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3视网膜缺血再灌注中谷氨酸兴奋毒性的机制
近年来研究表明，谷氨酸在RIR中的兴奋毒性机制主要有以下几方面：钙离子超载、过多NO合成、细胞内氧自由基升高及细胞凋亡，其中钙离子超载是谷氨酸兴奋毒性损伤的中心环节。视网膜缺血/低氧损伤时Müller细胞对谷氨酸毒性的调节机制被破坏，从而造成组织中谷氨酸浓度升高，过度激活RGCs的NMDA受体，促进细胞外Ca2+内流，同时谷氨酸诱导的去极化引起电压门控钙通道开放，Ca2+进一步内流，最终导致神经细胞变性和凋亡[15]。Torin等[3]发现钙阻滞剂洛美利嗪可减轻RIR损伤，说明钙超载介导了RIR损伤。另外，有实验证明，β阻滞剂倍他洛尔也能拮抗RIR损伤，而其它β阻滞剂没有此作用，其原因可能是倍他洛尔具有独特的钙通道阻滞性质，它能减少KA受体诱导细胞内Ca2+升高，对抗NMDA型受体被谷氨酸激动所引起的视网膜神经毒性，减少RIR后诱导型一氧化氮合酶iNOS表达的增加[16]。过量谷氨酸刺激谷氨酸受体，引起细胞内Ca2+超载，激活依赖Ca2+和钙调蛋白的一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)，催化L精氨酸产生NO。NO通过激活单磷酸鸟苷环化酶(GC)催化cGMP的生成，刺激cGMP依赖的蛋白激酶(PKG),以调节离子通道的磷酸化，来参与兴奋性损伤；同时，NO可通过突触间隙逆行扩散到突触前终末，介导谷氨酸释放与NMDA受体结合，进一步激活NOS，产生更多NO，形成正性反馈促进兴奋性毒性损伤[17]。据实验观察，在再灌注过程中，视网膜组织中有iNOSmRNA表达，iNOSmRNA表达量随再灌注时间的延长而增加，在再灌注12h表达量达最高值，视网膜缺血再灌注损伤随再灌注时间的延长而加重[18]。Zheng等[19]实验发现RIR大鼠视网膜iNOS表达增加，而给予其选择性抑制剂氨基胍则减少了缺血再灌注引起的视网膜神经和血管的变性。
细胞间质谷氨酸浓度升高，致使细胞内外的谷氨酸出现反向转运，胱氨酸摄取被阻滞，导致谷胱甘肽合成减少，造成氧自由基的堆积，激发细胞膜的脂质过氧化，并广泛攻击细胞超微结构，尤其是线粒体。刺激信号使线粒体的渗透性转运孔(mitochondrial permeabili transition pore，MPTP)打开，线粒体跨膜电位(mitochondrial transmemrane potential，△ψm)降低，级联反应诱导细胞凋亡[20]。Aydemir等[1]利用荧光分光计观测缺血再灌注视网膜组织，证实视网膜缺血再灌注时细胞膜发生了脂质过氧化，膜上的谷胱苷肽减少，并产生大量自由基。Agardh等[21]通过即时反转录的聚合酶链式反应(PCR)技术分析大鼠RIR损伤后的内源性抗氧化酶：谷胱甘肽过氧化物酶(GPX 1)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶、二氧化锰歧化酶、谷氨酰半胱氨酸连接酶(GCLc)等，发现这些酶能有效地对抗大鼠RIR所引起的氧化应激。Nucci等[22]研究发现辅酶Q10（电子传递链必不可少的一个辅助因子），可减少RIR时谷氨酸浓度变化，防止MPTP的形成，表明氧化应激和能量耗竭与RGCs凋亡有关。Zhang等[23]研究发现抗氧化剂儿茶素保护视网膜神经元免受氧化应激，明显减弱RIR时视网膜caspase3mRNA、GFAPmRNA等的表达。谷氨酸过度激活NMDA受体，介导Ca2+超载、氧自由基升高、线粒体损伤、细胞色素c释放等，激活半胱天冬酶caspase家族诱导凋亡。Zheng等[24]研究发现通过运用广谱caspases抑制因子可减少缺血再灌注时视网膜神经节细胞死亡，并且caspasel的免疫检测能比TUNEL法更早在缺血再灌注的视网膜中被测出，证实RIR中有细胞凋亡的过程，而caspase3与视网膜缺血再灌注时神经元凋亡有关[25]。Oz等[26]在最近的实验中发现仅仅5～10min的缺血后再灌注已可造成视网膜细胞层的明显凋亡。Arai等[27]用caspasel基因敲除的RIR小鼠进行实验，观察发现其RGCs的凋亡比对照组RIR小鼠明显减少，说明caspase1在视网膜神经细胞凋亡中扮演重要角色。
4展望
谷氨酸兴奋毒性在分子、细胞水平作用机制的研究正展现出一个新的领域，其在多种疾病中的基础毒理作用的逐步阐明无疑会对其防治奠定基础。目前临床上虽然还没有防治RIR损伤的有效药物，但随着谷氨酸在RIR损伤机制的深入研究，从多环节、多途径加以综合防治，如：通过突触后抑制的途径，减少谷氨酸的释放；应用钙通道阻滞剂，阻滞细胞内Ca2+的蓄积，减少NO及各种氧自由基的产生；谷氨酸受体拮抗剂的使用等，有望在不久的将来会取得突破性进展[28]。
【参考文献】
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3 Torin N， Akaike A， Yasuyoshi H, et al. Lomerizine，a Ca2+ channel blocker，reduces glutamate induced neuro toxicity and ischemia reperfusion damage in rat retina. Exp Eye Res2000;70(4):475484
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