糖皮质激素受体对创伤后应激障碍患者海马体积的影响

Effect of glucocorticoid receptor on hippocampus atrophy in PTSD

李响 1 ，石玉秀 2 ( 中国医科大学 1 综述 七年制 89 期 5 班

2 指导教师 组织学与胚胎学教研室 沈阳 110001)Li Xiang1 Shi Yuxiu2

( 1Review 89K5B of 7-year 2 Director Department of Histology and Cyemology , Chinese Medical University, Shenyang 110001,China)

[ 摘要 ]

创伤后应激障碍 (PTSD) 已经成为一种普遍的精神障碍。目前许多研究已发现， PTSD 患者的海马的结构及功能出现异常，主要表现是海马体积缩小，但关于机制研究并不明确，而且，目前研究结果还不能确定海马体积和功能的改变是长期应激造成的结果，还是 PTSD 的原因。本文旨在阐述 PTSD 的基本特点以及糖皮质激素受体在 PTSD 时的变化及其在海马萎缩中的作用。

一、关于PTSD

二、PTSD的神经内分泌学紊乱

三、GR

对海马神经元细胞的毒 性作用及可能机制

一、关于 PTSD

1. 定义： 因异乎寻常的威胁性或灾难性心理创伤

（几乎能使每个人产生强烈痛苦），如身受酷刑、恐怖活动受害者、被强奸、目睹他人惨死等，导致延迟出现和长期持续的精神障碍 [1] 。

2. 主要表现• （ 1 ）反复发生闯入性的创伤性体验重现（病理性

重 现、闪回 (flashback) ）、梦境，或因面临与刺激相似或有关的境遇，而感到痛苦或不由自主地反复回想；

• （ 2 ）持续的警觉性增高；• （ 3 ）为了防止条件化 (conditioned) 的“触景生

情”而出现的持续性的回避；• （ 4 ）对创伤性经历的选择性遗忘；• （ 5 ）对未来失去信心。少数病人可有人格改变或

有神经症病史等附加因素，从而降低了对应激原的应对能力或加重疾病过程。精神障碍延迟发生，在遭受创伤后数日甚至数月后才出现，病程可长达数年 [1,2,3] 。

3. 分类• 主要分为两种类型：• Ⅰ 型创伤：是指多为一次性的短暂的意外所造成

的精神创伤。例如：成年后被强奸，车祸，被抢劫，自然灾害等。症状好转一般较快，预后较好。

• Ⅱ 型创伤：是指由一系列相互关联的或长期持续的创伤性事件所引发的精神创伤。例如：开始于童年的、反复发生的性暴力或躯体虐待，战争中沦为难民，配偶间的暴力伤害，受害人往往无法依靠自己的力量阻止或结束被伤害。往往伴有遗忘、分离和丧失信念，预后一般较差 [4] 。

二、 PTSD 的神经内分泌学紊乱• Bremner [5] 等通过对比检验患者与正常对照人群

脑脊液 CRF 含量发现，前者明显高于后者，提示PTSD 患者体内存在 HPA轴神经内分泌调节功能紊乱。

• Yehuda （ 1998 ） [6] 发现： PTSD 与其他应激个体有以下不同：①皮质醇的低水平（ PTSD 的患者可的松水平在尿液和唾液中明显减低），② GR的敏感性增加，③较强的负反馈抑制，④下丘脑 -垂体轴的各系统变得愈来愈敏感。

• 另外 Yehuda （ 2003 ） [7] 又发现 PTSD 患者及其后代的可的松水平均成较低的水平。

二、 PTSD 的神经内分泌学紊乱• 糖皮质激素 (GC) 是肾上腺皮质分泌的重要应激激素，生理

情况下， GC 在体内通过受体的介导而发挥作用。束缚应激等非特异性刺激均可引起 HPA 轴活动亢进，使肾上腺皮质合成和释放 GC 增加。

• 肾上腺糖皮质激素受体有糖皮质激素受体 (GR) 和盐皮质激素受体 (MR) 。 MR 与 GC 的亲和力非常高，在基础 GC 水平激活，而 GR 与 GC 的亲和力很低，只有在高浓度 GC 水平才被激活， GR 主要参与对 HPA 轴的负反馈抑制作用，海马是 GR 含量最高的脑区，在应激引起的内源性 GC 升高过程中起着复杂的调节作用 [8] 。

