益氣活血類中藥通過改善內皮細胞損傷治療缺血性心臟病的機制研究概述

曹盼夏 葛鸞蝶 王棣丞 吳鴻

缺血性心臟病(ischemic heart disease,IHD)是心血管疾病患者死亡的重要原因。血管內皮細胞(vascular endothelial cell,VEC)損傷是IHD發生發展的關鍵環節,血栓形成、炎癥和血管張力失調等經典的VEC功能破壞是IHD的病理基礎[1]。中醫將此病歸為“胸痹、心痛”范疇,根據疾病的病機特點,結合“氣為血之帥”和“血非氣不運”的理論基礎,建立了益氣活血的治療大法,使機體達到 “氣血和,血脈通”““陰平陽秘”的生理狀態。

現代研究發現 “自發性”血栓形成、冠狀動脈血管痙攣、炎癥、微血管功能障礙、內皮功能障礙和血管生成等都能導致VEC損傷,誘發IHD[2-4]。近年來關于益氣活血法干預IHD血管內皮細胞損傷的藥理研究日益增多,相關的復方、中成藥和膏方有效成分提取制劑等療效確切,得到了廣泛認可。本文將從氧化應激、自噬、炎癥、內皮功能障礙四個方面探討益氣活血法治療IHD VEC的作用機制。

1 拮抗氧化應激

IHD病程中,多余的活性氧(reactive oxyge species,ROS)會形成超氧陰離子(O2-)和過氧化氫(H2O2)[5],增加血管中脂質過氧化產物丙二醛(malondialdehyde,MDA)及其降解產物含量,減少抗氧化物如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)等含量,使內皮細胞的通透性和白細胞的黏附能力改變,引發血管內皮的炎性反應[6]。益氣活血類中藥以氣血理論為指導,通過增加機體正氣,調暢脈道,發揮治療IHD作用。

1.1 益氣中藥大都針對VEC氧化反應中SOD、MDA、ROS等發揮作用

黃芪提取物白藜蘆醇通過增加胞內SOD產生,抑制棕櫚酸誘導的VEC氧化應激損傷[7];黃芪多糖可抑制缺血再灌注損傷的VEC中MDA、ROS的產生,減少氧化應激發生,發揮抗IHD的作用[8]。

人參皂苷Re是人參中的一種活性成分,黃貴峒等[9]通過蛋白質組學質譜分析發現, 人參皂苷Re在人臍靜脈內皮細胞(human umbilical vein endothelial cell,HUVEC)氧化損傷模型中有15個蛋白點對抗氧化應激。其通過四甲基偶氮唑鹽比色法、抗氧化指示劑比色法等分別從抗氧化系統、蛋白質合成、轉錄調控和翻譯后修飾以及修復線粒體功能方面,驗證了人參皂苷Re可降低胞內MDA、ROS水平,具有減少細胞氧化應激反應的作用。

三七皂苷R1是三七的一種獨特成分,范春蘭等[10]發現三七皂苷R1可減少高糖環境下腎小管上皮細胞中ROS水平,改善胞內代謝障礙,減少超氧化物產生,重建細胞氧化還原平衡,對細胞氧化損傷具有明顯的保護作用。上官文姬等人[11]還發現,骨碎補提取的總黃酮可通過恢復VEC線粒體功能,抑制凋亡蛋白表達,發揮抗VEC氧化應激的作用。

由此可見,益氣活血類中藥中偏于益氣之藥,大都針對VEC氧化反應中SOD、MDA、ROS等發揮作用,提示其補氣作用可能與提高VEC抗氧化能力有關。

1.2 益氣活血復方抗氧化保護VEC的研究

當歸補血湯是 “補益氣血第一方”, 具有補氣生血之功,以補氣來化血,為氣虛血虛之證的常用藥。研究發現,本方可上調內皮型一氧化氮合成酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)表達,促進VEC合成釋放一氧化氮(nitric oxide,NO),通過抗氧化作用發揮心血管保護效應[12-13]。本方通過不同配比均能增加IHD患者血清中SOD、GSH-Px水平,降低ROS水平,抑制氣虛血瘀型患者血管病變的發生發展[14-16]。其化裁而成的正源方,由西洋參、仙鶴草、南沙參、當歸、重樓組成,主要功效為益氣養陰、活血清熱解毒,能有效改善氣血虧虛型患者中醫證候表現。其通過抑制 MAPK 通路,減少VEC分泌ROS、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)及 MDA,增加SOD的分泌,發揮抑制VEC氧化應激的作用[17]。

補陽還五湯是王清任以“因虛致瘀”所創,治證以氣虛為本,血瘀為標。其能提升SOD活力,降低MDA含量,抑制VEC內ROS的產生,逆轉線粒體膜電位的下降,改善線粒體結構的破壞[18],抑制ROS引起的VEC凋亡,增加細胞存活[19]。

