下降、脑组织缺血缺氧、呼吸抑制以及意识障碍加重，加重脑缺血和微循环障碍。
1981年Baskin等首先发现脑缺血患者脑脊液中βEP样物质含量升高,以后的大量动物脑缺血实验研究亦证实,βEP参与局部脑缺血的发病机制,纳洛酮具有改善脑缺血动物的神经功能缺损作用,βEP含量增多与脑缺血严重程度呈正相关。通过对纳洛酮药理的研究,发现纳洛酮能选择性作用于阿片受体而阻断内源性β内啡肽的有害作用,改善组织血液循环,增加组织氧合。如能早期使用该药,可以有效地拮抗内源性吗啡样物质,抑制其介导的毒性效应,可减轻、阻止甚至逆转上述病理过程。
2 降低体内自由基水平
纳洛酮能降低脑组织缺血再灌注损伤后的过氧化物等自由基的产生。另外，应用纳洛酮，缺血再灌注损伤后的脑组织内MnSOD、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性也明显减低，而这些酶在缺血再灌注损伤后通常是升高的。纳洛酮减少体内自由基水平，是因为纳洛酮能有效改善缺血再灌注损伤后内源性抗氧化酶对过度升高的自由基的清除或者是纳洛酮本身能减少自由基的产生，或者是纳洛酮恢复受损组织的代谢反应的结果,至今仍无明确的定论。
3 逆转钙离子及兴奋性氨基酸的升高
细胞内外钙离子平衡紊乱是脑组织缺血再灌注损伤发病机制中的一个关键环节。细胞内钙升高既是脑损伤的后果，同时又是进一步脑损伤的始动因子。
Ca2+细胞内超载被认为是导致神经细胞死亡的最后共同通路[1]。Drolet[2]等研究发现内源性阿片肽可刺激兴奋性氨基酸的大量释放,导致受体门控的Ca2+细胞内流。Prezwlocki[3]等研究发现，阿片受体促效剂能显著增加细胞内钙振荡幅度，而纳洛酮通过NMDA 受体和L型钙通道可拮抗这一作用。此外，Yan[4]等发现，吗啡对T型钙通道电流的影响可被纳洛酮所阻断，这一作用是与纳洛酮对μ受体的拮抗作用有关。纳洛酮通过竞争性拮抗内源性阿片肽受体,同时对细胞膜有稳定作用，能抑制花生四烯酸代谢，促进SOD生成，阻止脂质过氧化，提高Na+K+ATP酶活性，抑制Ca2+内流，使各种病理损害的最后通路被阻断，而保护缺血再灌注损伤。
4 改善神经细胞的生物能量代谢
脑缺血导致低氧和低葡萄糖供应,并减少ATP的产生。很多依赖ATP的过程，如对维持代谢和离子内环境稳定有重要作用的细胞膜泵就会受到影响。纳洛酮能通过恢复脑缺血再灌注介导的细胞外累积的乳酸，减少丙酮酸并增加乳酸丙酮之比，表明其有明显的恢复能量代谢的作用。Shibata[5]等发现μ受体促效药、κ受体促效药在缺氧和低血糖时可导致鼠海马层2去氧葡萄糖摄取减低。纳洛酮能抵抗缺氧和低血糖引起的糖摄起缺乏，因而显示有神经保护作用。相反，吗啡却呈现出使其恶化的作用。
5 抑制神经元细胞凋亡
脑梗死后神经元损伤的程度与缺血时间密切相关,缺血时间越长,损伤程度越严重。脑缺血后神经元死亡包括坏死和凋亡两种形式,位于缺血半暗带的迟发性神经元死亡主要是细胞凋亡。
阿片受体的过度激活可明显上调促凋亡基因fas和bax的表达,而抑制抗凋亡基因bcl2的表达,从而发挥促进凋亡的作用[6，7]。短暂的脑缺血可导致海马区Caspase3的表达增加，凋亡神经元增多。纳洛酮可抑制海马区Caspase3的表达，减少神经元的凋亡[8]。这些研究表明早期应用纳洛酮对阻止缺血后发生的急性和迟发性神经损伤可能起到关键性的治疗作用。
6 纳洛酮治疗脑缺血的量效关系
纳洛酮的应用存在着明显的量效关系,小剂量纳洛酮仅阻断μ受体,可能加重神经功能障碍。广泛脑缺血后,阿片受体仅κ型明显增加,且与神经损害程度相关。大剂量时纳洛酮对三种受体都有阻断作用,可抑制兴奋性氨基酸的释放,减少自由基的生存和释放,稳定溶酶体膜,抗脂质过氧化,逆转β内腓肽对中枢神经系统的损害[9],故临床推荐大剂量使用。
吴秀书[10]等研究表明:1.6mg剂量时无效占了绝大多数，2.8mg时无效人数仍居多,但稍有好转人数有所增多。从量效关系曲线上看，2.8mg时曲线处于上升趋势，3.6mg时曲线处于高速上升阶段,虽说3.6～5.2mg明显好转人数仍增多,但与3.6mg时比较已区别不大。综合分析,纳洛酮治疗脑梗死最佳剂量为3.6～5.2mg，小剂量1.6mg基本无效。
