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1、红凤来仪文化传播 微量元素锌与癫痫的关系 第 1 页 共 8 页微量元素锌与癫痫的关系摘自首席医学网摘 要: 锌是人体内重要的微量元素，在大脑组织中含量较高。锌与癫痫有关。简要介绍了锌在人体内的分布、代谢、生理功能，并重点综述了锌对癫痫发作产生影响的机制。 关键词: 锌;癫痫;微量元素锌（Zn）是维持人体生命必需的微量元素之一，其代谢异常与多种疾病有关。近年来，有关锌对癫痫的发生、发展及转归的影响逐渐受到人们的关注。现将微量元素锌与癫痫关系的研究综述如下。1 锌在人体内的分布及代谢锌在体内分布很广，几乎所有的组织均含有锌，成人体内总含量约2.3g。锌在体内主要以各种金属酶的形式存在，其余以蛋白
2、复合物形式存在，很少以离子形式存在。正常成人锌的每天生理需要量为 1020mg，儿童约需10mg，排泄主要经粪便、尿、汗、乳汁、头发排泄。每克脑组织中含锌 10g，可能是人体内除胰岛细胞外锌含量最高的器官。锌在脑内的分布不均衡，在大脑前部某些部位含量最高，如海马、皮层和杏仁核，大脑皮层主要在 2/3、5、6 细胞层，海马则见于 CA1、CA3 和齿状回，而未见于 CA2 1 。向脑室内注入锌后，锌主要积聚于大脑的海马回和丘脑 2 。近年发现了肽类锌转运体家族（ZnT 1 -T 2 ） ，其中某些转运肽可将锌转运至细胞外，它们可能对维持胞浆内锌处于较低的含量至关重要。由于细胞内外锌的含量都很低，
3、人们推断脑组织中绝大部分的锌与细胞内的成分紧密红凤来仪文化传播 微量元素锌与癫痫的关系 第 2 页 共 8 页地结合或被分隔于其中。脑内约 5%15%的锌存在于一些谷氨酸能神经纤维末梢的突触前囊泡中，其浓度可达毫摩尔水平;而抑制性突触则无锌的分布。普通的组织化学实验方法或荧光显影方法都可用于观测游离的或松散结合的锌，因此它们又被称为“螯合性”或“组织化学反应性”的锌。螯合性锌多存在于锌总量和浓度都最高的海马部位，尤其是齿状回颗粒细胞及其投射纤维（苔藓纤维） ，同时还遍布存于大脑皮层。人们发现在含锌神经通路的突触囊泡中有 ZnT 3 异构体存在，它可将锌运送入囊泡。关于锌在血液中的运转、在组织中
4、的摄取和代谢等环节还不十分清楚，尤其是血液中锌如何进入中枢神经系统并发挥其生物效应的，以及血脑屏障对这一过程的影响等问题，尚缺乏深入的研究。2 锌的生理功能锌的生理功能大体有以下几方面: 2.1 参与酶、DNA 的合成目前已知的含锌酶已达 200 余种，如每克碳酸酐酶含锌 3mg，该酶主要存在于红细胞、肾小管上皮细胞和胃细胞中，对运转 CO 2 、调节酸碱平衡、胃腺分泌盐酸等起重要作用;核酸和蛋白质合成系统中的许多酶（如 DNA 聚合酶、RNA 聚合酶等）含锌，故锌与核酸和蛋白质的生物合成有关。2.2 促进生长发育锌与糖代谢、氨基酸代谢及脂类代谢都有关系。锌缺乏可导致耐糖功能降低，胰岛素释放延
5、迟，引起硫氨基酸代谢异常，尿中硫排泄量和羟脯氨酸排泄量增加。锌促进葡萄糖进入脂肪组织，有利于脂肪储存。另外，锌对糖酵解、氨基酸代谢和蛋白质的消化吸收都起一定作用。红凤来仪文化传播 微量元素锌与癫痫的关系 第 3 页 共 8 页2.3 稳定细胞膜锌可与蛋白质分子中的巯基（SH）形成蛋白质SH锌盐，后者能结合在浆膜磷脂的磷酸部分，或者结合在蛋白质的羟基上。锌能拮抗有毒元素铅、锡等对细胞的损伤，维持细胞膜的稳定性。锌能与硫醇结合，阻断硫醇与铁的结合，从而抑制铁的催化氧化作用和形成自由基;能抑制脂肪的过氧化作用，稳定细胞膜;能增加溶酶体膜的稳定性，保护各种膜系统;还能提高膜脂质双层的热稳定性。2.4
6、锌与激素的关系锌能影响激素的合成、分泌、与靶器官的结合以及其功能等。2.5 锌与味觉、嗅觉的关系 3眼视网膜中含锌量高，一般认为视觉与锌有关。2.6 锌对大脑功能的影响锌是脑组织中含量最高的微量元素。锌主要结合在脑细胞膜上，能活化磷酸吡哆醛合成酶和抑制 -氨基丁酸（GABA）合成酶，从而减少抑制性中枢神经递质 GABA 的合成，在调节神经元的 GABA 中发挥关键作用。因大脑的海马区锌浓度高，妊娠妇女缺锌会使后代的学习能力和记忆力下降，大脑海马区发育不良 4 。此外，锌也参与维持正常的免疫功能。3 锌对癫痫发作的影响及其机制动物实验及临床资料表明，癫痫的发病与体内锌代谢异常密切相关，有人将小量
