中醫藥對腦缺血再灌注損傷保護的實驗研究進展

皮建彬，劉 軻，張懷亮，趙 敏，高劍峰，劉昱言

(1.河南中醫學院2014級碩士研究生，河南 鄭州 450046； 2.河南中醫學院第一附屬醫院腦病醫院，河南 鄭州 450000； 3.河南中醫學院基礎醫學院，河南 鄭州 450046；4.河南中醫學院第三附屬醫院腦病科，河南 鄭州 450008)

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·綜 述·

中醫藥對腦缺血再灌注損傷保護的實驗研究進展

皮建彬1，劉 軻2，張懷亮2，趙 敏2，高劍峰3，劉昱言4

(1.河南中醫學院2014級碩士研究生，河南 鄭州 450046； 2.河南中醫學院第一附屬醫院腦病醫院，河南 鄭州 450000； 3.河南中醫學院基礎醫學院，河南 鄭州 450046；4.河南中醫學院第三附屬醫院腦病科，河南 鄭州 450008)

從腦缺血再灌注后炎性因子的釋放、細胞內鈣離子超載、自由基生成、一氧化氮腦神經毒性、興奮性氨基酸釋放增加、神經細胞凋亡等6個方面，闡述了中藥單體和復方對其損傷干預的實驗研究現狀并對現存的問題予以討論。綜述文獻可知，部分中藥單體和復方對腦缺血再灌注損傷具有保護作用。此結論對于進一步研究中醫藥在該方面的作用機制及開發新藥有一定意義。

中醫藥；腦缺血再灌注損傷；實驗研究；綜述

腦血管疾病(cerebrovascular disease，CVD)是中老年人的常見疾病，具有高發病率、高病死率、高致殘率、高復發率等特點，是目前導致人類死亡的三大主要疾病之一，其中以缺血性腦卒中最為多見[1]。目前認為：盡早恢復腦缺血、缺血半暗帶區的血液供應，以及挽救瀕死的神經細胞是治療缺血性腦卒中的關鍵。

研究[2]表明：腦血流中斷后再灌注在恢復缺血腦組織的血液供應、挽救瀕死的神經細胞的同時，對神經細胞產生一個快速的級聯反應損傷，通過復雜的環節共同作用，腦組織損傷進一步加重，最終導致神經細胞凋亡或壞死，即腦缺血再灌注損傷(cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI)。CIRI是一個快速的級聯反應，這個級聯反應包括許多環節，如炎性相關因子釋放、細胞內鈣離子超載、自由基生成、一氧化氮腦神經毒性、興奮性氨基酸釋放增加、神經細胞凋亡等[3]。筆者就近年來中醫藥在防治腦缺血再灌注損傷方面取得的成果綜述如下。

1 對相關炎性因子的抑制

腦缺血/再灌注(ischemia/reperfusion，I/R)過程中炎癥反應對神經元的損傷起了重要作用。腦I/R后，可激活相關轉錄因子調控的炎癥基因表達，導致腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1β(IL-1β)、IL-6、IL-8、血管黏附分子-1(VCAM-1)、血小板激活因子和補體活化產物等物質表達增多，它們相互影響，互為因果，共同構成了腦組織炎性反應的級聯放大網絡。其中炎性因子TNF-α被認為是全身炎性反應的始動介質，可直接減退血管內皮細胞功能，增加血管通透性，降低循環阻力，并誘導IL-1β、IL-6等細胞因子及VCAM-1的瀑布樣釋放，引起正反饋式的炎性級聯反應，加重腦I/R損傷[4]。臧春柳等[5]采用夾閉雙側頸總動脈法制備腦I/R模型(缺血2 h，再灌注24 h)，將小鼠隨機分為模型組、復方菖蒲益智湯(赤芍、石菖蒲、黃連、郁金、川芎、丹參、當歸、茯苓、澤瀉、益智仁、地龍)治療組和假手術組，再灌注前30 min給予腹腔注射給藥，再灌注24 h后斷頭取腦檢測相應指標，結果復方菖蒲益智湯組小鼠血清中IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α表達水平明顯降低，對炎癥反應有抑制作用。姚明江等[6]采用通絡清腦注射液(黃芩苷、梔子苷、三七總皂苷)干預局部腦I/R大鼠模型，研究發現通絡清腦注射液能顯著抑制TNF-α及IL-6的釋放，具有神經功能保護作用。李冬梅等[7]通過研究發現，芍藥苷能減少IL-1β、TNF-α含量，表明芍藥苷可下調腦組織中炎癥因子的表達、減輕腦組織炎癥反應，起到神經保護作用。戴凌燕等[8]通過采用姜黃素干預全腦I/R模型，發現姜黃素組能顯著降低TNF-α水平，減輕由炎癥反應帶來的損傷。

