目的探讨使用高、中、低剂量硫酸镁（MgSO₄）预处理和治疗对脑缺血再灌注损伤的作用及其可能机制。方法选取120只昆明种小鼠为研究对象,采用单纯随机抽样将其分为假手术组（30只）、缺血再灌注组（30只）、不同剂量MgSO₄（20、40、80 mg/kg）预处理组（30只,每一剂量组均为10只）、不同剂量MgSO₄（70、140、280 mg/kg）治疗组（30只,每一剂量组均为10只）。预处理组小鼠缺血前腹腔注射不同剂量MgSO₄,治疗组小鼠于再灌后即刻腹腔注射不同剂量MgSO₄。观察各组小鼠组织病理学变化,检测其脑组织一氧化氮（NO）含量和总一氧化氮合酶（total nitric oxide synthase,T-NOS）、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）及ATP酶的活性。于脑缺血再灌注后24小时评估并记录各组小鼠的神经行为学评分。结果不同剂量预处理组和治疗组小鼠脑组织缺血再灌注损伤病理学改变明显轻于缺血再灌注组,中、高剂量治疗组与预处理组小鼠平均存活时间均显著长于假手术组和缺血再灌注组（P<0.05）。缺血再灌注组小鼠脑组织中NO含量和T-NOS、iNOS活性均明显高于假手术组、不同剂量预处理组及不同剂量治疗组（P<0.05或P<0.01）。不同剂量治疗组小鼠脑组织中NO含量及T-NOS、iNOS活性均具有显著差异（P<0.05）。不同剂量预处理组小鼠脑组织iNOS活性无显著差异（P>0.05）。假手术组、不同剂量预处理组及不同剂量治疗组小鼠脑组织中Na⁺-K⁺-ATP酶及Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶的活性均高于缺血再灌注组（P<0.05）。高剂量预处理组小鼠的Na⁺-K⁺-ATP酶和Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶活性均显著高于中、低剂量预处理组、缺血再灌注组及不同剂量治疗组（P<0.05）。缺血再灌注组小鼠的神经行为学评分与假手术组、不同剂量预处理组及不同剂量治疗组比较均具有显著差异（P<0.01或P<0.05）;高剂量治疗组与假手术组小鼠的神经行为学评分比较无显著差异（P>0.05）,高剂量预处理组与假手术组小鼠旷场实验和悬挂实验的神经行为学评分比较均具有显著差异（P<0.01或P<0.05）。结论 MgSO₄预处理和治疗可能通过降低T-NOS和iNOS活性和减少NO合成而增加ATP酶的活性,减轻神经元损伤,对脑缺血再灌注损伤具有保护作用。