神经珠蛋白可增加脑组织供氧

　　

珠蛋白是具有携带氧能力的蛋白质。在脊椎动物体内有两种类型：即存在于血液中的血红蛋白和肌肉中的肌红蛋白。目前在神经系统又发现了第三种珠蛋白，主要存在于大脑中，因此被称之为“神经珠蛋白”。

血红蛋白是负责血液呈红色的蛋白质，属于最具有研究价值的蛋白家族之一。其基本分子珠蛋白链，是一种较小的球形蛋白，由约17000个带有一重要铁原子的卟啉环分子群组成。血红蛋白就象分子一样广泛出现在从细菌到人类的有机生物体内。它们负责运输和贮存线粒体氧化产生能量所必需的氧；其他功能包括氧的清除、转运和一氧化氮（NO）的解毒以及酶的活性。另一种众所周知的珠蛋白肌红蛋白，能贮存氧，同时有助于氧扩散至肌细胞的线粒体中。

Burester等通过数据库收集基因组测序原始资料时而在鼠和人类中发现了神经珠蛋白。它在整个大脑的表达较弱但水平有所差异。研究人员证实神经珠蛋白能增加组织的携氧能力。人类神经珠蛋白基因图绘制在14号染色体上，同时其蛋白产物的比较分析表明这处珠蛋白家族成员早在多细胞动物进化时就趋异了。

人类神经珠蛋白的发现不像无脊椎动物神经系统中已知神经珠蛋白样蛋白令人惊讶。然而，它们的出现也不是这些群体的一种普遍特征。这些神经珠的出现可能是因为某种生物生存环境改变所必需的。在该种属中，神经组织的功能极大地依赖于联合珠蛋白的氧化状态。在腹足纲软体动物中，其神经节的传导活动与神经珠蛋白的氧化程度成比例。双壳类软体动物处于无氧条件时，其神经兴奋性的维持时间与神经珠蛋白所释放的氧相一致。

神经组织具有一高能量需求：尽管大脑构成仅占人主体的2%，但其耗氧量约占人体需氧量的20%。其能量主要通过葡萄糖的需氧氧化所产生。此能量可维持跨越细胞膜的离子梯度，并促使机动蛋白运输物质给整个神经细胞。当发生卒中时，脑细胞可因暂时性脑组织局部缺氧而死亡，并导致部分丧失神经功能。神经珠蛋白所贮存了氧在缺氧情况下有助于维持神经功能，与在无脊椎动物种属中发挥同样的作用。在某种意义上，神经珠蛋白可能以类似的方式作用于心肌细胞中的肌红蛋白。肌红蛋白有助于氧扩散至线粒体。

Burmester及其同事收集的资料表明神经珠蛋白在人类大脑不同部位的表达与这些部位对缺血损伤的敏感性呈负相关。例如，对皮质缺血造成损害的平均持续时间是19.1分钟，而对海马的损害平均持续时间是12.7分钟。神经珠蛋白在皮质层的表达较海马中的表达高4倍。现推测该结果与神经元退化的临床疾病有关。较低的持续性缺血是在为神经珠蛋白更低的表达，同时供氧减少是促进细胞死亡的第二种因素。例如：阿尔茨海默病患者大脑的海马部位的神经珠蛋白表达最低，并时常受神经纤维缠结和老年斑的影响，这是该疾病的神经元变性的形态学病理特征。

在小鼠和人类中发现的神经珠蛋白以及无脊椎动物神经珠蛋白的散在出现表明这些分子可能随自身神经系统的进化而发展，并同时在所有分类学群体中存在。此外，参与细胞神经氧供给的神经珠蛋白有可能会改善神经元功能性及幸免于健康与疾病的能力。

摘自 国外医学情报