麝香保心丸是治療冠心病的代表性中成藥,用于氣滯血瘀所致的胸痹心痛等證,具有芳香溫通,益氣強心之功效。Ungvari Z等[20]發現,其通過提高eNOS活性來促進NO的生成,保護VEC免受ROS損傷。另外,人參—三七—川芎提取物能降低VEC內線粒體活性氧水平,增加SOD表達,通過抑制線粒體氧化應激反應減少VEC損傷[21]。

張錫純指出氣虛血瘀證成因有二:一為氣虛無力運血,而因續致瘀;二為瘀血阻滯,既耗傷氣血,又妨礙氣血化生,而因瘀致虛。氣虛可看作VEC損傷狀態,血瘀為其引起病理性血管改變,二者可相互作用,互為因果。故提出益氣活血治法,使益氣與活血合一,補氣而不壅中,攻伐而不傷正,破中有補,補中有行。以上研究都表明益氣活血類中藥能拮抗VEC氧化應激反應,提示益氣活血類藥發揮抗氧化的作用可能與保護VEC有關。

2 調控自噬

自噬失衡是引發IHD的關鍵因素,自噬缺陷的VEC內皮型 eNOS磷酸化和NO顯著減少,ROS和炎性細胞因子的產生增加, 造成VEC損傷[22]。在此過程中,自噬相關蛋白LC3-II、抗凋亡蛋白BIRC2、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)表達失調,導致VEC結構和功能障礙,加快IHD進程[23-24]。益氣活血類中藥、復方對VEC自噬具有雙向調節作用,體現了中醫因病適宜的治療優勢。

2.1 抑制VEC自噬

自噬過度會導致VEC過度凋亡,從而影響血管功能。IHD究屬本虛標實之證,氣血虧虛為致病之本,故不可繼續耗傷機體正氣。VEC過度凋亡亦屬損傷氣血,需以益氣活血法治之,益氣化源,行“補其氣而血自生,行其氣而血自調”之功。研究發現,人參活性物質人參皂甙Rb1通過下調Beclin-1和LC3-II的表達來抑制自噬,人參皂苷Re抑制LC3-II的表達,并增強蛋白激酶α的激活,阻止血管細胞過度自噬[25-26]。

牡丹皮中的丹皮酚能減少VEC自噬泡形成,下調自噬相關蛋白LC3-II的水平,減少氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)誘導的VEC死亡[27]。

淫羊藿苷能顯著抑制低濃度糖皮質激素誘導的內皮細胞自噬,增加外泌體中血管內皮生長因子A和轉化生長因子-β等蛋白的表達水平,促進內皮細胞遷移和血管生成,發揮VEC的作用[28]。

2.2 促進VEC自噬

在病理情況下激活自噬可提高VEC的活性,從而在IHD引發細胞毒性狀態下保護細胞并維持細胞穩態。《景岳全書》謂: “凡人之氣血猶源泉也,盛則流暢,少則壅滯。”故氣血虛損者必有瘀。《血證論》謂:“舊血不去,則新血斷然不生,瘀血之去,則新血日生。”適當的自噬也可看作祛除“舊血”的過程。

黃芪被張錫純稱為 “補氣之長”,有脫毒生肌之功。研究發現,黃芪提取物白藜蘆醇通過激活環磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)可通過自噬減輕細胞炎癥[29],使內皮型eNOS和SIRT1表達上調,同時增加自噬相關基因γ-氨基丁酸A受體相關蛋白、LC3-II、金屬硫蛋白1X基因的表達,誘導HUVEC進行適當自噬,發揮對心血管系統的保護作用[30]。

另外,有補氣活血通絡之功的通心絡,可增加HUVEC中自噬蛋白LC3-II和凋亡蛋白Beclin-1的表達,誘導血管新生,保護HUVEC免受缺血性損傷[31]。

3 改善內皮功能障礙

VEC內皮功能障主要表現為NO生物利用率下降[32]。臨床研究發現在VEC功能障礙的IHD患者血漿中纖維蛋白原增加,血小板活化增強,粘彈性變量增加,形成微血栓以及各組織缺血性改變[33-34]。臨床采用益氣活血方治療IHD心絞痛臨床患者,發現其可通過改善代謝當量、提高患者運動耐氧量,緩解冠心病穩定型心絞痛氣虛血瘀證患者心絞痛的發作,恢復血管功能,改善其中醫證候[35]。由此可知,益氣活血類中藥通過補虛扶正通絡增加VEC中NO的產生與利用,調節血管張力,抑制血栓和缺血形成。

3.1 益氣活血法通過增加NO恢復內皮功能

《內經》中有 “心之合脈也” “心者……其充在血脈”“心主身之血脈”,若脈道虛損,則血不得運,心失充養,導致一些列心血管疾病的發生。益氣活血法通過增加NO的產生與利用可以在一定程度上修復VEC內皮功能。

人參提取物人參皂苷Re可以引起人臍靜脈血管內皮細胞Ca2+內流并且增加NO的產生與利用,從而恢復受損的VEC功能[36]。研究發現,大劑量的黃芪注射液和小劑量的鹽酸川芎嗪注射液聯合使用,可促進小鼠腦微血管內皮細胞分泌NO,發揮舒張血管、保護血管的作用[37]。

