藏藥防治高原病的藥理研究進展*

吳克紅,姚惠鳳,吳敏,王祝舉,李俊堂

1.中國人民解放軍聯勤保障部隊第九八九醫院,河南 洛陽 471031; 2.中國中醫科學院,北京 100700;3.全軍新型裝備毀傷生物效應及防治重點實驗室,河南 洛陽 471031

高原病是指人在高原多應激環境中出現以代謝變化、生理失代償和多臟器功能障礙為特征,以機體對高原低氧習服能力下降,特別是作業能力下降為主要表現的特發病[1]。高原病是我國青藏高原地區的常見病和多發病,也是急進高原地區易發生的疾病,嚴重威脅著人們的身體健康。根據發病速度和癥狀,分為急性高原病(急性高原反應、急性腦/肺水腫等)和慢性高原病(低氧血癥、高原心臟病、紅細胞增多癥等)。高原病發病率高、危害大,嚴重影響著進入高原和生活在高原地區人們的生命安全和健康,也制約著高原地區經濟發展和國防建設。如何發現和開發療效確切、不良反應更小、改善患者生存質量、降低高原病發病率的藥物,成為高原醫學亟待解決的重大課題。

藏藥作為我國極具特色的民族藥,在防治高原病方面發揮著重要作用。現代藥理學研究發現,藏藥防治高原病的藥理作用主要體現在抗缺氧、抗氧化、保護心腦組織、改善心肺功能及血液流變學指標、調節胃腸道功能、保護腦組織等方面,現將各類藥物綜述如下。

1 單味藏藥

1.1 蕨麻蕨麻為薔薇科鵝絨委陵菜變種(PotentillaanserinaL.)的膨大塊根,常用于藥膳食療中以增強體魄。蕨麻具有補血、益氣、生津、健脾的功效,主治脾虛泄瀉、營養不良等癥。馮麗娟等[2]研究證明,蕨麻主要含有香豆素類、多糖、黃酮類、維生素、酚酸類等多種生物活性成分,具有抗氧化、保護心肌細胞、增強免疫的作用,其抗氧化作用可能與較高含量的維生素C、維生素E有關[3]。蕨麻的多個部位均有抗缺氧作用,但作用機制不盡相同。蕨麻多糖有明顯的抗缺氧作用[4],可顯著改善缺氧大鼠腦組織和肺組織的含水量、氧化應激水平及病理結構的損傷,有效保護缺氧導致的腦水腫和肺水腫損傷。蕨麻多酚可明顯提高低氧損傷細胞內超氧化物歧化酶活性、減少丙二醛(malonaldehyde,MDA)的產生,影響誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、內皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthas,eNOS)蛋白合成,從而提高體內一氧化氮(nitric oxide,NO)水平;并且能提高缺氧條件下的心肌細胞代謝活力,促使心肌細胞保持正常的生理結構[5]。蕨麻n-Butanol部位可明顯抑制缺氧所致心肌細胞游離Ca2+濃度增加及μ-calpain的上調,以減少心肌細胞后期凋亡和死亡[6]。蕨麻 n-Butanol部位還能夠減輕缺氧對體外培養大鼠海馬神經元的損傷,減輕細胞超微結構損傷程度、減少缺氧損傷后乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase,LDH)的釋放,從而減輕海馬神經元的缺氧損傷。

