天麻及其提取物對神經(jīng)血管單元保護(hù)作用的研究進(jìn)展

中圖分類號：R392．5 R289．5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672—1349(2007)06—0515 03

以往對神經(jīng)保護(hù)的研究主要集中在神經(jīng)元本身，認(rèn)為只要阻斷導(dǎo)致神經(jīng)元壞死和凋亡機(jī)制中的一個或幾個環(huán)節(jié)便可減輕神經(jīng)元的進(jìn)一步損傷。近年的研究發(fā)現(xiàn)，任何導(dǎo)致神經(jīng)元損傷的原因如缺血缺氧、癲癇、感染、外傷、腫瘤、中毒、代謝障礙、退行性變或營養(yǎng)缺乏等都可能同時損傷膠質(zhì)細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞，后者的病理變化會加劇神經(jīng)元的進(jìn)一步損傷。因而提出神經(jīng)血管單元(neurovascular unit)的概念，認(rèn)為在神經(jīng)保護(hù)治療的同時必須兼顧對神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和血管內(nèi)皮的保護(hù)。

天麻(Gastrodia elata B1，GE)為蘭科天麻屬多年生草本植物，具有熄風(fēng)定驚、平肝潛陽、益智健腦、延緩衰老之功效。近年的研究顯示天麻及其提取物天麻素(Gastrodin)、香草醇(Vanillylalcohol)、香草蘭醛(Vanillin)、對羥基苯甲醛(Phydroxybenzol de—hyde)、對羥基芐醇(Phvdroxybenzylalcohol)等在神經(jīng)損傷的多個環(huán)節(jié)起作用，同時涉及對膠質(zhì)細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響。本文就此作一綜述。

1 調(diào)節(jié)遞質(zhì)性氨基酸的濃度

1．1抗興奮性毒性作用 腦內(nèi)的興奮性氨基酸(EEA)主要為谷氨酸(Glu)，它最主要的受體是N-甲基D-天冬氨酸(NMDA)受體。正常情況下EEA作為神經(jīng)遞質(zhì)對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動至關(guān)重要。當(dāng)各種原因引起腦損傷時，從神經(jīng)末梢釋放增加而攝取減少，使其在細(xì)胞外間隙蓄積，受體過度激活，從而引起興奮毒性(Excitotoxicity)，導(dǎo)致神經(jīng)元過度興奮、壞死和凋亡。

陳文東等在人神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH－SY5Y細(xì)胞系培養(yǎng)液中研究天麻素對由氯化鉀誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞釋放谷氨酸的影響，發(fā)現(xiàn)天麻素可以防止神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生或釋放過多的Glu，提示天麻素有可能被用于治療某些腦內(nèi)Glu濃度升高或鈣離子超載導(dǎo)致的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。薛柳華等進(jìn)行了天麻素對Glu致培養(yǎng)皮層神經(jīng)細(xì)胞損傷的保護(hù)作用的研究，發(fā)現(xiàn)天麻素可拮抗興奮性氨基酸的神經(jīng)毒性。

李運(yùn)曼等發(fā)現(xiàn)天麻素能明顯提高Glu誘導(dǎo)的PCI2細(xì)胞還原MTT的能力，抑制細(xì)胞乳酸脫氫酶(LDH)的釋放；還可抑制興奮性氨基酸引起的細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量的升高；劑量相關(guān)性的降低PCL2細(xì)胞凋亡百分率；同時可減輕H2O22引起的PCL2細(xì)胞損傷，降低靜息狀態(tài)下PC12細(xì)胞內(nèi)過氧化氫的含量。

曹春雨等報道各種劑量的天麻都能使N－甲基D－天冬氨酸受體結(jié)合數(shù)下降，中劑量和大劑量天麻均能明顯降低反復(fù)腦缺血再灌小鼠皮層NMDA受體結(jié)合數(shù)，提示天麻的腦保護(hù)機(jī)制與降低受體活性，抑制興奮性氨基酸神經(jīng)毒性作用有關(guān)。

