原花青素抗動脈粥樣硬化的機制

黃攀 徐敏 何曉英

(1德陽市人民醫(yī)院神經(jīng)內科，四川 德陽 618000；2德陽市第二人民醫(yī)院神經(jīng)科；3西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院神經(jīng)內科)

動脈粥樣硬化(AS)〔1〕的病理特點為動脈管壁增厚變硬、失去彈性和管腔變小，基礎和臨床研究已證明，致AS的危險因素包括糖尿病、高脂血癥、高血壓、肥胖、吸煙、自體生物活性物質(如5-羥色胺、內皮素-1等)代謝紊亂、慢性應激等。原花青素(PC)為目前國際上公認的抗自由基氧化能力最強的天然抗氧化劑，其抗自由基氧化能力〔2〕是維生素E的50倍，維生素C的20倍〔3,4〕，因其可拮抗上述多種致?lián)p因素而引起研究者的極大關注。

1 PC的分子結構及藥理學作用

PC廣泛存在于自然界深色調的蔬菜水果中，因其在酸性介質中加熱可產(chǎn)生花青素而命名。其分子結構是由數(shù)量不等的兒茶素或表兒茶素縮合而成的二至十聚體，各種結構不同的PC抗氧化能力不同。一般來說抗氧化活性隨著聚合度的增加而降低〔5〕，二聚體最強，因此研究和應用最多。其他還與羥基的數(shù)量及位置、連接方式、空間構型〔6〕等有關。Plumb 等〔7〕證實PC抗氧化活性還與溶劑類型有關，主要是在油相中抗氧化活性減弱，水相中增強。除抗氧化活性外，它還具有廣泛的藥理學作用，如降血脂、保護血管內皮、減輕炎癥反應、降低血壓、抗腫瘤、抗缺血再灌注損傷等。

2 PC抗頸AS的可能機制

2.1調整脂蛋白紊亂 脂代謝異常是AS的獨立危險因素，實驗動物給予高膽固醇(TC)飼料可引起AS〔8〕。PC通過調節(jié)血脂進而干預AS的報道較多，但查閱相關文獻發(fā)現(xiàn)調節(jié)血脂部分機制有所差異。閆少芳等〔9〕發(fā)現(xiàn)口服PC的實驗性高脂血癥鼠(干預組)較模型組三酰甘油(TG)、血清TC、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)均有明顯降低。推測其機制可能為PC能使卵磷脂膽固醇酰基轉移酶(LCAT)的活性增強進而促進膽固醇酯化形成膽固醇酯，加速體內脂質的轉運及排泄，間接增加TC的體外排出，而LCAT主要參與TC逆轉運(RCT)的血管內階段，該過程也是高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)調節(jié)AS形成和發(fā)展的主要機制〔10〕。高海青等〔11〕通過對經(jīng)彩色多普勒超聲檢查確診存在頸AS的患者隨機分為PC組和對照組，結果發(fā)現(xiàn)PC組患者TC顯著降低，主要是LDL-C降低。馬亞兵等〔12〕通過定期對實驗性高脂血癥兔(新西蘭兔)模型組及干預組血清中的TC、TG、HDL-C、LDL-C及血漿氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)的含量進行檢測，結果發(fā)現(xiàn)PC能顯著的減緩實驗動物的AS的形成，同時還發(fā)現(xiàn)模型組和干預組在整個實驗過程中血脂水平差異不顯著，而血漿ox-LDL水平在第4周末兩組都開始進行性升高，在第8和第12周末干預組血漿ox-LDL水平比模型組顯著降低，分析其機制為ox-LDL可通過對血管內皮細胞、血管平滑肌細胞、單核巨噬細胞、血小板及抗凝和纖溶系統(tǒng)等多方面的影響而促進AS的發(fā)生發(fā)展〔13〕。提示PC體內抗氧化作用明顯，抑制動物體內LDL氧化修飾作用，這與Yamakoshi 等〔14〕結果相似。

