高壓氧的中樞神經(jīng)系統(tǒng)效應(yīng)與神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

周靜 張亞楠（通訊作者）

（1 上海市瑞金康復(fù)醫(yī)院內(nèi)鏡室 上海 200011）

（2 海軍軍醫(yī)大學(xué)特色醫(yī)學(xué)中心研究部潛水與高氣壓醫(yī)學(xué)研究室 上海 200433）

高壓氧是指讓機體呼吸壓力高于1 個大氣壓（1 ATA）的純氧，以達到增加機體組織內(nèi)氧含量（張力）的目的。實踐和研究表明，高壓氧對于缺血性和出血性腦卒中，創(chuàng)傷性顱腦損傷、一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有確切和良好的治療效果。它可以通過改善組織缺氧狀態(tài)這一核心機制，進而通過改善有氧代謝，矯正酸中毒，減輕水腫，改善微循環(huán)，促進組織再生；以及促進體內(nèi)氣泡縮小和消失，抑制厭氧菌生長繁殖等機制達到治療目的[1]。但隨著氧分壓的升高，它也會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生不良的作用。當(dāng)氧分壓超過3 ATA 時，高壓氧對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不利影響就會表現(xiàn)出來，稱為中樞神經(jīng)系統(tǒng)氧中毒（CNS oxygen toxicity）[2]。

神經(jīng)遞質(zhì)是在神經(jīng)系統(tǒng)中傳遞神經(jīng)沖動的內(nèi)源性化學(xué)物質(zhì)，對于維持神經(jīng)系統(tǒng)正常的活動和功能具有極其重要的作用。常見的神經(jīng)遞質(zhì)按照化學(xué)性質(zhì)分為：氨基酸類，胺類，膽堿類，嘌呤類等，各類神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)系統(tǒng)中有序地組成在一起，共同維系著神經(jīng)系統(tǒng)復(fù)雜、多樣的活動。一旦神經(jīng)遞質(zhì)出現(xiàn)代謝紊亂，必將引起神經(jīng)系統(tǒng)正常的生理功能出現(xiàn)失調(diào)，誘發(fā)各類神經(jīng)系統(tǒng)的疾病[3]。

基于高壓氧作用的普遍性和神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)系統(tǒng)中的特殊重要地位，可以推斷，高壓氧必然會對各類神經(jīng)遞質(zhì)的代謝及其功能發(fā)揮產(chǎn)生顯著影響，高壓氧對神經(jīng)系統(tǒng)的各種效應(yīng)，包括有利的治療作用和不利的毒性作用，也必然與其對神經(jīng)遞質(zhì)的影響有非常密切的聯(lián)系。

1.高壓氧的治療作用與神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

1.1 與氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

高壓氧治療可從多種途徑對繼發(fā)性腦損傷產(chǎn)生治療作用。高壓氧預(yù)處理能有效調(diào)節(jié)腦組織的能量代謝，降低中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)（如谷氨酸）含量，減輕興奮性毒性，從而抑制繼發(fā)性腦損傷的發(fā)生和發(fā)展。楊鈞等報道早期高壓氧聯(lián)合標(biāo)準大骨瓣開顱術(shù)治療重型顱腦外傷，可顯著提升治療效果，并且高壓氧的治療效果與其抑制興奮性氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)的毒性作用有關(guān)[4]。

1.2 與胺類神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

王強等探討了高壓氧治療對創(chuàng)傷性腦水腫形成和發(fā)展過程中的腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腦損傷后腦內(nèi)單胺神經(jīng)遞質(zhì)的過量釋放，是創(chuàng)傷性腦水腫發(fā)展的重要因素之一，高壓氧治療能改善腦組織缺氧，降低腦組織中單胺遞質(zhì)的含量，減輕腦水腫[5]。裴裴等報道了高壓氧聯(lián)合抗抑郁藥物對腦卒中后抑郁癥患者血清神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響，結(jié)果表明，腦卒中后抑郁患者接受高壓氧聯(lián)合抗抑郁藥物治療，可有效增加單胺類神經(jīng)遞質(zhì)表達量并均衡機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)[6]。