天麻成分香莢蘭醛和對羥基苯甲醛可顯著的抑制Glu引起的人IMR 32成神經(jīng)細(xì)胞瘤細(xì)胞內(nèi)Ca2+的升高和細(xì)胞凋亡。應(yīng)用小鼠雙側(cè)頸總動脈結(jié)扎再灌注模型造成興奮毒性損傷，口服天麻促智顆粒(由天麻鉤藤飲化載而成)可以調(diào)節(jié)模型小鼠腦組織內(nèi)遞質(zhì)性氨基酸的含量，維持興奮性氨基酸和抑制性氨基酸的動態(tài)平衡；還能夠抑制缺血再灌注損傷引起的大腦皮質(zhì)、海馬兩部位NMDA受體活性的增高，從而對抗興奮毒性。以上研究說明，天麻可以從調(diào)節(jié)EEA的釋放和攝取，抑制NMDA受體活性，防止Ca2+超載等方面對抗興奮毒性。

1．2對腦內(nèi)r-氨基丁酸(GABA)的影響 GABA作為腦內(nèi)最重要的抑制性遞質(zhì)，能拮抗EEA過度表達(dá)所產(chǎn)生的興奮毒性，保護(hù)神經(jīng)元免于損傷。

An等[8]研究了天麻素對癲癇敏感性沙土鼠海馬區(qū)GABA代謝的影響，發(fā)現(xiàn)天麻素在減少癇性發(fā)作評分的同時，升高海馬區(qū)GABA的濃度。通過檢測r-氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶(GABAtransaminase，GABA—T)、琥珀酸半醛脫氫酶(succinic semialde—hyde dehydrogenase，SSADH)、琥珀酸半醛還原酶(succinic semi—aldehyde reductase，SSR)等指標(biāo)觀察天麻素對GABA降解影響，發(fā)現(xiàn)天麻素能顯著減少GABA-T、SSADH和SSR的攝取。Ha等發(fā)現(xiàn)羥基苯醛(4－h(huán)ydroxybenaldehyde)對GABA—T的抑制作用強(qiáng)于氨基烯酸(Vigabatrin)和丙戊酸(Valproic acid)。表明天麻提取物能夠通過抑制GABA的降解，有效提高GABA的濃度，減少神經(jīng)元的損傷。

2對一氧化氮(NO)及一氧化氮合酶(NOS)的影響

鉛中毒使腦內(nèi)NOS活性減少，阻礙小腦長時程抑制(LTD)的形成和維持，進(jìn)而損害學(xué)習(xí)記憶。天麻可以拮抗鉛中毒引起的大鼠小腦勻漿NO水平的降低和學(xué)習(xí)記憶損害。胡建軍等研究發(fā)現(xiàn)天麻素能減輕膠質(zhì)細(xì)絲酸性蛋白(GFAP)纖維素樣改變；減少LDH漏出量；抑制NOS活性，從而減輕NO過量產(chǎn)生所引起的細(xì)胞毒性作用。

缺血再灌注損傷則引起體外培養(yǎng)星形膠質(zhì)細(xì)胞NOS表達(dá)的上調(diào)，天麻素和川芎天麻液可對抗這種上調(diào)，從而抑制NO本身及由其而產(chǎn)生的一系列氧自由基的毒性。可見，天麻通過對NO的雙相調(diào)節(jié)發(fā)揮其益智和神經(jīng)保護(hù)作用。

3抗氧化作用

超氧化物歧化酶(SOD)是組織內(nèi)重要的抗氧化活性物質(zhì)，是氧自由基的清除劑，能夠有效地清除超氧陰離子自由基(O2－)，保護(hù)細(xì)胞免受損傷。丙二醛(MDA)是氧自由基攻擊生物膜結(jié)構(gòu)中的多不飽和脂肪酸后形成的脂質(zhì)過氧化物，腦組織缺血缺氧后SOD含量下降，氧自由基增加，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化過程加劇。研究表明，天麻增加腦內(nèi)SOD含量，降低MDA含量，減少自由基產(chǎn)生，抑制脂質(zhì)過氧化過程，提高腦細(xì)胞的存活率，在海馬CA1區(qū)尤為顯著。