2 對細胞內鈣離子(Ca2+)超載的抑制

CIRI后出現Ca2+含量增加是因為細胞外Ca2+通過被動擴散進入細胞內、鈉通道開放帶入少量Ca2+、胞內儲存Ca2+的釋放過多。Ca2+含量超出神經元的調節能力時引起鈣超載。鈣超載通過引起線粒體膜損傷、促進膜磷脂分解引起細胞腫脹、引起腦血管痙攣加重腦缺血等，使CIRI進一步加重，是各種有害因素致神經元死亡的最后共同通路[9]。因此，抑制細胞內Ca2+超載是治療CIRI的重要環節。楊勇等[10]采用線栓法制備腦I/R模型，參附注射液(人參皂苷、烏頭堿類生物堿)治療組于造模成功后立即給藥(10 μL/g)，缺血1.5 h、再灌注24 h后斷頭取腦，結果參附注射液能通過阻滯Ca2+通道，穩定細胞內Ca2+，對損傷的腦組織起到保護作用。王海波等[11]實驗證實：補陽還五湯不僅能降低腦組織Ca2+含量，還能使Na+、K+、Mg2+含量增加，起到神經保護作用。張現濤等[12]以銀杏葉內酯N(GN)干預腦I/R模型，發現GN治療組皮層神經元Ca2+明顯下降，表明GN能夠抑制皮層中Ca2+含量，具有腦缺血再灌注損傷的保護作用。楊克紅等[13]以姜黃素干預腦I/R模型，發現姜黃素預處理能調節細胞的Ca2+內流及細胞內Ca2+釋放，且能通過誘導結合蛋白的表達對細胞Ca2+含量產生穩定作用。

3 對自由基損傷和氧化作用的拮抗

自由基是指在電子軌道上存在的不配對電子的原子、分子或基因，在人體內廣泛存在，包括氧自由基系列[超氧陰離子(O2-)、羥自由基(OH-)、過羥自由基等]和脂質自由基系列(烷自由基、烷基自由基、脂質過氧化物自由基等)。其中O2-性質極不穩定，可以不斷生成新的活性氧，是誘發自由基連鎖反應的啟動環節，能與血漿超氧化物歧化酶(SOD)結合轉變為水，保護神經細胞；OH-在自由基中則具有最大的危害，破壞細胞膜產生丙二醇(MDA)，最終導致細胞凋亡[14]。一般情況下，機體代謝損傷產生的自由基可被及時消除。發生腦缺血后，自由基清除酶的活性隨之降低，大量自由基急劇產生，蛋白質發生降解，隨之發生核酸斷裂，線粒體變性崩解等反應[15]。因此，CIRI后處理的重要保護機制是抑制氧自由基的堆積，維持活性氧清除系統的平衡。任弋等[16]采用腦脈利顆粒(益母草、三七、黃芪、姜黃、川芎、紅花、丹參、赤芍、當歸、白芍、川牛膝)干預MCAO法制備的大鼠腦I/R模型(缺血2 h、再灌注24 h)，結果腦脈利顆粒可降低MDA含量，增加SOD酶的活力，對腦組織損傷具有保護作用。胡文等[17]采用麝香醒腦滴丸(麝香、川芎、冰片、水蛭、丹參)干預大鼠腦I/R模型，結果麝香醒腦滴丸能通過降低腦組織中MDA的含量、提高SOD的活性清除過氧自由基來減輕腦組織病變程度。王曉麗等[18]通過研究發現，紅花黃色素能提高大鼠腦I/R模型中SOD水平，降低MDA水平，保護大腦功能。黃菁菁等[19]證實隱丹參酮可使大鼠MDA含量下降，SOD活性升高，從而起到清除自由基、保護腦組織的功效。