1.2 藏紫菀藏紫菀為菊科緣毛紫菀(AstersoulieiFranch.)的干燥花序,具有清熱解毒、祛痰、止咳等功效,臨床多用于治療呼吸系統疾病。藏紫菀的多個部位具有明顯的體外抗氧化活性,其中EtOAc、1-Butanol部位的自由基清除能力較為明顯,其有效成分為紫菀總黃酮和多酚類物質[7]。藏紫菀總黃酮可減輕缺氧引起的小鼠心肌組織損傷,顯著降低心肌組織中MDA、過氧化氫含量和LDH、肌酸激酶的活力,降低缺氧誘導因子1α多肽(hypoxia-inducible factor 1-alpha,HIF-1α)和血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的蛋白表達,減輕氧化應激反應及抑制缺氧誘導因子[8]。小鼠常壓密閉和急性減壓缺氧耐受力實驗結果證明,藏紫菀總黃酮具有良好的抗缺氧活性,可以降低缺氧誘導機體產生的脂質過氧化、無氧糖酵解和氧自由基[9-10]。藏紫菀乙醇提取部分對DPPH、超氧陰離子、羥自由基均表現出一定的清除活性,其中對超氧陰離子的清除活性優于維生素C,對Fe3+具有一定的還原能力,也可顯著增加缺氧PC12細胞的活力,降低缺氧PC12細胞中LDH活性和MDA含量,提高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶、CAT及總抗氧化能力活性。說明藏紫菀乙醇提取物具有良好的抗氧化及抗缺氧作用[11]。體外試驗和動物實驗均證明藏紫菀具有良好的抗氧化和抗缺氧作用,作用機制主要與減輕自由基損傷、提高抗氧化酶能力、降低細胞凋亡有關。

1.3 藏藥紅景天藏藥紅景天為景天科紅景天屬植物的根及根莖,有“高原人參”之稱,具有補元氣、安神益智的功效,主要用于治療血病、赤巴病、臘毒證、瘡癤潰爛等。紅景天的主要有效成分為苯烷基苷類、多糖、有機酸類等[12],具有抗缺氧、抗氧化、抗炎、抗疲勞等作用[13]。網絡藥理學與分子對接方法發現,紅景天通過多成分、多靶點、多通路來發揮抗高原反應[14]。其中0.1 mg·L-1紅景天多糖的自由基清除率為97.31%,具有明顯的抗氧化作用[15];紅景天苷和酪醇可增強心肌細胞低氧誘導因子 HIF-1α mRNA的表達[16],減輕高原人體的疲勞感和提高勞動能力[17],對心肌缺氧、氧化應激反應都有較好的調節作用[18],甚至還可對肺纖維化[19]、肺動脈高壓[20]等肺臟疾病有一定的改善作用。總之,藏藥紅景天通過抗炎、抗氧化、抑制細胞凋亡、改善線粒體膜電位及通透性等多途徑來保護心肺組織、神經細胞,單用或配伍其他藏藥用于治療肺水腫、腦水腫、高原紅細胞增多癥等高原反應[21]。

1.4 蔓菁蔓菁為十字花科蕪菁(BrassicarapaL.)的干燥塊根及種子,又名蕪根、蕪菁等,可滋補、祛風、生“赤巴”、解毒,多用于治療培根病、虛弱、中毒病等,藥食兩用,常用于預防和治療高原反應。蔓菁膏能明顯延長常壓缺氧和急性腦缺血性缺氧小鼠的存活時間[22-23],改善H2O2誘導的Raw264.7細胞氧化應激損傷,提高細胞的存活率至82.57%[24]。蔓菁多糖可延長小鼠游泳時長,緩解疲勞,保護缺氧對腦組織的損傷;同時蔓菁多糖也具有良好改善各組織抗氧化應激,調節HIF-1α、VEGF、促紅細胞生成素表達的作用;通過激活急性高原低氧腦損傷模型的HIF-1α/microRNA210/ISCU1/2(C0X 10)信號通路以達到保護腦組織的目的[25]。蔓菁黃酮類成分如槲皮素、異鼠李素、山奈素均有明顯的體外抗氧化作用[26];皂苷能夠提高心和腦組織清除自由基能力,并有效提高缺氧小鼠心、腦組織的乳酸清除能力及ATP利用率,從而減輕對心、腦組織的損傷[27]。

1.5 唐古特青蘭唐古特青蘭為唇形科唐古特青蘭(DracocephalumtanguticumMaxim.)的全草,又名甘青青蘭,內含黃酮苷、三萜、苯乙酰胺糖苷、揮發油、多糖等成分[28],其水提取液可改善高原缺氧環境所致的大鼠血液流變學異常,減輕心/腦組織的缺氧性損傷;揮發油也具有一定的抗缺氧活性,保護心肌細胞、提高缺氧耐受力[29-30]。唐古特青蘭的水煎煮液能顯著降低缺氧性肺動脈高壓大鼠平均肺動脈壓(mean pulmonary artery pressure,mPAP)、右心室肥厚指數(right ventricular hypertrophy index,RVHI)及肺組織MDA含量,明顯抑制肺小動脈管壁增厚和管腔狹窄,顯著升高肺組織超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性,可有效防治缺氧性肺動脈高壓[31],還可通過抑制脂質的過氧化反應,對高原低氧所引起的肝臟損傷具有一定的防治作用。李欣等[32]研究發現,唐古特青蘭能夠降低基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-9HE、B型鈉尿肽(brain natriuretic peptide,BNP)的含量,改善慢性缺氧所致心肌損傷。