7、锌注入大鼠脑室，可引起跳跃、奔跑、强直-阵挛性惊厥。有人直接向兔脑海马内注入硫酸锌，亦可形成部分性阵挛性癫痫发作和继发性全身性发作红凤来仪文化传播 微量元素锌与癫痫的关系 第 4 页 共 8 页的癫痫模型。癫痫患者体内锌含量的变化，国内外不同作者的报告各异 57 ，多数认为癫痫患者血或脑脊液中锌含量增高，但也有报告降低者 8 。有人认为血浆锌含量的变化与患者最后一次癫痫发作时间有关，即近期有过癫痫发作者血浆锌含量较近期无发作者为低，并发现锌含量偏低者的脑电图呈重度异常。锌含量变化的临床意义可能系体内锌代谢动态平衡的失代偿，也可能为中枢神经系统内甚至致病灶内存在着锌代谢的异常。 锌对癫痫发作影响
8、的机制主要有以下几个方面: 3.1 直接毒性作用人们发现锌对培养神经元有很强的神经毒性，癫痫患者脑内锌从突触前移向突触后神经元（Zn 转运）可能参与选择性神经元损伤。有观察显示，脑室内注入不能透过细胞膜的金属螯合物 Ca-EDTA 可以明显减少突触后锌聚集量，并减轻相应的选择性神经元死亡。应用喹啉荧光技术发现，红藻氨酸所致发作引起海马苔状纤维突触前轴索末端锌的丢失，同时突触后神经元显示对锌的强荧光和变性病变。研究发现位于 CA3 区域水平层和透明层的细胞锌含量增加引起细胞死亡，而降低其细胞锌含量则可以预防发作后的细胞死亡。但是，CA3锥体细胞层锌的适度聚集则有利于该层细胞的存活 9 ，原因不明
9、。高浓度细胞外 Zn 同样可致神经元死亡，Yokoyama 等发现，组织培养中 30mol/L或以上的 Zn 可使神经元失去生命力。兴奋性突触部位锌与谷氨酸同时释放，它可能是活体组织中导致兴奋性损伤的重要成分，并且锌的这种转运过程是通过谷氨酸激活的二价阳离子通道进行的。用离体培养神经元进行的电生理研究表明，Zn 可通过电压-依从和非电红凤来仪文化传播 微量元素锌与癫痫的关系 第 5 页 共 8 页压-依从的双重机制减弱 N-甲基-D-天冬氨酸（NDMA）受体介导的反应，并增强 AMPA 受体介导的反应。3.2 抑制 Na + ，K + -ATP 酶的活性近年来的动物实验证明，锌是 Na + ，
10、K + -ATP 酶的竞争性抑制剂，它可抑制 Na + ，K + -ATP 酶的活性，影响离子转运 10-11 。用 Na + ，K + -ATP 酶特异性抑制药哇巴因给大鼠脑室注射 550g 后引起跳跃、奔跑、强直-阵挛性惊厥，此药多集中于海马回和下丘脑，而 Na + ，K + -ATP 酶亦多集中于此。故认为锌和哇巴因引起的惊厥，主要与抑制此酶的活性有关。在正常情况下，人体内 K + 和 Na + 梯度的维持是神经细胞正常电位所必需，当锌增高时 Na + ，K + -ATP 酶的活性被抑制，从而影响了脑细胞 Na + 外流和K + 内流的能量供应，细胞膜的离子梯度受到破坏，细胞膜失去稳定性
11、，而出现过度兴奋状态，导致癫痫发作。 另外，Ca 2+ ，Mg 2+ -ATP 酶的活性也与锌浓度有关，锌浓度过高和过低皆可导致其活性下降 12 ，继而引起细胞兴奋性改变。 3.3 抑制 -氨基丁酸、牛磺酸锌的释放不仅影响谷氨酸受体的作用，而且可以减弱 GABA 受体介导的反应，尤其是对于未成熟的神经元。锌抑制 -氨基丁酸合成酶和谷氨酸脱羧酶，减少 -氨基丁酸合成，其脑内含量下降 13 。给大鼠脑室注射 GABA 可防止惊厥发作，而 GABA 的拮抗剂荷包牡丹碱（bicuculline）和印防己毒素可引起动物惊厥发作，苯二氮卓类通过影响 GABA 的功能而呈抗癫痫作用。锌还能加速牛磺酸释放，使
12、其脑内含量减少。结果中枢抑制性递质 -氨基丁酸、牛磺酸减少，使神经元的激惹性增高或神经细胞异常放电，导致癫痫发作。其红凤来仪文化传播 微量元素锌与癫痫的关系 第 6 页 共 8 页发作又耗竭锌离子，形成锌代谢紊乱的恶性循环，可产生另种形式的表现和发作。总之，微量元素锌与癫痫的发生、发展及转归有关，更进一步的探讨，将有助于人们加深对癫痫的认识，全面了解癫痫的本质。参考文献:1 Brown C E，Dyck R H.Distribution of zincergic neurons in the mouse forebrainJ.J Comp Neurol，2004，479（2）:156167.2
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