疾病与临床神经科学

兴奋性毒性

兴奋性毒性指的是这样一种情况:神经元(大脑里像电线一样负责传递信号的细胞)被刺激得太猛、太久,结果把自己害死了。引发它的通常是过多的谷氨酸——大脑里最主要的“前进”信号,也就是一个神经细胞用来告诉下一个细胞“放电吧”的化学物质。正常的一小股谷氨酸是一记迅速而有用的轻推,但泛滥的谷氨酸就像一脚把油门踩到底再也不松开:接收信号的细胞被逼进一种它无法关停的疯狂活动,而真正造成伤害的,是这种停不下来的过度兴奋,而不是谷氨酸本身。这个词本身就把意思塞了进去——兴奋到中毒的地步。

它的机制是这样的。当谷氨酸落在一些叫做受体的对接位点上时——尤其是一种名叫NMDA受体的受体——它会打开细胞膜上的闸门,让钙离子涌进来;钙离子是一种带电微粒,细胞平时会把它在内部保持得很稀少。少量的钙是一个至关重要的信使,可一旦成了洪流,它就变成了破坏的信号。涌入的钙会启动一些酶,把细胞自己的蛋白质、脂肪和DNA剪碎,还会压垮细胞里那些小小的发电厂——线粒体,直到它们罢工、能量供应崩溃。既断了电力,又从内部被撕裂,这个神经元就死去了。由于濒死的细胞会泄漏出自己的谷氨酸,损伤还会向外蔓延到邻近的细胞,把一处小小的损伤扩展成一片越来越大的缺失区。

在中风、脑外伤这类突发的脑部急症中,兴奋性毒性是神经元大量死亡的一个主要途径:在损伤核心周围那圈勉强存活的细胞,往往就是被这股谷氨酸的洪流给彻底了结的。人们还怀疑它会以更缓慢的方式,参与到肌萎缩侧索硬化症(ALS)、亨廷顿病和阿尔茨海默病等长期慢性病当中。正因如此,一些治疗方法的目标就是把谷氨酸的信号调低一些——比如治疗阿尔茨海默病的药物美金刚,会温和地阻挡NMDA受体——试图在不让大脑仍然需要的正常信号哑火的前提下,把那份过度兴奋安抚下来。

“兴奋性毒性”导致的细胞死亡并不是唯一的一种——有些受损的神经元会通过别的途径死去——但谷氨酸与钙超载是其中最经典的例子,也是大多数治疗手段试图打断的那一种。

又称
glutamate toxicityexcitotoxic injury谷氨酸毒性麩胺酸毒性興奮毒性