1.6 鐮形棘豆鐮形棘豆為豆科棘豆屬鐮形棘豆(OxytropisfalcateBunge)的全草,又名莪達夏,具有清熱解毒、生肌愈瘡等功效。其主要有效成分為生物堿、黃酮等[33],可以延長小鼠在密閉缺氧和完全腦缺氧時的存活時間[34],具有抗炎、抗氧化、對抗心肌缺血再灌注的損傷等藥理作用[35-36]。

1.7 螃蟹甲螃蟹甲來源于唇形科螃蟹甲(PhlomisyounghusbandiiMukerjee)的干燥塊根,具有疏風散寒、清熱潤喉、止咳化痰等功效,用于治療支氣管炎、培根寒癥、肺病等。螃蟹甲的主要有效成分為苯乙醇苷類,具有明顯的抗缺氧、抗氧化、抗炎及保護缺氧腦損傷等多重功效[37],也可改善高原缺氧大鼠的一般生存狀態,調節氧自由基代謝紊亂、降低白細胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α和VEGF含量,明顯減輕由急性缺氧所致大鼠急性腦和肺損傷狀態[38-39]。

1.8 柳茶柳茶為薔薇科窄葉鮮卑花[Sibraeaangusta(Rehd.)Hand.Mazz]的葉和嫩枝,具有疏散風熱的功效,其葉可作茶飲。柳茶具有清除自由基、抗脂質過氧化的作用,其中三萜類成分抗缺氧作用明顯,可提高缺氧條件下大鼠的存活率,保護心、腦組織形態[40]。0.80 g·L-1窄葉鮮卑花葉提取液(主要含黃酮和多酚類成分)對DPPH自由基的清除率為82.0%,與0.02 g·L-1抗壞血酸相當[41]。

1.9 麻花秦艽麻花秦艽為龍膽科麻花秦艽(GentianastramineaMaxim)的根和花,具有利膽清熱、舒筋、活絡止痛的功效。吳曉軍等[42]發現麻花秦艽醇提物可明顯升高低壓缺氧大鼠腦組織中總超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)活力,降低MDA、H2O2、LDH、LD水平,對低氧腦組織損傷具有顯著的保護作用;同時也可降低肺組織上清液中白細胞介素-6、白細胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α的含量,對肺組織損傷也具有明顯的保護作用。徐雅[43]通過多種缺氧模型對麻花秦艽的不同部位進行篩選,發現麻花秦艽不同部位均具有顯著的抗缺氧作用,EtOAc部位作用最明顯;并且EtOAc部位可明顯減少PC12細胞的凋亡,調節細胞的基因表達和細胞因子水平,從而減輕細胞氧化應激損傷和抑制炎癥反應。

1.10 其他櫻草杜鵑(RhododendronprimulaeflorumBue.etFranch),治療高原紅細胞增多癥,可能通過抗氧化和清除氧自由基作用機制[44]。甘肅馬先蒿(PedicularisKansuensisMaxim.),具有抗氧化、抗疲勞作用,并篩選出苯乙醇苷類有效成分[45-46]。矮垂頭菊(CremanthodiumhumileMaxim)乙醇提取物具有抗氧化和抗缺氧作用[47]。另外,藏藥川西小黃菊(Pyrethrumtatsienense)黃酮類成分[48]、塞北紫堇生物堿[49]、手掌參[Gymnadaniaconopsea(L.)R.Br]多糖[50]、鎖陽(CynomoriumsongaricumRupr.)[51]、沙棘(HippophaerhamnoidesL.)[52]、異葉青蘭(DracocephalumheterophyllumBenth.)[53]、大苞雪蓮[54]均具有不同程度的抗高原病作用。