對體外培養(yǎng)的缺血再灌注神經(jīng)細(xì)胞，天麻素能明顯地抑制其過氧化脂質(zhì)(LPO)的增多。莢香蘭醇則能夠顯著的抑制腦內(nèi)注射氯化鐵造成的大鼠癲癇模型皮層內(nèi)LPO的升高。莢香蘭醛和對羥基芐醇均可以抑制大鼠腦勻漿、微粒體、線粒體的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)[16]。川芎天麻液可提高缺血再灌注損傷大鼠腦內(nèi)SOD的含量。天智顆粒可在體內(nèi)和體外顯著抑制大鼠腦LPO的生成，使反復(fù)缺血再灌注小鼠皮層和海馬谷胱甘肽過氧化物酶(GSH－Px，GPX)活性增高，但對腦組織SOD的活性未見影響，提示天智顆粒抗氧化作用的機(jī)制主要是提高GPX的活性。

4對凋亡相關(guān)基因表達(dá)的影響

神經(jīng)細(xì)胞凋亡是多種疾病腦損傷的共同過程。Bcl－2，HSP，C-fos等為抑制細(xì)胞凋亡基因，而Bax、p53、caspase－3等為促細(xì)胞凋亡基因。腦缺血再灌注損傷可引起體外培養(yǎng)海馬神經(jīng)元Bcl-2表達(dá)減少和bax表達(dá)增加，黃建梅等觀察了抗呆I號(有天麻素等中藥提取物組成)對體外模擬腦缺血再灌注損傷原代培養(yǎng)海馬神經(jīng)元調(diào)控基因Bcl-2和Bax表達(dá)的影響。發(fā)現(xiàn)抗呆I號可通過上調(diào)神經(jīng)元Bcl－2表達(dá)、下調(diào)Bax的表達(dá)對缺血再灌注損傷的神經(jīng)細(xì)胞起到一定的保護(hù)作用。徐堅等通過實驗研究證明，天麻可上調(diào)神經(jīng)元Bcl－2的表達(dá)和下調(diào)Bax和p53基因的表達(dá)，從而起到對缺血再灌注腦組織神經(jīng)元的保護(hù)作用。

胡俊峰等[19]觀察醋酸鉛染毒對大鼠海馬和小腦C-fos基因表達(dá)及學(xué)習(xí)記憶功能的影響，同時觀察阿膠、天麻的拮抗作用。發(fā)現(xiàn)亞慢性鉛染毒造成大鼠學(xué)習(xí)記憶障礙的同時，導(dǎo)致C-los基因表達(dá)水平的下調(diào)，而天麻、阿膠可通過不同途徑拮抗其對C—fos基因表達(dá)及學(xué)習(xí)記憶能力的影響。

5穩(wěn)定細(xì)胞膜作用

在神經(jīng)細(xì)胞損傷過程中，細(xì)胞膜狀態(tài)是其損傷從可逆向不可逆轉(zhuǎn)變的重要環(huán)節(jié)。膜流動性主要取決于磷脂，它可以敏感的反映細(xì)胞膜的狀態(tài)。由于缺氧與興奮性損傷，體外培養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞缺血5h后即觀察到膜流動性的下降，再灌后膜流動性繼續(xù)下降。天麻素具有維持神經(jīng)細(xì)胞膜流動性的作用，其機(jī)制可能是抑制磷脂酶的激活而阻止磷脂的降解。細(xì)胞膜受損達(dá)一定程度，膜的通透性增大，使生理情況下很少漏出的LDH大量漏出，細(xì)胞外LDH的濃度可以反映細(xì)胞膜損傷的程度。缺血再灌注以及谷氨酸的興奮毒性使培養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞膜和膠質(zhì)細(xì)胞膜損傷，LDH大量漏出，表現(xiàn)為培養(yǎng)液中的LDH含量增高；天麻及其有效成分天麻素可以顯著的減少上述損傷造成的LDH的漏出，并能顯著地降低自由基的生成，表明天麻素有清除過多的自由基作用和細(xì)胞膜保護(hù)作用。天麻也可以通過保護(hù)腦細(xì)胞膜ATP酶的活性，改善離子轉(zhuǎn)運(yùn)，防止腦缺血缺氧后腦水腫的形成。

