燈盞細辛對心肌缺血再灌注損傷的保護機制

茅凌燕,潘 濤

據WHO預測,到2020年,急性冠狀動脈梗阻性疾病將是世界上主要的致死原因,不管通過內科溶栓還是介入、外科搭橋手術,冠狀動脈再通后都將直接面臨心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury,MIRI)。因此M IRI已成為一個重大的臨床問題,采取有效措施防止損傷產生或減輕其程度就成為熱點問題,引起世界各國學者的廣泛關注和研究。近年來有些研究證實,中醫藥在MIRI研究方面取得了一定的成果,其中在再灌注過程中或治療后應用藥物來防治MIRI是非常有效的手段,而中藥因其副反應小和價格低廉日益受到臨床醫師的青睞。本文復習近年文獻,就燈盞細辛對心肌缺血再灌注損傷的保護機制綜述如下。

1 心肌缺血再灌注損傷(MIRI)

1.1 MIRI概念 心肌缺血再灌注損傷(M IRI)指心肌短時間血供中斷,一定時間內恢復,原缺血心肌發生較血供恢復前更為嚴重的損傷。臨床表現在閉塞的冠狀動脈再通,梗死區血液灌流重建一段時間內,有的病例發生血壓驟降、心臟功能不全、心律失常甚至猝死等一系列病情反而惡化的現象[1]。

1.2 MIRI機制 關于再灌注損傷的發生機制,研究表明氧自由基、鈣超載、心肌纖維能量代謝障礙、血管內皮細胞、一氧化氮、中性粒細胞和細胞凋亡等因素均可能參與MIRI的發病過程[2]。

1.3 MIRI中醫病機 中醫學雖然沒有心肌缺血再灌注損傷這一病名,但根據其病變部位(心)和臨床表現(主要為胸痛、胸悶、短氣、疲乏無力、心律失常等),應屬于胸痹、心悸、怔忡范疇。其基本病機為本虛標實,本虛多為心肝脾腎虧虛,心脈失養;標實以寒凝、氣滯、血瘀、痰阻多見。由于心肝脾腎的虧損,氣機紊亂,氣血失和,導致氣滯血瘀、痰濁內生,脈絡閉塞,進而引起心肝脾腎各臟腑及肢體的氣血陰陽偏盛或偏衰,出現各種病癥。其中醫病機可歸納為氣虛血瘀、氣滯血瘀、熱毒積聚、寒凝經脈、痰瘀互結、氣血虧虛、陰陽虛損。

2 燈盞細辛的概述

燈盞細辛又名燈盞花、東菊,盛產于云南,是菊科植物短葶飛蓬的干燥全草。《中國藥典》1977年版曾予以收載,其性寒、微苦、甘辛,具有散寒解表、祛風除濕、活血化瘀、通經活絡、止痛功效。主要應用于治療中風、心絞痛及冠心病等。黃酮類化學成分(燈盞花素)被認為是燈盞細辛中主要有效成分,包括燈盞甲素、燈盞乙素等,其中以野黃芩苷(又名燈盞乙素)為主。咖啡酰類化合物為燈盞細辛中另一大類化合物。現代藥理研究表明,燈盞細辛的黃酮類成分具有較廣泛的藥理活性,而咖啡酰類化合物也具有一定心腦血管活性。

3 燈盞細辛對心肌缺血再灌注損傷的保護機制

3.1 減少鈣超載 細胞內Ca2+超載在心肌缺血再灌注損傷發病機制中起中心作用[3],細胞內Ca2+平衡狀態紊亂后引起的Ca2+內流和Ca2+分隔機制的失調,導致缺血再灌注心肌細胞內Ca2+超載。鈣通道阻滯劑可減輕心肌頓抑的發生:改善無復流現象;保護內質網功能;減少白細胞聚集;保護高能磷酸鍵及降低梗死心肌范圍等[4]。王麗娟等[5]應用全細胞膜片鉗技術觀察到燈盞花素能阻斷豚鼠心肌細胞的Ca2+通道,減少Ca2+內流,使心肌收縮力減弱,心臟做功減小,心肌耗氧量減少。此外,燈盞花素還以電壓依賴的方式阻斷心肌細胞膜上的鈣離子通道,降低心肌細胞自律性,延長有效不應期(ERP),減少折返激動,具有抗心律失常作用。另據文獻報道[6,7],黃酮類物質能抑制鈣泵對鈣離子的轉運,燈盞細辛是非競爭性蛋白激酶c(PKC)抑制劑,PKC可促進調節蛋白磷酸化,使細胞內鈣減少,血管擴張,改善冠狀動脈循環。

