任　宏（廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510520）

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地奧心血康保護心肌缺血再灌注損傷的分子機制研究

任宏
（廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510520）

［摘要］地奧心血康是我國首個成功獲準(zhǔn)歐盟藥品注冊上市的純中藥制劑，臨床廣泛用于治療心肌缺血性疾病。地奧心血康可以明顯改善心肌缺血再灌注損傷。其抗損傷的分子機制主要有以下認(rèn)識：①增加T-SOD、Mn-SOD活性和心肌組織中Mn-SOD mRNA的表達，降低脂質(zhì)代謝毒性終產(chǎn)物丙二醛的含量和I/R損傷所造成的氧化應(yīng)激水平。②調(diào)節(jié)Bcl-2Bax、FasFasL等凋亡基因，降低心肌細胞的凋亡率。③降低血清鈣濃度，抑制鈣超載。可能的分子途徑是對生物膜上各種離子泵活性的調(diào)整。④抑制IL-1β、IL-6、TNF-α等細胞因子的生成，降低TXA2，增加PGI2含量，改善微循環(huán)。本文從分子水平總結(jié)地奧心血康保護缺血再灌注損傷的主要機制。

［關(guān)鍵詞］地奧心血康缺血再灌注損傷分子機制

地奧心血康（Di'Ao Xinxue Kang）是從藥用植物黃山藥（Dioscorea panthaica Prain et Burkill.）或穿龍薯蕷（Dioscorea nipponica Makino.）根莖中提取的8種甾體總皂苷有效成分所構(gòu)成的純中藥制劑，2012年成為我國首個進入發(fā)達國家主流市場具有自主知識產(chǎn)權(quán)的治療性植物藥。藥物由其8種甾體皂苷組成，成分結(jié)構(gòu)明確，具有活血化瘀、行氣止痛、宣痹通陽、補益氣血等功效［1］。臨床已經(jīng)廣泛用于治療心肌缺血性疾病。心肌缺血再灌注（I/R）損傷是心肌缺血損傷的主要類型。臨床療效和基礎(chǔ)實驗表明，地奧心血康可以通過多種分子機制降低缺血再灌注對心肌細胞的損傷，保護心肌細胞，明顯改善心功能。

1 提高SOD活性和Mn-SOD mRNA的表達，降低氧自由基損傷

少量活性氧是維持正常生理功能所必須的。但是當(dāng)I/R時線粒體受損，正常氧化磷酸化途經(jīng)減弱，導(dǎo)致次黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)被激活，生成了大量性質(zhì)活躍的氧自由基［2］，加之內(nèi)源性抗氧化劑SOD活性下降，不能及時清除，導(dǎo)致氧自由基從線粒體大量漏出。由于自由基反應(yīng)性很活躍，它能造成膜磷脂、蛋白質(zhì)、酶等不同細胞成分的破壞。①氧自由基可以氧化蛋白質(zhì)巰基基團，與膜脂的不飽和脂肪酸（PI?FA）結(jié)合生成脂質(zhì)過氧化物（LPO），導(dǎo)致PU?FA/Pr比例失調(diào)，從而改變了生物膜的通透性和構(gòu)型改變，加重了生物膜障礙［3］。②自由基氧化作用降低了心肌細胞膜結(jié)構(gòu)上的Ca2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶的活性［4］，導(dǎo)致了細胞內(nèi)Na+、Ca2+交換增加，從而促進了I/R時另一重要機制——鈣超載的發(fā)生。③氧自由基激活了微粒體和質(zhì)膜上的脂加氧酶和環(huán)加氧酶，在加強自由基產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化的同時還形成了具有高度活性的物質(zhì)，如前列腺素、血栓素等。這又與再灌注“無復(fù)流”現(xiàn)象相關(guān)。

地奧心血康可以提高內(nèi)源性自由基清除劑SOD活性，減緩和阻止氧自由基對細胞的損傷。陳虹等［5］實驗結(jié)果顯示，地奧心血康可以顯著性提高T-SOD、Mn-SOD活性和心肌組織中Mn-SOD mRNA的表達，同時明顯降低脂質(zhì)代謝的毒性終產(chǎn)物丙二醛（MDA）水平，說明地奧心血康可降低心肌長時間I/R損傷所造成的氧化應(yīng)激水平，明顯提高心肌抗氧化損傷能力。趙勝等［6］在地奧心血康干預(yù)大鼠心肌缺血再灌注損傷實驗中也證明清除氧自由基，提高SOD活性，抑制脂質(zhì)過氧化，保護Na+、K+-ATPase、Ca2+-ATP酶是地奧心血康保護心肌缺血再灌注損傷的重要機制之一。張健等［7］利用體外自由基捕捉技術(shù)測定了羥自由基的含量，結(jié)果顯示，地奧心血康在體外具有直接清除羥自由基的能力而且呈現(xiàn)劑量依賴性。