1.3 與膽堿類神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

楊杰華等研究了高壓氧治療對大鼠腦小血管病（CSVD）模型的腦皮質(zhì)及海馬區(qū)乙酰膽堿（Ach）表達的影響，以及治療前、后大鼠學(xué)習(xí)記憶功能改善的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高壓氧治療能維持腦皮質(zhì)及海馬區(qū)神經(jīng)遞質(zhì)Ach處于穩(wěn)定水平，對改善大鼠學(xué)習(xí)、記憶功能具有重要作用[7]。

2.高壓氧的毒性作用與神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

高壓氧對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒性作用主要表現(xiàn)為興奮性毒性，所影響到的神經(jīng)遞質(zhì)也主要是與中樞興奮—抑制平衡相關(guān)的遞質(zhì)。

2.1 與氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

具有興奮作用的谷氨酸和具有抑制作用的γ-氨基丁酸（GABA）是有關(guān)中樞神經(jīng)系統(tǒng)氧中毒研究中兩類最受關(guān)注的氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)。目前總體認為，長時間過高壓力的高壓氧暴露可導(dǎo)致腦內(nèi)谷氨酸含量顯著增加，GABA 含量顯著降低，致使興奮—抑制平衡被破壞，最終導(dǎo)致毒性發(fā)作[8]。

2.2 與胺類神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

持續(xù)過高壓力的高壓氧暴露會激起體內(nèi)強烈的氧化應(yīng)激反應(yīng)，因此中樞神經(jīng)系統(tǒng)氧中毒也是一種應(yīng)激反應(yīng)。與應(yīng)激發(fā)反應(yīng)密切相關(guān)的腎上腺系統(tǒng)與氧中毒發(fā)作也密切相關(guān)，腎上腺素、去甲腎上腺素等都是明確的中樞神經(jīng)系統(tǒng)氧中毒誘發(fā)因素[9]。

2.3 與一氧化氮（NO）氣體類神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

高壓氧暴露時，會激活腦內(nèi)神經(jīng)元型一氧化氮合酶（nNOS），使腦組織內(nèi)NO 含量顯著升高，進而會抵消高壓氧的縮血管效應(yīng)，使腦血流量顯著增加，從而使到達組織的氧量增加，促發(fā)氧中毒。NO 還可以與超氧陰離子（O2ˉ）快速反應(yīng)生成毒性很強的過氧亞硝酸鹽（ONOOˉ），進而通過其強大的硝化和氧化能力對體內(nèi)的分子和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，導(dǎo)致氧毒性發(fā)作。

2.4 與嘌呤類神經(jīng)遞質(zhì)的相關(guān)性

近年的研究表明嘌呤類神經(jīng)遞質(zhì)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)氧中毒發(fā)作也有非常密切的關(guān)系。高壓氧暴露可對腦組織內(nèi)腺苷的代謝產(chǎn)生顯著影響，導(dǎo)致腺苷含量顯著升高，而ATP、ADP 和AMP 等腺苷的磷酸化產(chǎn)物的含量則顯著減少。各種增加腦內(nèi)腺苷含量的措施，包括給予外源性腺苷，抑制腺苷代謝的酶，或腺苷A1 受體激動劑等，都可以有效對抗中樞神經(jīng)系統(tǒng)氧中毒的發(fā)生[10]。

3.總結(jié)

綜上，關(guān)于高壓氧的各種中樞神經(jīng)系統(tǒng)效應(yīng)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)各類神經(jīng)遞質(zhì)的關(guān)系的研究還相對較少。深入探討它們之間的相關(guān)性，將有助于拓展和優(yōu)化高壓氧在臨床疾病治療中的應(yīng)用，也有助于找到更好的預(yù)防措施以對抗其對機體的不利影響。