Na+,K+-ATP酶与脑缺血

Na+,K+-ATP酶的基本功能是维持真核细胞膜内外Na+ - K+电化学梯度平衡,后者为维持细胞渗透压、调节细胞体积和维持可兴奋细胞膜静息电位所必需.Na+,K+ -ATP酶活性的维持在神经元神经递质的摄取和Ca2+外流中起着重要作用.脑缺血后,Na+,K+ -ATP酶活性降低及功能异常参与缺血性脑损伤过程.缺血预处理通过维持缺血后Na+,K+ -ATP酶活性而诱导缺血耐受.强心甾类固醇和胞二磷胆碱可通过提高Na+,K+ -ATP酶活性对脑缺血发挥神经保护效应.     

Na+,K+-ATP酶与脑缺血

Na+,K+-ATP酶的基本功能是维持真核细胞膜内外Na+ - K+电化学梯度平衡,后者为维持细胞渗透压、调节细胞体积和维持可兴奋细胞膜静息电位所必需.Na+,K+ -ATP酶活性的维持在神经元神经递质的摄取和Ca2+外流中起着重要作用.脑缺血后,Na+,K+ -ATP酶活性降低及功能异常参与缺血性脑损伤过程.缺血预处理通过维持缺血后Na+,K+ -ATP酶活性而诱导缺血耐受.强心甾类固醇和胞二磷胆碱可通过提高Na+,K+ -ATP酶活性对脑缺血发挥神经保护效应.     

甲状腺激素对大鼠心肌Na+,K+-ATP酶α1亚基表达的影响

目的探讨不同甲状腺激素（TH）水平对大鼠心肌Na^＋，K^＋-ATP酶（钠泵）α1亚基mRNA表达的影响。方法Wistar大鼠随机分为甲状腺功能减退（简称甲减）组和对照组，分别摄入含碘量为50、300mg／kg的饲料，并分别饮用去离子水和自来水，喂养24周后放射免疫法测定血清TH水平，RT—PCR法测定心肌组织钠泵α1亚基mRNA的表达水平。结果甲减组血清TH水平明显低于对照组（P〈0．01）；心肌钠泵α1亚基mRNA表达水平，甲减组（0．59±0．51）与对照组（0．97±0．27）相比明显降低，差异有统计学意义（t=2．57，P〈0．05）。结论低碘饮食可以诱发大鼠甲状腺功能减退，低TH水平导致心肌钠泵α1亚基mRNA表达下降。     

Na+/K+-ATP酶ATP1A2基因突变与偏头痛

偏头痛是一种常见的反复发作性神经疾病。病因涉及遗传和环境因素,其发病机制尚未完全阐明。家族性偏瘫型偏头痛(familial hemiplegic migraine,FHM)中Na /K ATP酶α2亚基ATP1A2基因突变的发现,是偏头痛遗传学研究的重大突破。目前已鉴定出25种ATP1A2基因突变,且绝大部分为错义突变,这些突变或者引起Na /K -ATP酶α2亚基单个等位基因的功能丧失,或者引起钠钾泵的动力学改变。不过,ATP1A2基因与普通偏头痛的关系尚不明确,有待进一步研究。     

Na~+-K~+-ATP酶活性与缺血半暗带脑组织缺血再灌注损伤的研究

目的探讨Na+-K+-ATP酶活性与缺血半暗带(IP)脑组织再灌注损伤的关系。方法 75只雄性Wistar大鼠随机分为假手术组15只,模型组60只。模型组又根据缺血再灌注时间分为6、24、48及72h4个时间点,每个时间点15只。模型组采用线栓法制备缺血2h再灌注模型。2组大鼠分别于再灌注6、24、48、72h断头取脑,观察IP脑组织Na+-K+-ATP酶活性、神经症状评分、脑组织水肿程度及脑梗死范围的变化。结果与假手术组比较,模型组大鼠IP脑组织Na+-K+-ATP酶活性明显降低(P<0.05),大鼠神经症状评分、脑组织含水量及脑梗死面积明显升高(P<0.05)。随着缺血再灌注时间的延长,大鼠神经症状评分、脑组织含水量均在48h升至最高,IP脑组织Na+-K+-ATP酶活性在48h降至最低,脑梗死面积在72h达最大值。结论在IP脑组织缺血再灌注损伤过程中,Na+-K+-ATP酶活性的改变起着至关重要的作用。     

糖原合酶激酶3β信号通路在脑缺血中的作用

糖原合酶激酶3β( glycogen synthase kinase 3β,GSK3β)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶.生长因子、Wnt等多条信号通路可抑制GSK3β活性,从而促进细胞存活.脑缺血时,随着GSK3β磷酸化水平发生改变,其上游和下游蛋白磷酸化水平也发生改变.缺血预处理和后处理可能通过调节GSK3β信号通路诱导脑缺血耐受.     