2 抑制鈣超載

鈣超載是I/R損傷的另一個重要的途徑。當(dāng)I/R時ATP缺乏導(dǎo)致能量依賴的Na+-K+離子泵不能正常工作，引起鈉離子內(nèi)流導(dǎo)致去極化。細胞膜去極化又導(dǎo)致鈣離子通道開放，細胞內(nèi)的Ca2+濃度升高。同時，缺血激活的Na+-H+交換機制又激活了Na+交換，使細胞內(nèi)鈣離子進一步增多。而Ca2+-Mg2+-APT酶活性下降不能將胞漿中的鈣離子及時排除細胞外導(dǎo)致鈣離子超載。盧蓮琴等［8］以血清Ca2+為指標(biāo)觀察地奧心血康對家兔心肌缺血再灌注損傷時鈣離子的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，地奧心血康能顯著降低心肌缺血再灌注損傷家兔血清中Ca2+的含量。陳恒流等［9］用45Ca放射性同位素測定鈣跨膜內(nèi)流表明，地奧心血康可以抑制去甲腎上腺素及高鉀去極化引起的鈣內(nèi)流，可防止鈣超載。這說明地奧心血康可通過抑制鈣內(nèi)流，降低膜內(nèi)鈣的濃度來達到保護心肌細胞的目的。

3 降低心肌細胞凋亡率

心肌缺血再灌注損傷激活細胞凋亡機制是心肌進一步壞死的重要機制。I/R損傷激活了多組凋亡基因。Bcl-2Bax基因是人體最主要的調(diào)節(jié)凋亡基因之一［10］。Bcl-2編碼的Bcl-2蛋白主要分布在線粒體外膜、細胞膜內(nèi)表面、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等處，通過拮抗促凋亡基因bax，抑制促凋亡蛋白質(zhì)細胞色素c的釋放和激活作用以及維持細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)等方面抑制細胞凋亡。BaxBcl-2兩蛋白之間的比例關(guān)系是決定對細胞凋亡抑制作用強弱的關(guān)鍵因素。鄭海娟等［11］通過觀察心肌細胞凋亡率和測定Bcl-2Bax蛋白含量，證實地奧心血康可明顯降低心肌缺血再灌注后的凋亡率，通過增加Bcl-2，降低Bax含量的途徑減少心肌細胞的凋亡，提示地奧心血康抑制細胞凋亡的機制與Bcl-2、Bax有關(guān)。FasFasL系統(tǒng)是體內(nèi)直接啟動細胞凋亡的死亡信號傳到系統(tǒng)［12］。實驗報道，I/R后，大鼠心肌細胞Fas基因的mRNA水平及蛋白表達均顯著增加［13］。大鼠心肌缺血再灌注模型中測定地奧心血康可降低sFas和sFasL表達抑制凋亡［5］。王冬梅等［14］測定了急性心肌梗死（AML）患者服用地奧心血康后其血清細胞中凋亡因子sFas及其配體含量，發(fā)現(xiàn)地奧心血康可降低AMI患者的血清sFas和sFasL，表明其可能通過抑制sFas和sFasL的表達而減少缺血再灌注損傷后心肌細胞凋亡。

