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镉致大鼠神经细胞凋亡的线粒体途径及NAC的保护作用
介绍
镉是一种广泛存在于环境中的有毒金属，长期暴露于镉环境中会对人体健康造成不良影响。镉会引起细胞凋亡、DNA损伤、氧化应激并最终导致各种疾病。目前已有研究表明，线粒体功能障碍在镉导致的各种细胞损伤中起着重要作用。本文主要讨论镉致大鼠神经细胞凋亡的线粒体途径及抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine,NAC）的保护作用。
线粒体功能障碍在镉诱导的神经细胞凋亡中的作用
线粒体是细胞内的主要能量生成器，并参与多种细胞生命活动，特别是细胞凋亡。细胞凋亡是细胞基因表达调控分子和细胞内外环境因素共同作用的结果。线粒体在细胞凋亡中起到关键作用，其是调控细胞凋亡的重要位置。细胞凋亡可通过线粒体内外途径进行。
线粒体的内膜电位（ΔΨ_m）是维持线粒体正常功能的重要指标。因为ΔΨ_m是载体氧化还原反应和ATP产生的必要条件。ΔΨ_m损伤的改变是线粒体功能障碍的一个主要表现。另外，Bcl-2家族蛋白也参与了细胞凋亡的调控，Bcl-2可以保持ΔΨ_m稳定，而Bax、Bad等蛋白则可使ΔΨ_m变化而诱导细胞凋亡。研究表明，镉引起神经细胞线粒体膜电位下降和外源性Ca2+进入细胞，导致线粒体内钙离子过载，增加氧化应激和细胞凋亡的风险。同时，镉还可增加内外质膜的通透性，使部分蛋白从线粒体泄漏，如细胞色素C等，可以刺激细胞凋亡的活化因子，在形成激活的半胱氨酸蛋白酶后便可催化Caspase-3等蛋白酶的激活，形成细胞凋亡。
一些相关基因的研究也证实了线粒体在镉中毒中的作用，如借免疫组织化学技术分析发现，Caspase-3、Caspase-9、Bax和P53等与线粒体相关的蛋白在镉引起的神经细胞凋亡中发挥了重要作用。并且，Bcl-2的表达明显下调，而Bax和Bad的表达明显上调。
NAC的保护作用
NAC是一种天然存在于人体内的对硫酰半胱氨酸还原制剂，有良好的解毒和抗氧化作用，是一种广泛使用的抗氧化剂。NAC可以稳定细胞内外环境，保护细胞免受氧化应激和其他的有害因素的侵害，减少细胞内游离基、过氧化物、脂质过氧化等有害物质的积聚，并且可以减少细胞凋亡。实验研究表明，NAC可以通过减少氧化应激反应、将S-氧还原物模拟为还原反应等多种途径发挥其保护细胞的效果。
NAC在镉中毒的神经细胞中也表现出了良好的保护作用。经实验比较发现，NAC对于通过增加Bcl-2/Bax比值来维持线粒体膜电位稳定，在此基础上有效减少氧化应激的表达而减少细胞凋亡的影响。此外，NAC透过对细胞循环的调节，控制活性氧基的生成，保护细胞的生命活动。在镉所致的神经细胞中NAC对于恢复细胞活力起到了显著的保护作用。
结论
本文讨论了镉致大鼠神经细胞凋亡的线粒体途径及抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸的保护作用。镉毒引起细胞线粒体功能障碍是其诱导细胞死亡的重要机制之一。NAC具有抗氧化作用和解毒作用，可减少线粒体功能紊乱及细胞凋亡，从而保护细胞的生命和健康。该研究对于探索镉毒引起神经损伤的机理及寻找适宜的纠正措施具有重要的指导意义。