脑缺血耐受与药物预处理

脑缺血耐受是近年来的研究热点 ,耐受的机制涉及兴奋性氨基酸、炎症、热休克蛋白表达、腺苷、凋亡、反应性星形细胞增生、信号传导通路等。根据缺血预处理机制 ,通过药物激发或模拟机体内源性物质也可对脑缺血发挥保护作用 ,是神经保护的新途径。     

脑缺血和NBP预处理对脑缺血沙鼠NGB和mit-Na+,K+-ATP酶活性的影响

目的探讨丁基苯酞（NBP）对脑缺血沙鼠脑红蛋白（NGB）和线粒体Na^＋,K^＋-ATP（mit-Na^＋,K^＋-ATP）酶活性的影响。方法将蒙古沙鼠66只随机分为假手术组：脑缺血组、NBP预处理组。采用颈总动脉结扎的方法制作脑缺血模型。分别采用免疫组化染色及化学比色法检测NGB阳性细胞数和mit—Na^＋,K^＋-ATP酶活性。结果NBP预处理组NGB表达量在缺血1、10、30rain时较脑缺血组显著增多（P〈0．05）;两组在缺血1、5、30、60min时mit—Na^＋,K^＋-ATP酶活性有统计学差异（P〈0．05）;NBP预处理组mit—Na^＋,K^＋-ATP酶活性与NGB表达量呈负相关（P〈0．01）。结论NBP可促进脑缺血时NGB的表达,维持mit—Na^＋,K^＋-ATP酶活性。     

mGluR1选择性拮抗剂LY367385对脑星形胶质细胞Na^＋-K^＋-ATP酶和Ca^2＋-Mg^2＋-ATP酶的影响

背景：脑星形胶质细胞肿胀是肝衰竭时脑水肿的特征,但其机制尚未完全阐明。目的：研究代谢型谷氨酸受体1亚型（mGluR1）选择性拮抗剂LY367385对脑星形胶质细胞Na^＋-K^＋-ATP酶和Ca^2＋-Mg^2＋-ATP酶的影响。方法：分离、培养小鼠脑星形胶质细胞,分为谷氨酸组、谷氨酸＋LY367385组、谷氨酸＋DMSO组和空白对照组,以定磷法检测Na^＋-K^＋-ATP酶和Ca^2＋-Mg^2＋-ATP酶活性,以高效液相色谱法测定ATP含量。结果：与空白对照组相比,谷氨酸组、谷氨酸＋LY367385组和谷氨酸＋DMSO组Na^＋-K^＋-ATP酶活性、Ca^2＋-Mg^2＋-ATP酶活性和ATP水平显著降低（P〈0.05）;谷氨酸＋LY367385组和谷氨酸＋DMSO组显著高于谷氨酸组（P〈0.001）,两组间则无明显差异。结论：mGluR1选择性拮抗剂LY367385可提高Na^＋-K^＋-ATP酶和Ca^2＋-Mg^2＋-ATP酶活性,减少ATP消耗,从而有效保护脑星形胶质细胞,有望成为预防和治疗肝性脑病的药物。     

大鼠脑缺血后海马CA1区脑红蛋白表达的变化及肢体缺血预处理对其影响

目的 观察青年和老年大鼠脑缺血后海马CA1区脑红蛋白(Ngb)表达的变化及肢体缺血预处理(LIP)对其影响. 方法 将凝闭双侧椎动脉的青年和老年大鼠均随机分为脑缺血组和脑缺血+LIP组.采用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blot法检测海马CA1区NgbmRNA和蛋白表达,硫堇染色观察海马CA1区锥体神经元迟发性死亡(DND)情况. 结果 青年脑缺血组、青年脑缺血+LIP组、老年脑缺血组、老年脑缺血+LIP组的Ngb mRNA和蛋白表达分别为0.16±0.02和0.32±0.07、0.52±0.04和0.91±0.06、0.09±0.01和0.22±0.08、0.21±0.01和0.66±0.06.表明老年大鼠脑缺血后海马CA1区Ngb mRNA和蛋白表达较青年脑缺血大鼠降低(P<0.05),LIP可上调青年和老年大鼠脑缺血后海马CA1区Ngb mRNA和蛋白表达(P<0.05),但对老年大鼠的上调作用低于青年大鼠(P<0.05).硫堇染色显示,海马CA1区神经元密度青年脑缺血组,青年脑缺血+LIP组、老年脑缺血组和老年脑缺血+LIP组分别为(38.8±10.9)、(171.5±16.9)、(21.2±12.2)个/mm和(102.7±15.4)个/mm.表明老年大鼠LIP预防脑缺血引起的海马CA1区锥体神经元DND的作用小于青年大鼠. 结论 老年大鼠脑缺血后Ngb的表达及LIP对其上调作用较青年大鼠明显减弱,这可能是老年大鼠脑缺血后损伤较重和LIP对老年大鼠脑缺血保护作用较弱的原因之一.     

