氧化应激在脊髓损伤中的作用及机制研究进展
轴突,线粒体,1脊髓损伤后氧化应激的发生机制,2脊髓损伤后氧化应激对神经元及胶质细胞的影响,1活性氧促进细胞凋亡,2抑制活性氧可减轻炎症,3活性氧与铁死亡,4活性氧参与轴突变性,5其他方面,3调控脊髓损伤氧化应激的相关
马春伟,张海鸿1. 兰州大学第二医院骨科(兰州 730030)
2. 兰州大学第二临床医学院(兰州 730030)
脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)是中枢神经系统(central nervous system, CNS)的一种严重创伤性疾病,可导致受伤平面以下感觉、运动和括约肌功能障碍,进而引发截瘫、排尿和排便功能障碍等临床表现[1]。全球每年约25~50 万人受SCI 的影响,导致200~300 万人致残[2],给社会和患者带来巨大负担。SCI 是一种具有破坏性的神经病理状态,其病理生理学包括急性和慢性阶段,并涉及缺血、氧化应激、炎症、细胞凋亡和运动功能障碍等一系列破坏性事件[3]。氧化应激是指活性氧(reactive oxygen, ROS)产生与机体抗氧化防御之间平衡失调的状态[4]。作为SCI 重要的损伤标志和病理过程,减轻氧化应激有助于改善SCI 后的症状和功能恢复。本文综述了SCI 后氧化应激的作用及其相关机制,旨在为SCI 的治疗提供新的思路。
1 脊髓损伤后氧化应激的发生机制
SCI 的病理过程分为原发性和继发性损伤。原发性损伤是由外力直接造成的脊髓组织和细胞破坏[3]。继发性损伤是原发性损伤引发的级联反应,进一步导致脊髓组织损害和大量ROS 的产生[5]。ROS 既包括自由基,如超氧化物和羟基,也包括非自由基,如过氧化氢(H2O2)和单线态氧[4]。正常情况下,细胞会产生适量ROS,以维持平衡并修复损伤[6]。但在SCI 中,ROS 的过量生成打破了这一平衡,引发氧化应激[7]。SCI 后谷氨酸水平上升,导致钙离子流入细胞并引发钙超载,激活线粒体内的NADPH 氧化酶(reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase,Nox),产生更多ROS 和活性氮(reactive nitrogen species, RNS)[8],加剧线粒体功能障碍和氧化应激。ROS 的其他来源包括细胞内的过氧化物体、溶酶体、内质网和氧化酶[9-10]。SCI 引起的过量ROS 和RNS 对细胞DNA、脂质、蛋白质造成损害,引发细胞损伤和死亡,加剧了SCI 的严重性[2]。
2 脊髓损伤后氧化应激对神经元及胶质细胞的影响
2.1 活性氧促进细胞凋亡
细胞凋亡,作为一种常见的程序性细胞死亡方式,是SCI 后继发性损伤的主要病理特征,并对SCI 的进展和恢复具有关键影响[11] ......
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