4 對一氧化氮(NO)腦神經毒性的調控

NO是L-精氨酸在一氧化氮合酶(NOS)的作用下合成的一種具有多重生物學效應的氣體分子，是血管內皮依賴性舒張因子的主要形式，在腦I/R中具有神經毒性和神經保護雙重作用。NOS是合成NO的限速酶，有3種亞型：神經元型(nNOS)、內皮型(eNOS)和誘發型(iNOS)[20]。一方面eNOS誘導合成的適量NO可以通過擴張血管、抑制血小板聚集和黏附、改善組織器官的血液循環起到神經保護作用；另一方面iNOS催化生成大量的NO，通過損傷細胞蛋白質、核酸和脂肪膜，使細胞膜發生脂質過氧化，產生強大的神經細胞毒性作用[21]。崔曉雅等[22]采用MCAO法制備局灶性I/R模型，隨機分為假手術組、缺血再灌注組、參芎化瘀膠囊(人參、川芎、土鱉蟲、全蝎、制乳香、制沒藥、紫河車、龍血竭、五味子、石菖蒲、桑椹、郁金)預處理組。于術前7 d連續給藥，缺血2 h、再灌注24h后斷頭取腦。結果顯示：參芎化瘀膠囊可增強eNOS，減少iNOS蛋白表達，對腦I/R損傷起到保護作用。徐麗星等[23]研究發現心腦欣膠囊(紅景天、枸杞子、沙棘)能降低腦內NO含量，降低NOS活力，起到神經保護作用。薛衛星等[24]實驗發現香芹酚組可降低NO含量，從而起到對損傷腦組織的保護作用。王金翠等[25]采用血三七水煎液干預大鼠腦I/R模型，發現血三七水煎液治療組能抑制NO生成，減輕腦神經毒性，發揮神經保護作用。

5 對興奮性氨基酸神經毒性的抑制

興奮性氨基酸(EAA)是中樞神經系統的興奮性神經遞質，主要包括谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)，存在于神經元突觸末梢、神經元胞體和膠質細胞胞質中，負責在神經元之間傳遞信息，同時又是一種神經毒素，含量過高時會導致神經元損傷。腦缺血、缺氧時，神經元持續去極化，使Glu大量釋放，干擾神經細胞的調節，導致神經元急性損害；同時，由于腦缺血后能量代謝障礙，ATP降解，對Glu重吸收機能衰竭，影響Glu再攝取，導致突觸間隙Glu含量升高，產生興奮性神經毒性[26]；因此，CIRI后應抑制EAA的升高。王燦等[27]通過采用MCAO法制備局灶性小鼠腦I/R模型，缺血10 min、再灌注60 min，觀察腦脈舒康膠囊(西洋參、山楂、五味子、葛根、何首烏)組小鼠腦組織中Glu、EAA含量，發現腦脈舒康膠囊能顯著降低腦組織中Glu、EAA含量，發揮腦保護的作用。周媛媛等[28]采用人參皂苷Rg1干預腦I/R模型，發現人參皂苷Rg1可降低Glu和Asp含量，表明人參皂苷Rg1可以通過減輕興奮性氨基酸的神經興奮毒性改善大鼠腦I/R后腦組織功能損傷。李冬梅等[29]通過研究證實芍藥苷能降低腦組織Glu和Asp含量，降低EAA毒性，對腦組織起到保護作用。劉瓊麗等[30]通過實驗發現夜交藤提取物能有效控制大鼠腦組織內EAA含量，減輕神經中樞毒性作用。