小结：纳洛酮通过竞争性拮抗内源性阿片肽受体,阻断内源性阿片肽对神经功能的损害作用，减少自由基的产生，改善神经细胞的能量代谢，逆转钙离子、兴奋性氨基酸升高等对神经系统的损害作用及抑制神经元细胞凋亡，并可能增加内源性脑保护因子的活性而达到神经保护作用，但需早期、大剂量、反复给药。
参考文献：
[1]Tymianski M,Tator CH.Normal and abnormal calcium homeostasis in neurons：a basis for the pathophysiology of traumatic and ischemic central nervous system injury[J].Neurosurg,1996,38：1176
[2]Drolet G,Eric CD,Isabelle G,et al.Role of endogenous opioid system in the regulation of the stress response [J].Prog Neuropsychopharmaco Biol Psychiatry，2001,25(4)：729
[3]Prezwlocki R,Parsons Kl,Sweeney DD,et al.Opioid enhancement of calcium oscillalions and burst events involving NMDA receptors and Ltype calcium channels in cultured hippocampal neurons[J].J Neurosci,1999,19：9705
[4]Yang JC,Shan J,Ng KF,et al.Morphine and methadone have different effect on calcium channel currents in neuroblastoma cells[J].Brain Res,2000,870：199
[5]Shibata S,Tominaga K,Watanabe S.KappaOpioid receptor agonist protects against ischemic reduction of 2deoxyglucose uptake in morphine tolerant rats[J].Eur J Pharmacol,1995,279：197
[6] Mao J,Sung B,Ji RR,et al.Neuronal apoptosis associated with morphine tolerance:evidence for an opioid induced neurotoxic mechanism[J].J Neurosci,2002,22(17)：7650
[7]Boronat MA,GarciaFuster MJ,Garcia Sevilla JA,et al.Chronic morphine induces upregulation of the proapoptotic Fas receptor and downregulation of the anti apoptotic Bcl2oncoprotein in rat brain [J]. Br J Pharmacol，2001,134(6)：1263
[8]高俊凤,丁新生，吴祖舜.大鼠脑缺血再灌注后Caspase3的表达及纳洛酮的影响[J].南京医科大学学报/自然科学版，2004，(1) ：77
[9]Liao SL,Chen WY,Raung SL,et al.Neuroprotection of naloxone against ischemic injury in rats：role of mureceptor antagonism[J].Neurosci Lett,2003,345(3)：69
[10]吴秀书,张术华.纳洛酮治疗脑梗死量效关系的临床研究[J].医学临床研究,2004,21(9)：1015
(福建医科大学附属第一医院神经内科，福建 福州 350005), 百拇医药(周水秀，吴钢)