一、细胞内钙超载
钙是神经细胞生理活动不可缺少的重要离子,在神经递质释放、细胞膜内外信息传递、膜兴奋的控制以及酶活动性的调节等中起重要作用。在生理状态下,细胞内钙的浓度极低,静息时约为10-8~10-7mol/L,而细胞外液中钙浓度高达10-3~10-2mol/L,两者相差上千倍。细胞内外存在如此高的钙离子浓度差,细胞内的低钙离子浓度要维持稳定,主要依赖于3个方面的作用:①存在于细胞膜上的钙离子通道:它具有限制细胞外钙离子进人细胞内的作用,这是保持细胞内低钙的最主要因素;②细胞内线粒体等主动将胞浆中的过多钙离子摄取、贮存,即称之为细胞内钙库作用;③细胞膜内侧面的钙泵作用:存在于细胞膜上的Ca2+-Mg+-ATP酶可以将细胞浆中的钙离子排出到细胞外。
在脑损伤,脑缺血缺氧等病理情况下,由于脑细胞能量供应障碍,Ca+-Mg+-ATP酶的排钙功能受损,内质网、线粒体的贮钙作用减弱,特别是由于细胞膜结构受损、流动性及稳定性降低,钙离子通道开放,细胞外大量钙离子涌人细胞内,细胞内的低钙离子稳定性受到破坏,发生钙离子超负荷,并对细胞产生下列危害:
(⑴激活ATP酶,致使高能磷酸键发生水解,释放大量氢离子,使细胞内pH值降低,造成组织酸中毒环境,不利于代谢正常进行。
(2)激活蛋白酶及磷脂酶,或通过钙调蛋白的介导,使神经细胞蛋白及脂质分解代谢增加，使细胞框架系统和膜结构损害,造成细胞肿胀。
(3)细胞内钙离子浓度增高还可以通过神经细胞某些快反应基因如c-fos、c-myc等的表达与调控改变,并作用于目的基因,影响细胞的DNA结构,造成神经细胞的严重损害。近年来的一些研究已表明,应用钙通道阻滞剂,如尼莫地平及异搏定等能有效地阻止钙离子向细胞内流,保护脑功能,减轻缺血和颅脑损伤时的神经细胞损害。