3-硝基丙酸预处理对大鼠局灶性脑缺血caspase-3活性和神经细胞凋亡的影响

目的 探讨小剂量线粒体毒素3-硝基丙酸(3-NPA)预处理对大鼠局灶性脑缺血脑梗死体积、脑缺血半暗带半胱天冬酶一3(caspase-3)活性和神经细胞凋亡的影响。方法 大鼠腹腔注射3-NPA 3d后制作大脑中动脉闭塞模型，采用TTC染色、TuNEL法、流式细胞术和荧光测定法，观察3-NPA预处理对缺血2h再灌注24h脑梗死体积、神经细胞凋亡和caspase-3活性的影响。结果 缺血2h再灌注24h，3-NPA预处理组脑梗死体积减小22．3％，caspase-3活性降低13．9％，TUNEL阳性细胞数和细胞凋亡百分率分别减少47．0％和43．9％，与对照组比较差异有显著性。结论 3-NPA预处理可以诱导脑缺血耐受，降低caspase-3活性，抑制神经细胞凋亡可能是其机制之一。     

自噬在脑缺血中的双重作用

自噬是一种细胞内成分降解过程,分为启动、延伸、成熟以及自噬体降解等不同阶段,其作用与细胞损伤程度有关.自噬在饥饿、低氧等情况下适度激活,可促进细胞存活;而在脑缺血时过度激活,可导致细胞裂解和促进细胞死亡.预处理可能通过适当激活自噬而产生缺血耐受作用.自噬受到多种蛋白激酶、凋亡分子以及氧化应激通路的严格调控.     

脑缺血预处理对calpain活性影响的实验研究

目的通过观察大鼠局灶脑缺血预处理模型对钙依赖中性蛋白酶(calpain)活性变化的影响,初步探讨calpain与脑缺血预处理神经保护作用的关系。方法55只Wistar大鼠随机分为4组,假手术对照组、预处理对照组、预处理缺血组、脑缺血组,比较各组神经功能评分、脑梗死体积、calpain活性变化及组织病理变化。结果预处理缺血组神经功能评分、梗死体积明显低于脑缺血组(P<0.01)。预处理缺血组calpain活性低于脑缺血组(P<0.05)。组织病理可见预处理缺血组有部分梗死性病变,神经元数量明显减少,但组织结构轮廓尚存。假手术对照组及预处理对照组无神经功能缺损及梗死灶形成。结论脑缺血预处理可产生缺血耐受现象,减小梗死体积,减轻缺血性神经损伤,抑制calpain活性。calpain活性减弱可能在脑缺血耐受中发挥一定作用。     

热休克蛋白27在脑缺血耐受中的作用

热休克蛋白27( heat shock protein 27,HSP27)是小分子热休克蛋白家族成员之一,其分子伴侣功能以及与细胞死亡通路的相互作用介导了应激状态下的细胞存活.脑缺血时,缺血灶以及远隔区域HSP27表达量及其磷酸化水平变化与神经元对缺血的耐受性有关.然而,HSP27在脑缺血耐受中的神经保护机制至今尚不完...     

胞磷胆碱一种有前景的神经保护和神经修复药物

胞磷胆碱是细胞膜结构性磷脂生物合成过程中的一种必不可少的中间产物.外源性给予胞磷胆碱,能通过增加磷脂合成快速修复受损神经元细胞膜,促进乙酰胆碱和多巴胺合成稳定神经递质系统,并减少缺血脑组织游离脂肪酸聚积减轻其介导的额外组织损伤.较宽的治疗时间窗、较高的生物利用度、良好的血脑屏障穿透性以及优异的安全性,使胞磷胆碱成为一种有效的神经保护和神经修复药物.现有的证据表明,胞磷胆碱能显著改善急性期和亚急性期缺血性卒中患者的神经功能.此外,动物实验和临床研究表明,胞磷胆碱也有改善脑外伤、认知障碍、脑出血、帕金森病和青光眼转归的作用.胞磷胆碱与溶栓药或其他神经保护药联合应用应成为将来的研究方向之一.鉴于口服给药的生物利用度和药代动力学与静脉给药相似,口服成为胞磷胆碱的主要给药途径.     

Crystal structure of the sodium-potassium pump (Na+,K+-ATPase) with bound potassium and ouabain

The sodium-potassium pump (Na⁺,K⁺-ATPase) is responsible for establishing Na⁺ and K⁺ concentration gradients across the plasma membrane and therefore plays an essential role in, for instance, generating action potentials. Cardiac glycosides, prescribed for congestive heart failure for more than 2 centuries, are efficient inhibitors of this ATPase. Here we describe a crystal structure of Na⁺,K⁺-ATPase with bound ouabain, a representative cardiac glycoside, at 2.8 Å resolution in a state analogous to E2·2K⁺·Pi. Ouabain is deeply inserted into the transmembrane domain with the lactone ring very close to the bound K⁺, in marked contrast to previous models. Due to antagonism between ouabain and K⁺, the structure represents a low-affinity ouabain-bound state. Yet, most of the mutagenesis data obtained with the high-affinity state are readily explained by the present crystal structure, indicating that the binding site for ouabain is essentially the same. According to a homology model for the high affinity state, it is a closure of the binding cavity that confers a high affinity.