缺血缺氧性脑血管病（Ischemia and hypoxic cerebrovascular disease）是目前公认的严重危害人类健康的疾病之一。大脑缺血缺氧状态下，可供ATP合成的原料缺乏，而细胞有着快速的ATP消耗，已合成的ATP仅足以提供以秒记的细胞应用，ATP供应不足会引起一系列的下游效应，导致细胞死亡。缺血缺氧及再灌注过程通常会造成不可逆的神经损伤，多方面因素参与损伤机制，因状况不同造成的损伤也往往不同。明确损伤的核心因素对于减少损伤与增加恢复有重要的作用。　　目的：本实验中我们以培养细胞与离体脑组织为标本，用氧糖剥夺（Oxygen and glucose deprivation,OGD）来模拟在体的缺氧缺血。以C57离体脑片与神经干分别作为脑灰质与脑白质的代表，利用体外对氧气与代谢底物及代谢环境的可靠控制来解析各因素的单独或联合作用下的效果，利用体外缺血缺氧及再灌注模型来探究如何减少缺血缺氧及再灌注损伤以及促进缺血缺氧性脑损伤后的修复。探究代谢底物及氧化应激对脑组织缺血缺氧及再灌注过程中ATP生成的影响。　　方法：组织部分，通过人工建立缺血缺氧及再灌注模型，体外模拟在体状态，对脑白质（视神经干）和脑灰质（海马切片）进行处理。通过对组织ATP的定量分析，探究组织中ATP生成变化情况。之后，通过改变供氧供糖条件，探究O2对ATP生成的影响。通过药物干预（巯基琥珀酸等），来探究氧化应激对脑白质和脑灰质经历缺血缺氧后的再灌注恢复中的ATP生成的影响。细胞部分则通过细胞培养的方法培养星型胶质细胞，用H2O2对其进行刺激，对ATP进行定量分析，探究氧化应激对星形胶质细胞ATP生成的影响。　　结果：本研究通过对ATP进行定量分析，以ATP含量来代表ATP生成能力，发现：　　（1）体外实验的最佳处理时间范围是40～240min，对ATP进行定量分析的最佳成年C57鼠的月龄为1～3月龄。　　（2）缺血缺氧及再灌注后，脑白质（视神经干）和脑灰质（海马切片）的ATP生成变化较为一致，即缺血缺氧后ATP生成都会有较明显的降低（约剩1%～6%），再灌注后，ATP生成会有一定的恢复，但是只能恢复一部分（约为对照组的15%～25%）。　　（3）脑组织氧糖剥夺及部分氧糖剥夺都会使脑组织的ATP生成降低，而单纯的缺氧比单纯的缺糖情况下脑组织ATP生成情况降低更加明显，说明了一定含量的氧气对脑组织来说比葡萄糖更为重要。　　（4）在缺血缺氧状态下加入连二亚硫酸钠（Sodium hydrosulfite，或名 Sodium dithionite，SDT），发现ATP生成能力进一步降低，当进行再灌注时，ATP生成的恢复能力会受到影响。　　（5）缺血缺氧状态下加入谷氨酸后，组织或细胞的ATP生成有所升高。　　（6）加入谷胱甘肽过氧化物酶抑制剂后，氧化应激过程的代谢物质降解受到抑制，脑组织的ATP生成能力会明显下降。　　结论：在缺氧缺血及氧化应激状态下，葡萄糖和氧气在缺血缺氧性脑损伤中都具有十分重要的作用，其中氧气的影响相比于葡萄糖而言更大。缺血缺氧的过程中存在氧气含量的基线值，维持脑组织损伤边缘区域的氧气含量处于这个基线以上对缺血缺氧后再灌注修复是十分重要的。谷氨酸作为脑内重要的兴奋性神经递质，除了可以用于神经元之间的突触传递外，还可以通进入三羧酸循环，过氧化降解用于合成ATP，在缺血缺氧状态下，维持组织和细胞一定的谷氨酸含量对于减少损伤可能具有十分重要的意义，至少在脑白质，在缺糖但有氧状态下，谷氨酸作为能量代谢底物的作用可能比兴奋性神经损伤来的更为重要。氧化应激作为再灌注损伤的主要原因，减少再灌注过程中的氧化应激是治疗缺血缺氧性脑损伤的关键。