2.2降低血糖和改善胰島素抵抗 降低血糖對于預防頸AS意義重大。謝文利等〔15〕通過觀察PC對糖尿病大鼠血糖及正常大鼠糖耐量的影響，發(fā)現(xiàn)PC可明顯降低實驗組大鼠血糖及提高正常大鼠糖耐量，但該研究并未進一步討論降血糖機制。近幾年多項實驗證實不同結構的PC降糖機制不同。周俊華等〔16〕實驗發(fā)現(xiàn)松針PC是一種可逆的非競爭型葡萄糖糖苷酶抑制劑，能夠使a-葡萄糖苷酶對底物的催化率下降，從而降低血糖。Castell-Auví等〔17〕證實PC可通過作用于實驗動物的胰島β細胞，影響胰島素的合成、分泌和基因表達，使葡萄糖轉運蛋白-2抗體葡糖激酶減緩及影響解耦聯(lián)蛋白基因表達，從而改變肝臟降解酶的表達，最終影響胰島素的降解。有實驗證實，PC還能改善實驗動物的胰島素抵抗作用。產(chǎn)生胰島素抵抗的機制目前認為因各種病理因素導致的氧化應激不僅直接損傷胰島細胞、還通過激活多條氧化還原敏感信號通路影響胰島素傳導通路中的某些分子，進而導致胰島素抵抗〔18〕。王勇等〔19〕研究發(fā)現(xiàn)PC能顯著改善胰島素抵抗，其機制與PC的抗氧化特性及上調脂解基因和下調脂合成基因的表達及相關蛋白質的水平有關。

2.3抗炎作用 各種慢性炎癥也是導致AS的原因之一，如自身免疫性炎癥、化學性炎癥、感染等。在AS形成的各個階段都存在炎癥反應，炎癥反應可能是多種致AS因素致病機制的共同環(huán)節(jié)或通路〔20〕。針對這一要點，有動物實驗模型顯示紫甘薯PC可通過抑制體內核因子(NF)-κB p65、COX-2表達的上調，減少白細胞對血管的浸潤，最終減輕小鼠肝內D-半乳糖誘導的炎癥反應從而起到抗AS的作用。

2.4降血壓作用 目前臨床及動物實驗均證實高血壓導致AS的發(fā)病率明顯增高，其機制可能為血壓增高時動脈壁內皮細胞損傷，LDL-C更易進入動脈壁，同時更易刺激平滑肌細胞增生，進而導致AS。目前已有專家提出PC能小幅度降低動脈壓并能保護血管作，Lu等〔21〕通過建立大鼠腎血管性高血壓病模型，2 w后選擇尾動脈血壓升高超過130 mmHg的大鼠分為空白組；干預組給予不同劑量的PC喂養(yǎng)，實驗6 w后檢測血壓及影響血壓的相關因子，結果發(fā)現(xiàn)PC能夠顯著降低腎血管性高血壓大鼠尾動脈收縮壓，推測其機制可能與抗氧化應激、增加一氧化氮的產(chǎn)生和釋放、降低內皮素(ET)-1蛋白在血管中的表達等相關。

2.5保護血管內皮作用 AS的各種危險因素首先損傷動脈內膜，然后受損的內皮、內膜發(fā)生炎癥-纖維增生性反應從而致AS形成。人體在新陳代謝過程中及各種危險因素作用下產(chǎn)生的自由基均可造成內膜損傷，因此防止動脈內皮損傷成為防治AS的關鍵要素之一。Wang等〔22〕用體外培養(yǎng)的人臍靜脈內皮細胞傳代后進行實驗，用熒光染色的方法觀察經(jīng)過氧化氫損傷后血管內皮細胞的凋亡情況，同時觀察PC對改善過氧化氫損傷過的內皮細胞活性，每組細胞測定的指標包括丙二醛、超氧化物歧化酶和乳酸脫氫酶的活性。結果發(fā)現(xiàn)PC使過氧化氫損傷的內皮細胞的脂質過氧化物丙二醛生成減少，超氧化物歧化酶活力增加，乳酸脫氫酶漏出液減少，并且實驗中發(fā)現(xiàn)PC可通過上調抗凋亡關鍵基因B細胞淋巴瘤蛋白(Bcl)-2的蛋白表達從而減少過氧化氫誘導的內皮細胞的凋亡。