2 復方制劑

2.1 八味沉香散八味沉香散由肉豆蔻、沉香、訶子、乳香、木棉花、木香、廣棗和石灰華等組成,常用于治療高原地區長期缺氧引起的心血管系統疾病。馬春秀等[55]研究發現,八味沉香散可以降低H9c2心肌細胞缺氧/復氧損傷模型的LDH、CK活性,對抗心肌缺氧/復氧損傷。同時,八味沉香散也可明顯減輕心肌細胞缺氧/復氧損傷后Caspase-3和細胞凋亡,提高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性。朱艷婿等[56]研究發現,八味沉香散可保護Na2S2O4所致乳鼠心肌細胞缺氧/復氧損傷。多組實驗表明,八味沉香散具有抗心肌缺血再灌注損傷的作用,也可降低細胞內活性氧、胞漿和線粒體內Ca2+濃度[57]及MDA含量,抑制CK、LDH活性,提高SOD的活力,從而抑制細胞凋亡、縮小心肌梗死面積和保護心肌細胞[58-59]。張昱等[60]研究發現,八味沉香散可改善低氧環境下小鼠的學習記憶能力。李永芳等[61]研究證實,八味沉香散能降低血清肌酸激酶、LDH水平,對ISO引起的大鼠心肌缺血損傷具有保護作用,其含藥血清對H9c2心肌細胞缺氧/復氧損傷具有保護作用。八味沉香散可提高大鼠血清超氧化物歧化酶水平,降低血清MDA含量,減弱Caspase-3基因表達,保護腦缺血再灌注損傷作用[62]。朱琳[63]通過實驗證明了八味沉香散能降低心肌缺血再灌注大鼠的血清LDH和肌酸激酶活性,改善因缺血再灌注損傷造成的心肌梗死,明顯減輕心肌組織病理性和心肌細胞損傷;并采用UPLC-Q-Exactive方法對其入血成分進行分析,初步分析出16種相關的原型入血成分,為闡明其藥效物質基礎奠定了基礎。

2.2 三味檀香散三味檀香散由肉豆蔻、檀香和廣棗組成,具有行氣活血、抗心肌缺氧缺血的功效。陳婷[64]研究發現,三味檀香散具有抗氧化、清除自由基活性,抗心肌缺血、保護心功能等功效。楊占婷[65]發現三味檀香散可以降低缺氧誘導的肺動脈高壓(pulmonary hypertension,HPH)大鼠的平均肺動脈壓、改善右心室重構,減輕缺氧心肌組織損傷和細胞凋亡水平,降低血液中N末端B型利鈉肽前體含量,升高RV-PA耦合相關指標,改善右心室組織氧化損傷。黨占翠[66]研究發現,三味檀香散干預后,ROCK1和ROCK2的mRNA和蛋白表達水平較低氧模型組降低,恢復HPH大鼠的右心室功能和RV-PA耦合。同時,三味檀香散也可通過抑制右心室組織RAS系統、改善HPH大鼠右心室纖維化和右心室肥厚,從而保護右心室的結構和功能,治療肺動脈高壓。

2.3 三果湯散三果湯散由訶子、毛訶子、余甘子組成,藏藥名哲布松湯,是藏醫放血療法治療高原紅細胞增多癥(high altitude polycthemia,HAPC)之前服用的分離湯,促使病血液與正常血液分離。三果湯散和加入紅景天的復方新三果湯散,對高原紅細胞增多癥均有一定的防治作用[67-68]。其中單味藥和復方制劑均表現出明顯的抗氧化作用,并與其所含的多酚類物質有關[69]。三果湯散有較好的抗缺氧作用,能夠降低機體紅細胞數和血液黏稠度,可防治由高原缺氧引起的HAPC,作用機制可能與ROS/HIF-1α/促紅細胞生成素通路有關[70]。