3.2 抗氧自由基損害 自由基在MIRI發生、發展過程中扮演著重要角色。當組織細胞缺血、缺氧時,氧自由基清除系統功能降低,生成系統活性增強,一旦恢復組織血液供應和氧供,氧自由基便大量產生與急劇“堆積”,以不同方式造成細胞損傷[8]。心肌梗死等缺血性心臟病的發生導致心肌對氧的供需動態平衡失調,靜脈滴注燈盞細辛能迅速持久地降低血壓,不伴隨反射性心率加快和增加心肌收縮力,血壓下降使心臟后負荷減輕,降低了心肌耗氧量;同時達到改善心肌供血的目的。并且黃酮類物質是氧自由基清除劑[9],抑制脂質過氧化反應,防止造成生物膜的損傷及臟器功能的損害。范潔等[10]對急性心肌梗死(AMI)再灌注治療成功者49例隨機分為治療組和對照組,結果治療組用藥6 h后,總超氧化物歧化酶明顯升高,丙二醛30 min后開始降低;左室舒張末容積、左室收縮末容積2 d開始降低;左室射血分數顯著增加;心律失常發生率低。顯示出燈盞細辛對AMI損傷具有防治作用。

3.3 抑制中性粒細胞(PM N)浸潤 PM N浸潤是心肌缺血再灌注損傷的重要環節之一,心肌缺血再灌注時激活了炎性細胞包括中性粒細胞、單核細胞等釋放白介素(IL-1、IL-6、IL-8)和腫瘤壞死因子(TNF),這些遞質的升高又刺激中性粒細胞表面黏附分子的表達,誘導了中性粒細胞的黏附以及對缺血心肌的浸潤及損傷[11]。盧惠生等[12]將59例不穩定型心絞痛患者隨機分成燈盞花素組及抵克力得組,結果顯示前者療效優于后者,并認為燈盞花抗血小板活化及減輕炎癥反應的突出作用,對預防急性冠狀動脈綜合征的發生和發展有極其重要的臨床意義。劉政芳等[13]報道60例急性冠脈綜合征(ASC)患者,隨機分為燈盞細辛治療組和常規治療的對照組,結果顯示ASC的常規治療加用燈盞細辛注射液安全而且療效明顯提高。燈盞細辛注射液這種能夠改善纖溶活性和血管的炎癥反應的作用,可能也是對ASC有效的原理之一。

3.4 減少細胞凋亡 細胞凋亡又稱程序性細胞死亡是指有核細胞在一定條件下通過啟動其內部機制,主要通過內源性DNA內切酶的激活而發生的細胞自然死亡過程[14]。細胞凋亡具有獨特的形態學和生化學特征,首先表現為細胞核的一系列變化,如染色質斷裂、聚集,進而固縮、核膜崩解、細胞胞質空泡變,最后包膜突出,形成凋亡小體。目前已有一些實驗和臨床研究發現,細胞凋亡是MIRI發病機制的重要環節之一。劉興德等[15]將Wistar大鼠12只分為I/R組和燈盞花素組,采用TUNEL法、免疫組化和原位雜交方法,觀察I/R心肌細胞死亡和凋亡抑制基因的bcl-2表達。結果顯示,燈盞花素組凋亡心肌細胞核數量及陽性心肌細胞核占總心肌細胞核數的百分比均明顯少于I/R組(P＜0.05);燈盞花素組bcl-2蛋白(mRNA)表達陽性的心肌細胞數及陽性心肌細胞占心肌細胞總數的百分比均明顯高于I/R組(P＜0.01)。燈盞花素能夠顯著減少大鼠I/R心肌細胞凋亡;盞花素通過上調凋亡抑制基因bcl-2的表達可能是其減少大鼠I/R心肌細胞凋亡的機制之一。

3.5 其他 燈盞花素能有效抑制血小板集聚,降低血黏度,改善血液流變性異常狀態[16];降低纖維蛋白含量,促進纖溶活性,可防止血栓形成和并有溶解血栓作用[17];保護 Na+-K+-ATP酶,降低細胞缺血再灌注損傷[18],可抑制鈣內流,促進鉀外流,具有防心律失常的作用[19]。劉曉紅等[20]通過離體心臟灌流發現,燈盞花素明顯減弱和抑制NE誘導的大鼠心肌c-fos基因表達,保護心肌細胞。張松等[21]通過動物研究發現,燈盞花素可減少血清中乳酸脫氫酶、肌酸激酶的釋放,縮小心肌梗死面積,從而改善心肌缺血。