6對膠質(zhì)細(xì)胞的影響

膠質(zhì)細(xì)胞可分泌多種細(xì)胞因子和神經(jīng)營養(yǎng)因子，在聯(lián)系和維持神經(jīng)元生存微環(huán)境中起著重要作用。生理情況下，膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量的增多對活躍神經(jīng)元起到更好的支持作用，對大腦的學(xué)習(xí)記憶功能有益。口服天麻可以明顯使大鼠大腦膠質(zhì)細(xì)胞增生，膠質(zhì)細(xì)胞群面積增大，膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增多，這是天麻益智作用的機(jī)理之一。當(dāng)多種原因引起腦損傷時，膠質(zhì)細(xì)胞過度增生，增生的膠質(zhì)細(xì)胞一方面產(chǎn)生和釋放腫瘤壞死因子和NO等神經(jīng)毒物質(zhì)，促進(jìn)損傷的發(fā)展；另一方面產(chǎn)生神經(jīng)營養(yǎng)因子，有利于軸突的再生和修復(fù)。體外培養(yǎng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞在缺血再灌注損傷后膠原纖維酸性蛋白，星形膠質(zhì)細(xì)胞的特異性標(biāo)志物的陽性計數(shù)較正常組顯著增高，且膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生纖維樣變，天麻素可以明顯地抑制GFAP的增多，即通過抑制膠質(zhì)細(xì)胞的過度增生以減弱其對神經(jīng)細(xì)胞的進(jìn)一步損傷，還能夠減弱膠質(zhì)細(xì)胞纖維樣改變的程度。

7對血管的影響

天麻能抑制醋酸所致的小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性增加，抑制5－羥色胺(5－HT)、PGF4所致大鼠皮膚毛細(xì)血管通透性增加，說明天麻對炎癥早期的滲出有抑制作用，并能明顯抑制多種炎癥的腫脹。

孟云輝等觀察天麻鉤藤飲對血管緊張素Ⅱ(Ang Ⅱ)致人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)損傷的保護(hù)作用。發(fā)現(xiàn)天麻鉤藤飲含藥血清可抑制AngⅡ?qū)е碌募?xì)胞損傷，減少TNF－α的分泌，升高PPAR-rmRNA的表達(dá)。提示天麻鉤藤飲可對抗AngⅡ所致的HUVECs損傷，保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能。

8問題與展望

神經(jīng)血管單元是由微血管內(nèi)皮、神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞共同組成的。血管系統(tǒng)為腦細(xì)胞提供氧氣、葡萄糖和各種激素，并引導(dǎo)細(xì)胞對局部環(huán)境做出恰當(dāng)?shù)膽?yīng)答；反過來，腦細(xì)胞，尤其是膠質(zhì)細(xì)胞能調(diào)節(jié)血管的功能以適應(yīng)局部的需求。這種神經(jīng)血管協(xié)調(diào)的關(guān)系可能因為腦部的各種炎性相關(guān)疾病如感染性疾病、腦卒中、血管性癡呆、癲癇和多發(fā)性硬化而崩潰。這些傷害性病因引起的腦部炎性反應(yīng)激活血管內(nèi)皮細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞，而后者受細(xì)胞因子和他們自身分泌的一些物質(zhì)的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生一系列病理性變化，導(dǎo)致神經(jīng)元的進(jìn)一步損傷。

因此，新的治療策略既要重視神經(jīng)血管單元中因離子失衡、興奮毒性、氧自由基生成引起的傷害；又要注意對血管內(nèi)皮完整性的保護(hù)。有關(guān)天麻及其提取物的眾多研究表明：天麻制劑能作用于神經(jīng)元凋亡和壞死機(jī)制中的多個環(huán)節(jié)，展示出良好的藥用前景。然而，有關(guān)天麻制劑對神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和血過內(nèi)皮細(xì)胞影響的研究才剛剛起步，有待更深入細(xì)致的研究。