目前有實驗證實革蘭陰性菌細胞壁外膜的結構成分脂多糖(LPS)也是引起AS的誘因之一〔23，24〕，尤以脂質A為毒性中心。雷雪明〔25〕通過實驗發(fā)現(xiàn)LPS通過控制調節(jié)線粒體凋亡關鍵蛋白Bcl-2和Bax表達，引起Caspase-3表達上調，進而導致血管內皮細胞凋亡，PC可控制Bcl-2和Bax同LPS引起的反向表達，使得Caspase-3表達下降，血管內皮細胞的凋亡率下降，因此PC可明顯加強血管內皮細胞增殖活性起到保護血管內皮細胞作用。

2.6抑制血管平滑肌細胞增殖 病檢發(fā)現(xiàn)AS損害的先兆為血管平滑肌細胞積聚于內膜內，早期纖維帽形成后局部炎癥環(huán)境可改變膠原酶的表達、抑制蛋白水解酶抑制劑的表達，導致纖維帽變薄弱易于破裂進而引發(fā)血栓形成，因此抑制血管平滑肌細胞增殖也是防治AS的重要手段〔26，27〕。Xue等〔28〕研究發(fā)現(xiàn)PC對由同型半胱氨酸引起的血管平滑肌細胞的增殖與遷移具有抑制作用，其作用機制可能是通過阻斷活性氧依賴的NF-κB 通路來實現(xiàn)的。另有研究發(fā)現(xiàn)PC作用于人體冠狀動脈平滑肌細胞后Caspase-9，Caspase-3 活性明顯升高，并證實PC是通過線粒體信號通路抑制血管平滑肌細胞的生長并誘導其凋亡，且其作用呈劑量依賴性〔29〕。

2.7抗血小板凝聚作用 目前AS治療和預防的主要手段之一是使用抗血小板聚集藥物。血小板作為AS發(fā)展的誘導者和推動者〔30〕，在AS的初期階段，血小板對斑塊的形成起誘導作用，在AS晚期及并發(fā)癥產(chǎn)生過程中起推動作用?？寡“寮鬯幬锏淖饔脵C理主要包括活化血小板的循環(huán)、活化血小板與內皮的黏附、內皮細胞的激活、血小板分泌細胞因子及血管平滑肌細胞的增殖等。有學者發(fā)現(xiàn)PC B22-C、C-1和EEC能顯著抑制血小板聚集，提示PC抑制血小板凝聚是通過抑制凝血氧烷的生物合成來實現(xiàn)的。這與周碧蓉〔31〕報道的PC對大鼠頸動脈血栓模型的影響實驗結果相一致，并且該實驗進一步證實PC可明顯降低血漿TXB2和特異性及敏感性均較高的血小板活化特異分子標志物血小板P-選擇蛋白水平，同時PC還能促進血管內皮細胞PGI2的合成與釋放，且成劑量依賴關系。

綜上，現(xiàn)階段臨床治療AS的手段主要有西藥保守、手術或介入等方式，但均存在價格昂貴、手術風險高等弊端。PC來源豐富，藥理學作用廣泛，價格低廉，不良反應少，且具有明確的抗頸AS的理論基礎和較多的動物實驗研究，可在AS發(fā)生發(fā)展的各個階段起到干預作用，有望成為AS的新途徑之一。但目前這些研究主要局限于動物實驗和體外實驗，進一步研究PC在人體相關組織中的功能及其信號通路，收集相關的臨床資料，對于AS的防治及其開發(fā)新的干預措施具有重要意義。