2.4 利舒康膠囊利舒康膠囊由唐古特青蘭、藏藥紅景天、手掌參、黃柏、黃花杜鵑等藥材組成,常用于治療HAPC。患者服用利舒康膠囊治療后,血清超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶活性顯著升高,MDA含量顯著降低,同時還可調節患者體內的氧自由基代謝水平[71],明顯降低血中同型半胱氨酸含量[72]。利舒康膠囊具有明顯的抗缺氧能力,對模擬高原低壓缺氧損傷大鼠起到保護作用,顯著改善腦組織、心肌組織損傷[73-74]。孟盼盼等[75]研究發現,利舒康膠囊能調整和改善缺氧大鼠血液指標,有效維持其正常生理功能。孟盼盼等[76]通過實驗證明,利舒康膠囊可調整模擬高原缺氧大鼠肺組織中的谷胱甘肽過氧化物酶、丙二醛、H2O2、ATP酶等,增強機體自由基清除率,顯著減輕肺組織損傷,為臨床治療急性高原反應提供實驗依據。

2.5 藏藥二十味沉香丸/散藏藥二十味沉香丸/散由原八味沉香散改進而來,由20味藏藥組成。藏藥二十味沉香散可降低大鼠進入高原環境后血紅蛋白和紅細胞壓積水平,并且血紅蛋白升高速度也明顯低于高原對照組,同時HPH、左右心室質量比重顯著低于高原對照組[77],其作用機制可能與降低血清ET-1含量顯著和肺組織ETA受體表達有關[78];間接或直接上調血清eNOS水平發揮舒張血管、防止HPH的作用[79]。次郎三真[80]以二十五味余甘子丸為聯合輔藥,用于治療高原高血壓合并高原心臟病、HAPC,取得了理想的臨床療效。

2.6 多血康膠囊多血康膠囊由余甘子、藏藥紅景天、干姜、沙棘等四味藥物組成,為藏醫大師措如·才郎的經驗方,用于治療HAPC,臨床療效明確[81]。多血康膠囊可延長常壓缺氧環境下和硝酸鈉中毒后小鼠的存活時間、延長小鼠負重游泳的時間,具有抗缺氧、抗疲勞作用,并且高劑量組具有明顯的抗氧化藥效[82]。同時,多血康膠囊可以提高琥珀酸脫氫酶活性、降低 LDH、促紅細胞生成素活性的表達,降低機體內的紅細胞數和血液黏稠度,改善心、肺臟器因缺氧造成的病理改變。基于代謝組學分析多血康膠囊,得到氧化型谷胱甘肽、琥珀酸、甘油酸等16個特征性差異代謝物,涉及酮體的合成/降解、甘油酸代謝等代謝通路,其中有4條與HAPC發病相關代謝通路相一致,初步揭示了多血康膠囊治療HAPC的作用機理[83]。

2.7 其他試驗證明,洛布桑膠囊、七十味珍珠丸、二十六味余甘子丸、唐蕃補腦液等藏藥復方制劑均有不同程度的抗缺氧作用。臨床使用中,三味豆蔻湯散治療高原失眠療效明確[84],益心康泰膠囊可促進血液循環、改善微循環而用于治療HAPC[85];另外,智托潔白丸對低氧應激性胃潰瘍有保護作用,臨床效果顯著[86]。

3 結語

近些年來,藏藥預防和治療高原病主要從抗缺氧、抗氧化、保護心腦組織、改善心肺功能及血液流變學指標、調節胃腸道功能、保護腦組織等方面發揮療效,且藥理作用明顯,但存在以下不足之處:(1)藏藥防治高原病的研究主要側重于治療,預防高原病的研究較少;(2)部分單味藥及復方藏藥缺乏系統的藥理學、毒理學研究,限制了藏藥的臨床應用;(3)大部分治療高原病的復方制劑是藏醫師繼承前人經驗并經過臨床實踐反復驗證而得出來的。今后,應對藥食同源的藏藥如紅景天、沙棘、錦雞兒、蕨麻等進行二次開發,研制出預防高原反應的保健品,以減少高原病的發病率。此外,還需對藏藥進行有效物質、作用機理和不良反應的系統研究,建立“基于藏藥藥性理論的藏藥復方制劑安全性評價體系”,并對藏醫藥古代文獻進行多方面、多維度發掘,總結名醫名方的臨床經驗,在繼承前人經驗的基礎上加以提高和創新,促使藏藥在防治高原病中為更多患者所接受。