益氣復脈散注射劑也可以促進NO的產生和抑制炎癥因素的表達,改善糖尿病小鼠微血管VEC障礙[38]。

3.2 益氣活血法通過恢復內皮功能改善血運

《素問·調經論篇》云:“病在脈,調之血;病在血,調之絡。”血瘀在作為IHD發病之標,多表現為血流動力學改變以及血液粘稠度增高,益氣活血法可通過恢復脈道功能進而改善血運情況。

丹參的提取物丹酚酸B可明顯提高細胞eNOS活化水平,增加NO生成和利用率,恢復VEC功能、抑制高糖誘導的VEC功能障礙[39]。丹參復方制劑丹紅注射液,降低IHD患者血液粘性,促進VEC修復,恢復內皮功能,改善心絞痛癥狀[40]。

另外,動物實驗表明,龍血通絡膠囊改善IHD小鼠病變區域缺血情況,抑制單核細胞與VEC之間的粘附,并且能減輕ox-LDL刺激的HUVEC功能障礙[41]。

4 抑制炎癥反應

Peng等[42]研究顯示,IHD的疾病風險因素與炎癥標志物C-反應蛋白(hypersensitivE-c-reactivE-protein,hs-CRP)密切相關,其會影響VEC中血管舒張因子的產生,導致VEC損傷。在此過程中,血液粘性的改變以及凝血功能障礙都可做氣虛血瘀的表現。張仲景言:“夫脈當取太過不及,陽微陰弦,即胸痹而痛,所以然者,責其極虛也。今陽虛知在上焦,所以胸痹、心痛者,以其陰弦故也。”益氣活血法通過補正祛邪,調和氣血,使機體恢復“陰平陽秘”的狀態,在臨床上取得良好療效。

4.1 益氣活血法通過調節VEC分泌發揮抗炎作用

動物實驗表明,益氣活血方可減少氣虛血瘀證大鼠血漿ICAM-1、白介素-6、腫瘤壞死因子-α等炎性因子的表達,降低血液黏度,通過調節血管內皮活性物質分泌,發揮保護VEC的功能[43]。李嬌等[44]通過實驗得出,川芎提取物川芎嗪可抑制由補體旁路激活導致的人微血管內皮細胞炎癥反應中黏附因子及炎性介質的表達。

4.2 益氣活血法抗炎的臨床研究

臨床研究表明,益氣活血方高、低劑量均可降氣虛血瘀證IHD患者低全血黏度,內皮素1(endothelin,ET-1)、白細胞介素-6等炎癥因子的表達。自擬益氣活血方具有相作用,其減少血漿hs-CRP等炎癥因子表達,抑制內皮炎癥,改善中醫癥候[43, 45]。

益氣補腎健脾祛瘀湯可改善IHD患者血液高凝狀態,減少血清hs-CRP含量,提示其通過抑制炎癥反應,發揮保護VEC作用[46]。

補陽還五湯可降低缺血性腦卒中患者血清腫瘤壞死因子-α、白介素-6、hs-CRP、MDA、ET-1表達水平,減輕VEC損傷,緩解患者臨床癥狀[47]。

芪藶強心膠囊聯合曲美他嗪可降低慢性心力衰竭患者血清炎性相關因子白細胞介素-1β、白介素-6、腫瘤壞死因子-α、hs-CRP表達水平,升高舒血管因子NO、6-酮前列腺素 Fla表達水平,提示芪藶強心膠囊通過抑制炎癥反應,發揮保護VEC的作用[48]。

養血通絡湯可降低腎虛血瘀型IHD患者血漿黏度,有效改善患者血流狀態組,降低hs-CRP、白介素-6 表達水平,提示其保護VEC的作用與抑制炎癥反應有關[49]。

5 討論

血管內皮損傷作為IHD的起始因素, 與IHD的發生、發展密切相關。氣虛血瘀作為胸痹的主要病因與IHD的發展如出一轍,其都是由VEC損傷引發的各種血管病變。益氣活血法作為IHD的治療大法能從氧化應激、自噬、炎癥、內皮功能障礙等多方面干預VEC損傷,具有良好的臨床效果,本綜述整理了益氣活血方法在IHD中對VEC保護作用,有利于將傳統中醫藥理念、經驗和現代科技相結合,將古方的科學內涵和思維理念理解并發展傳承下去,為解決臨床實際問題,提供理論指導。

但目前關于益氣活血法干預IHD中VEC損傷的研究尚處于初級階段,現多采用中藥針劑、中成藥或中藥單體活性成分進行研究,忽略中醫藥的整體觀念與辨證論治,中醫藥發揮其補氣活血之功是否與某些特定的作用通路或蛋白分子相關,尚未可知,有待更多的科研人員開展更深更廣的探索與研究,為IHD的中醫藥治療提供新靶點。