6 對神經元凋亡相關基因的影響

大腦缺血、缺氧導致神經元迅速死亡過程包括兩個方面：一是位于缺血中心區的神經細胞發生急性壞死，二是位于缺血半暗帶區的神經細胞發生遲發性死亡(以凋亡為主要形式)。前者是不受控制的，后者則可被人工阻斷。因此，腦神經保護的重點是抑制細胞凋亡、挽救瀕死的神經細胞。凋亡因子Bcl-2家族在神經細胞凋亡過程中起關鍵作用，其可分為兩大類：抑制細胞凋亡的Bcl-xL、Bcl-2等和促進細胞凋亡的Bak、Bax。其中Bax通過釋放線粒體中的凋亡相關分子Apaf-1、激活胱冬肽酶(Caspase)從而促進神經元凋亡[31]。王佩佩等[32]采用線栓法法制備小鼠局灶性腦I/R模型(缺血2 h、再灌注24 h)，發現失荅剌治丸(柴胡、黑訶子、蘆薈、延胡索、菖蒲、蕃鹽、藥西瓜、干姜、蓽茇、胡椒、白芥子、蕓香、巴豆)可促進Bcl-2表達，下調Bax表達，減少神經元凋亡，起到神經保護作用。許幸儀等[33]通過實驗發現益腎通絡中藥復方(黃芪、杜仲、當歸、桑寄生)能明顯降低細胞凋亡數量，對大腦起到保護作用。顏娟[34]通過采用大黃酚脂質干預小鼠腦I/R模型(缺血2 h、再灌注24 h)，證實大黃酚脂質體治療組可以下調Bax、Caspase-3表達，上調Bcl-2表達，能夠減輕小鼠腦組織神經元凋亡數目。毛曉霞等[35]采用山楂葉總黃酮干預腦I/R模型，結果山楂葉總黃酮治療組大鼠腦組織Caspase-3含量顯著降低，表明山楂葉總黃酮能通過降低Caspase-3活化、減輕細胞凋亡途徑，達到保護缺血再灌注損傷腦組織的作用。

7 問題與展望

綜上所述，腦缺血再灌注損傷是一個多環節、多因素、多途徑損傷的級聯反應，病理生理機制呈現為一個動態過程。目前，關于中醫藥在CIRI干預方面的研究已取得一定的成效，為CIRI保護奠定了一定的理論基礎；但仍存在著一些問題。首先，CIRI機制復雜，由多種因素共同作用，但現階段研究多從單一機制方向研究，不能達到滿意的效果；其次，中藥單體和復方主要是通過益氣活血、通經活絡等功效多靶點、多環節、多層次發揮作用，但中藥特別是復方制劑所含有效成分部位復雜，具體是哪些有效成分、部位起作用，對主要有效成分部位的作用機制研究還不夠深入；最后，中醫藥對CIRI的實驗研究多以預防性給藥為主，腦缺血后不同時間段給予藥物治療的不同療效記載偏少，對探明有效治療時間窗內應用中藥的療效方面有一定的不足。隨著現代科技的進步，尤其是醫學分子生物學技術的不斷拓展，在中醫藥對腦CIRI保護的機制中，從整體水平對機制深入研究，多種機制聯合、多靶點治療干預CIRI，制訂更多能反映中醫證治特點的實驗方案以及明確用藥時間，探明有效時間窗，將是未來此領域研究必須關注的內容。

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(編輯 陶 珠)

1001-6910(2016)11-0077-04

R543

B

10.3969/j.issn.1001-6910.2016.11.31

劉軻，內科學博士，教授，主任醫師，碩士研究生導師，15136196757@163.com

2016-02-22；

2016-07-06