• 研究认为，成年大鼠给予选择性 GR 受体兴奋剂地塞米松治疗后，可导致 CA3 区锥体神经元形态改变， GR 受体拮抗剂RU 486可阻断 GC 对海马的神经毒性，说明 GC 的海马毒性是通过 GR 介导的 [9] 。新的研究发现，疏肝理肺方能明显抑制肾上腺皮质分泌皮质酮，其作用优于理肺组和地塞米松组[13] 。

三、 GR 对海马神经元细胞的 毒性作用及可能机制

• （一）PTSD患者海马的改变

• （二）应激时海马GRmRNA的变化

• （三）海马神经元丧失机制

（一） PTSD 患者海马的改变• 海马的形态结构在应激反应中发生了明显的变化，

主要表现在体积变小。

• Bremner [10] 等用 MRI 测量 26 例诊断为 PTSD的越战老兵的海马体积，发现患者右侧海马体积缩小 8%，在研究童年时期有躯体和 / 或性虐待经历的成年人被确诊为 PTSD的患者中，发现左侧海马体积减少 5%，右侧海马体积减少 3.8%，而且创伤程度与短期记忆障碍的病情，躯体症状及患者所出现的分离性症状的严重程度均呈正相关。早年有生活创伤的 PTSD患者的左侧海马体积减少明显，而在后期有创伤经历的 PTSD患者，其双侧或右侧海马体积减少，同时在杏仁核中就不存在这样的差异。

（一） PTSD 患者海马的改变• Currits 和他的同事比较了越战后出现 PTS

D 的老兵和没有出现 PTSD 的老兵的海马，发现前者较后者双侧海马体积缩小 26% ，而其它脑区体积未发现差异 [11] 。

• 有较多研究表明早年的应激主要使左侧的海马体积减小，而较晚年龄的应激主要是右侧或者是双侧海马体积减小 [12] 。

（二）应激时海马 GRmRNA 的变化

• 研究结果表明，束缚应激可引起哮喘大鼠海马神经元受损，使 CA3 区 GRmRNA 表达减少，对 HPA 轴的抑制作用减弱 [13]；

• 以往研究认为，慢性应激可使海马 CA3 区 GRmRNA 表达下降，这种变化在应激后第 7 d 出现，且持续到实验整个过程 [14] 。

• 也有研究发现，慢性社会应激或束缚应激，能不同程度地下调海马 CA3 区 GRmRNA 表达，而长期给予外源性皮质类固醇也同样可引起海马 CA3区 GRmRNA 表达下调 [15] ， GR 受体拮抗剂 RU 486则可使基础水平的 GRmRNA 在海马 CA3 区表达增加，说明 GR 的生物合成增加。而红藻酸则使 GRm—RNA 在海马 CA3 区的表达消失 [16] 。

（二）应激时海马 GRmRNA 的变化

• 海马 GRmRNA 表达下调表明糖皮质激素的负反馈抑制作用减弱，抗抑郁药治疗后能明显增加海马 GRmRNA 和 MRmRNA 的表达，并能阻止应激诱导的 CA3 区 GRmRNA 的表达下调，这种作用主要是通过提高糖皮质激素对下丘脑室旁核 CRH 神经元分泌的反馈抑制来实现的 [17] ，说明海马 GRmRNA 的表达在调节下丘脑室旁核 CRH 的合成和分泌中起着重要作用。

（三）海马神经元丧失机制• 皮质类固醇激素受体 ：

I型对皮质酮有高亲和力，盐皮质激素受体 (MR)

II型对皮质酮亲和力低，糖皮质激素受体（ GR ）

在海马中皮质类固醇激素受体的密度远远高于其它脑区 [19] ，因此在应激过程中海马是糖皮质激素攻击的主要靶区

由于海马参与HPA 的负反馈调节，故其功能减弱，使GC 分泌增多。 GC 浓度越高，海马神经元的丧失越多；海马神经元的丧失越多，血浆 GC 浓度越高，直至出现失控的正反馈循环。

