谷氨酸(Glutamates，Glus)是自然界中广泛存在的一种兴奋性氨基酸，在人类食物中的含量丰富。谷氨酸也是大脑中最丰富的氨基酸，并且是脊椎动物中枢神经系统传导兴奋性冲动的重要神经递质。在生理浓度时，谷氨酸通过体内的谷氨酸受体(Glutamate receptors，GluRs)调节许多生理反应，包括感觉传导通路、高级脑活动(如学习、记忆、运动、认知和发育等)；但在较高浓度时，谷氨酸则充当一种神经毒素，可诱导严重的神经损害。因此，谷氨酸可认为是一把“双刃剑”——由神经递质转变成神经毒素。 谷氨酸受体有两种类型：促离子型谷氨酸受体(ionotropic GluRs，iGluRs)和促代谢型谷氨酸受体(metabotropic GluRs，mGluRs)。iGluRs是阳离子配体门控通道，调节快速突触信号传导，根据它们序列的相似性、电生理特性及与选择性拮抗剂亲和力不同分为三个亚型，即N-methyl-D-aspartate(NMDA)受体，α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid(AMPA)受体和红藻氨酸盐(kanic acid，Ka)受体。NMDA受体由不同亚型组成，主要有NR1、NR2A、NR2B、NR2C、NR2D、NR3A和NR3B。 NR1亚型是NMDA受体的主要亚型，是离子通道的重要功能单位。两个NR1亚型组成的同源寡聚体形成一个完整的功能通道，可以透过钠离子、钾离子、铯离子和其他阳离子，但它的主要功能是转送钙离子。兴奋性氨基酸受体的作用和Ca2+/Na+内流有关，离子流的变化可产生一个沿细胞膜传导的动作电位。 心脏有丰富的神经支配和特殊的传导系统，调节快传导和心脏节律。心血管系统功能紊乱与软骨藻酸和食物中其他兴奋剂如味精等有关，这表明心脏可能是这些物质的一个靶器官。另外，由各种神经毒素包括兴奋性氨基酸的毒性效果产生的神经症状和临床表现提示这些毒素参与了心血管功能紊乱。观察谷氨酸受体在心脏中的表达情况是评价这些物质作用的第一步。本实验拟在前人动物实验的基础上，用westem blot和免疫组化的方法探索谷氨酸受体一NMDAR1在成人心脏中是否有表达及其分布情况；如果成人心脏中存在NMDAR1，将进一步观察青壮年猝死综合征死者心脏中NMDAR1表达，并与正常心脏中的表达情况进行比较，探讨其法医学意义，以期为青壮年猝死案件的死因鉴定提供新的思路。材料与方法本实验按照设计分为两部分。 1、NMDAR1在成人心脏中的表达分布研究： 实验组为人体心脏，阳性对照组为人体脑组织，检材来自中山大学法医鉴定中心的高坠案例。按照中山大学法医系宋一璇等创建的心脏传导系统取材方法，切取窦房结、房室结、房室束及左右束支等组织；常规取左、右心室肌；常规取大脑额部组织作为阳性对照。所取标本一式两份，一份置于液氮中保存，然后提取蛋白质，进行westem blot实验，用于检测NMDARl蛋白在心脏中的表达；一份置于10﹪福尔马林固定，而后石蜡包埋、切片，片厚4μm，分别进行HE染色和NMDAR1免疫组织化学染色，确定NMDAR1在心脏中的分布情况。 2、NMDAR1在青壮年猝死综合症案件中的应用研究： 23例人体心脏标本来源于2004年～2006年中山大学法医鉴定中心病理检案中资料完整的案例(存档蜡块)，分为2组： 1) 正常人体心脏对照组：12例，交通事故即时死亡8例，高坠致死4例，经系统尸检及常规组织学检查，心脏未见明显病理改变。 2) 青壮年猝死综合征组：心肌标本11例，死亡前无明显诱因，死后经系统尸检及常规组织学检查没有发现致死性病变。 以上2组年龄、心脏重量、以及死亡至尸检的时间经统计学处理均无统计学差异。传导系统组织参照宋一璇等的取材方法进行，切取脑组织、心脏传导系统(窦房结、房室结、房室束及左右束支)及左、右心室心肌分别进行HE染色和NMDARl免疫组织化学染色。对染色结果进行形态学观察和计算机图像分析，所得数据输入Microsoft Excel数据库，应用SPSS 13.0 for windows对数据进行统计处理。 1．常规HE染色结果NMDAR1在成人心脏中的表达分布研究中阳性对照组的大脑皮质神经元结构正常，细胞核较大，圆形，位于胞体中央；可见少量胶质细胞。实验组左、右心室及室间隔心肌细胞横纹清晰，细胞核致密呈蓝色，部分心肌纤维断裂或呈波浪状排列；窦房结结细胞和结缔组织沿窦房结动脉排列，相互交织成网状，形似迷路；在中心纤维体旁房室结结细胞呈波浪状排列、较细；希氏束周围有纤维组织包裹，呈长椭圆形；束支行走于心内膜下，较细、呈弯曲状，周围有网状纤维。 NMDAR1在青壮年猝死综合症案件中的应用研究中正常人体心脏对照组心肌细胞横纹清晰，偶见心肌细胞轻度水肿和心肌纤维断裂，冠状动脉未见异常，部分传导系统轻度脂肪浸润。青壮年猝死综合征组冠状动脉检查除2例有左主干I级粥样硬化外，其余均通畅；心肌纤维部分断裂，横纹尚清，散在嗜酸性增强，未见梗死灶。传导系统除2例轻度脂肪浸润，其余未见异常。 2．免疫组织化学染色大脑皮质神经元、心脏传导系统(窦房结、房室结、希氏束及其束支)的心肌细胞中可见NMDAR1阳性表达，位于细胞浆中。而在左、右心室肌中均未见明显阳性表达。阴性对照组未见阳性表达。 3．Western Blot结果在NMDAR-1在成人心脏中的表达分布研究中发现NMDAR1蛋白在阳性对照组的大脑组织和实验组的窦房结、房室结、左右心室肌中均有表达，蛋白条带位于103kD处。NMDAR1蛋白在脑组织中表达最强，其次为窦房结和房室结，而左、右心室肌中蛋白表达非常弱。 4．计算机图像分析和统计学分析结果正常人体心脏对照组窦房结中NMDAR1表达的阳性单位是：16.471±1.409，青壮年猝死综合征组窦房结阳性单位是：18.170±1.762，t检验结果：t=-2.518，P<0.05，有统计学意义。正常人体心脏对照组房室结中NMDAR1表达的阳性单位是：10.721±1.353，青壮年猝死综合征组窦房结阳性单位是：12.065±1.185，t检验结果：t=-2.523，P<0.05，有统计学意义。正常人体心脏对照组希氏束中NMDAR1表达的阳性单位是：5.977±1.050，青壮年猝死综合征组希氏束阳性单位是：6.498±0.974，t检验结果：t=-1.1103，P>0.05，无统计学意义。 结论: 1、成人心脏中存在离子型谷氨酸受体亚型-NMDAR1。 2、NMDAR1主要分布在心脏传导系统(窦房结、房室结、希氏束和左右束支)；NMDAR1在心脏传导系统的特异性分布表明NMDAR1可能在心脏电生理和病理生理中起作用。 3、NMDAR1在青壮年猝死综合症死者心脏传导系统(窦房结、房室结)中的表达强度比正常人体心脏对照组中的表达强度强，有统计学意义，提示NMDAR1可能与青壮年猝死有联系。