4 緩解“無復(fù)流”現(xiàn)象

“無復(fù)流”現(xiàn)象是指當(dāng)心肌缺血恢復(fù)血液再灌注時，微循環(huán)血流仍不能完全恢復(fù)正常的現(xiàn)象，是I/R后隨時間發(fā)展的一個重要過程。無復(fù)流時與炎癥細胞因子如IL-1β、IL-6、TNF-α生成增多、炎癥反應(yīng)加重，血漿血栓素A2（TXA2）5-羥色胺（5-HT）的含量明顯升高，而前列環(huán)素2（PGI2）含量則降低，白細胞、中性粒細胞阻塞毛細血管以及血小板激活并聚集等多因素相關(guān)。這些因素促使微血栓形成，進一步阻塞心肌細胞的血管，導(dǎo)致“無復(fù)流”現(xiàn)象發(fā)生。鄭海娟［11］實驗表明，地奧心血康可以抑制IL-1β、IL-6、TNF-α生成，減輕了炎癥損傷，減弱炎癥反應(yīng)。同時，地奧心血康可顯著地降低TXA2含量，降低TXA2收縮血管和促進血小板聚集的作用，促進具有相反作用的另一種生物活性物質(zhì)PGI2的含量，改變兩者比例從而改變血小板情況。袁恩榮等［15］研究了地奧心血康對心肌損傷大鼠血小板功能及代謝的影響。結(jié)果顯示，血液1 min聚集率有明顯下降，PGI2含量增加40.7%，心肌血管內(nèi)血栓的含量也明顯降低。趙丹等［16］測定了給予地奧心血康處理的I/R模型犬血中的5-HT和TXA2的降解產(chǎn)物血栓烷B2（TXB2） 的水平，發(fā)現(xiàn)其可維持5-HT和TXB2的正常水平，血小板形態(tài)無明顯變化，提示地奧心血康對血小板功能和代謝影響是其保護心肌缺血再灌注損傷的又一作用機制。臨床研究也表明［17-18］，該藥可顯著改善全血粘度、還原血粘度、紅細胞壓積、纖維蛋白原、紅細胞電泳時間、紅細胞聚集指數(shù)等各項血液流變學(xué)指標(biāo)，有效降低患者血液黏度，促使微循環(huán)暢通，并增加心肌細胞的供氧量。

5 討論

I/R時氧自由基大量釋放、鈣超載、微循環(huán)障礙等機制都可以誘發(fā)心肌細胞凋亡，導(dǎo)致大量心肌細胞死亡，心功能喪失。地奧心血康可以通過提高T-SOD、Mn-SOD、Mn-SOD mRNA的表達增加SOD活力，提高內(nèi)源性抗氧化物的作用，同時又可以調(diào)整生物膜上各種離子泵活性，抑制鈣超載，從而降低I/R損傷所造成的氧化應(yīng)激水平，維持細胞的完整性。另外，地奧心血康對某些凋亡基因有調(diào)控作用，如Bcl-2Bax家族。它們不僅存在于線粒體上，而且同時位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。它們的異常表達可以破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜完整性，導(dǎo)致細胞質(zhì)內(nèi)鈣濃度的升高，最終可誘發(fā)細胞凋亡。分析藥物的分子機制，不難發(fā)現(xiàn)作用靶點都集中在共同部位——膜系統(tǒng)。由此判斷，調(diào)控生物膜上的一些通路、調(diào)節(jié)蛋白很可能是更根本更基礎(chǔ)的一個分子機制。這個基礎(chǔ)分子機制可能誘發(fā)了大量氧自由基釋放、鈣超載、微循環(huán)障礙、細胞凋亡等損傷。如線粒體內(nèi)膜通透性轉(zhuǎn)換孔（MPTP），目前認(rèn)為是抑制細胞凋亡的最終細胞器。I/R損傷心肌時候，應(yīng)用MPTP抑制劑可明顯抑制心肌細胞發(fā)生凋亡。那么，地奧心血康是否是通過調(diào)控MPTP來維持線粒體膜的穩(wěn)定性，降低心肌細胞凋亡率呢？或者是否通過調(diào)節(jié)鈣敏感受體和鈣調(diào)蛋白激酶II抑制鈣超載，介導(dǎo)細胞的凋亡呢？這些都有待進一步的研究。

另外，過氧化物酶、血小板活化因子、炎癥介質(zhì)、腫瘤壞死因子等大量釋放介導(dǎo)中性粒細胞與內(nèi)皮細胞發(fā)生黏附從而損傷內(nèi)皮。地奧心血康可以明顯抑制IL-1β、IL-6、TNF-α生成，減輕了炎癥損傷，減弱炎癥反應(yīng)?？梢?，抑制中性粒細胞和炎性介質(zhì)的侵潤也是地奧心血康保護I/R損傷的重要途徑。

通過對地奧心血康保護心肌缺血再灌注損傷的基礎(chǔ)機制的深入研究，不僅有利于了解甾體皂苷這一類藥物的藥理機制，而且還提高了我國在天然藥物活性成分研究上的水平。應(yīng)當(dāng)說，對地奧心血康的分子藥理機制仍需進一步深入研究。

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