4 燈盞細辛的臨床應用前景

燈盞細辛在防治MIRI上有很好的臨床應用前景,能顯著減輕心肌損傷。但有些實驗臨床操作起來有些困難,而且尚缺乏更深層次的機制研究。可以展望,隨著燈盞細辛防治MIRI的實驗研究不斷深入,其臨床應用會越來越普遍。

[1] Schulze CJ,Wang W,Ku mari R,et al.Imbalante between tissue inhibitor of metalloprote inases-4 and matrix metal loproteinases during acute myocardial correction of myocardial ischemia-reperfusion injury[J].Circulation,2003,107(19):2487-2492.

[2] Hoffman JW,Gilbert TB,Poston RS,et al.Myocardial reperfusion injury:Etiology,mechanisms,and therapies[J]J Extra Corpor Teehnol,2004,6(4):391-411.

[3] 徐新春.鈣超載與心肌缺血再灌注損傷[J].心血管病學進展,2000,21(4):227.

[4] Kim JK,Pedram A,Razandi M,et al.Estrogen p revents cardiomy ocyte apop tosis through inhibition of reactive oxygen species and differential regulation of p38 kinase isoforms[J].J Biol Chem,2006,281(10):6760-6767.

[5] 王麗娟,王勇,邱麗萍,等.燈盞花注射液對豚鼠單一心室肌細胞ⅠCa的抑制作用[J].中國現代應用藥學雜志,2000,17(4):272-274.

[6] Thiygarja BP,Kuttan SC,Llm SC,et al.Effect of myricetin and other flnvonnids on the liver plasma membrance Ca2+pump[J].Biochemical Pharmacology,1994,41(5):669.

[7] 徐克,張禮萍,沈慧芳,等.黃芩甙元及其類似物對蛋白激酶C的抑制作用[J].上海醫科大學學報,1993,20(30):187-191.

[8] RuizGines JA,LopezOngil S,GonzalezRubio M,et al.Reative oxygenspecies induce proliferation of bovine aortic endothelial cells[J].J Cardiovasc Pharmacol,2000,35(1):109-113.

[9] Hacsteen B.Flavonide.K class of natural products of high pharmacological potency[J].Biochemiacl Pharmacology,1983,32(7):1141.

[10] 范潔,李文,林玲,等.燈盞花注射液對AM I再灌注損傷防治作用的臨床研究[J].云南醫藥,1999,20(3):164-166.

[11] 張磊,馬虹,黃守堅,等.補體耗竭對心肌缺血再灌注的保護作用及機制[J].中華心血管病雜志,2001,29(6):365.

[12] 盧惠生,羅助榮.不穩定型心絞痛CD63、CD62P、C-RP的變化及燈盞花的影響[J].心血管康復醫學雜志,2001,10(5):415.

[13] 劉政芳,羅助榮,陳美華.燈盞細辛對急性冠脈綜合癥患者血漿纖溶活性及C-反應蛋白的影響[J].福建中醫學院學報,2003,13(4):4-5.

[14] 金惠銘.病理生理學[M].第5版.北京:人民衛生出版社,2003:178.

[15] 劉興德,陳運貞.燈盞花素對大鼠缺血-再灌注心肌細胞凋亡和bcl-2表達的影響[J].貴陽醫學院學報,2004,29(2):102-104.

[16] 陶方,孫勝玫,郝一文.急性心肌梗死患者血小板蛋白激酶高反應性的活性研究[J].中國循環雜志,2000,15(5):331-332.

[17] 王影,楊祥良,劉宏,等.燈盞花素抗凝作用的研究[J].中藥材,2003,26(5):656-658.

[18] 彭海東,涂晉文,田俊.燈盞花素對大鼠腦缺血再灌注后腦含水量和腦組織鈣含量的影響[J].湖北中醫學院學報,2002,36(4):22-23.

[19] 王麗娟,王勇,李金鳴.燈盞花素對豚鼠心室肌細胞遲發性外向鉀電流的影響[J].中國藥理學通報,2002,18(6):326-328.

[20] 劉曉紅,魏振宇,余德芊,等.燈盞花素對去甲腎上腺素誘導的大鼠心肌c-fox表達的影響[J].遵義醫學院學報,2004,27(2):112-113.

[21] 張松,沈祥春,徐麗,等.注射用燈盞花素對麻醉犬急性心肌缺血的影響[J].中藥藥理與臨床,2004,20(2):13-14.