海马

下丘脑

垂体

肾上腺

CRF

ACTH

GC

初期反应 恢复期

（三）海马神经元丧失机制

1. Ca2+失衡与长时程突触增强( LTP)

2.神经元凋亡

1. Ca2+ 失衡与长时程突触增强 ( LTP)

• 在海马的传入纤维及海马的内部环路主要形成三个兴奋性突触连接系统：

来自眶回的前穿质（ perforant path,PP ）→海马齿状回的 CA4颗粒细胞

颗粒细胞发出的苔状纤维 (mossy fiber)→CA3 锥体细胞

CA3 锥体细胞发出的 Schaffer侧支→ CA1 锥体细胞

• 研究发现；在 CA4 ， CA1 和 CA3 神经原附近记录到按刺激强度分级的诱发电位，形成 LTP 。

LTP 的形成• 诱导 LTP 的两个主要因素是强直刺激的频率和强度 一定强度的刺激可提高单个刺激引起的 EPSP 的幅度 一定频率的刺激可使 EPSP产生叠加效应

作用的结果使突触后膜的去极化达到一定程度，使位于NMDA 受体通道内阻止 Ca2+ 内流的 Mg2+ 移开，这样当递质与 NMDA 受体结合后，通道打开， Ca2+ 内流，胞内 Ca2+ 浓度升高，继后触发一系列生化反应，改变膜的性质，导致 LTP产生。

Ca2+ 在 LTP诱导过程中的作用：

在低 Ca2+溶液中不能诱导产生 LTP效应，高浓度

的 Ca2+ 可直接诱导 LTP 及增强诱导的效果。

过高的 Ca2+浓度对海马的损伤• 但是过高的 Ca2+ 浓度会造成海马的损伤，分子生物学

的动物实验显示 [21] ：阈下刺激组实验动物电刺激停止后 72 小时内海马细胞钙超载。

• 细胞内游离 Ca2+ 浓度持续增高，可促使大量 Ca2+沉积于线粒体，导致其氧化磷酸化电子传递链脱藕联， ATP 合成障碍，致使神经细胞内离子浓度异常而严重影响神经元兴奋性 [22]；

• 同时，细胞内游离 Ca2+ 浓度持续增高还可以通过与 Ca2+ 结合蛋白结合而引发多种神经毒性作用，而且在突触后兴奋性传导、 Ca2+ 内流诱发的突触活动性改变以及活动依赖性核基因长时程表达调控中有重要意义 [23] 。

因此 ,当细胞内 Ca2+超载导致 CaM-CaMKIIa信号途径调控异常时，可触发神经细胞内这些复杂的信号转导链，启动多级核转录因子，特别是依赖性反应元件介导的基因调控路径，引发神经细胞长时程基因表达、调控异常，促使 CNS 神经可塑性改变，最终导致学习、记忆、行为等认知功能障碍与情绪反应异常 [24-25] 。而患者在强的应激状态下，会导致海马内 Ca2+超载，从而引起应激状态下的不易消退的长时效应或突触型态改变，进而导致创伤性记忆的障碍。

2. 神经元凋亡

• 长期以来，线粒体一直被公认为是细胞内的能量加工厂，其主要作用是为细胞的各种生命活动提供所需的能量。然而越来越多的研究发现，线粒体具有调控细胞凋亡的作用，如细胞凋亡过程中的一类调节因子 Bcl-2／ Bc1-xl蛋白位于线粒体的外膜 [26] 。

• 于是，有人提出糖皮质激素受体可以与线粒体作用而诱导神经细胞凋亡的假说：

• （ 1 ）非基因组的作用：应激活化的大量 GR 可以直接与线粒体的膜结合而改变线粒体膜电位。

• （ 2 ）基因组的作用：糖皮质激素可以与其他的一些分子如热休克蛋白 90/70/40 等相互作用，从而易位入细胞核，与 DNA 结合并影响转录活动。 Bax 作为GR 活化的下游调制器之一，可以被上调并易位入线粒体与 MAP-1 结合。这两种方式可以导致线粒体膜电位改变，被活化 Bid蛋白与 Bax 、 Bak 等凋亡促进蛋白结合，使原来位于细胞质或松散定位于线粒体膜上的 Bax 、 Bak插人线粒体膜，诱导线粒体蛋白的释放，促进凋亡。 Bid蛋白的这种促凋亡作用在神经元凋亡中也有发现 [26] 。

综上所述， PTSD 的临床病理生理学研究已经基本完成，但对于发病的确切分子生物学机制还处于假设阶段，有待我们进一步的研究和证明，这样才能更好地指导临床治疗。而对于发病机制的研究，很显然， GR 是关键因素之一，所以对 GR 的结构和功能的深入研究也是必不可少的。另外，海马体积的变化是细胞凋亡的结果，因此，凋亡的诱发因素与 GR 的关系也是对于发病机制研究的方向。