汪白云 由廣旭 劉衛(wèi)平 楊柳 劉國良 李慶偉 薛慧 劉斌
作者單位:121000 錦州市中心醫(yī)院藥劑科(汪白云);116013 沈陽軍區(qū)大連療養(yǎng)院醫(yī)務部(由廣旭);116000 遼寧省軍區(qū)第十三干休所(劉衛(wèi)平);154007 黑龍江中醫(yī)藥大學佳木斯學院(楊柳,劉國良,李慶偉,薛慧,劉斌)
癡呆是一種多發(fā)生在老年,以精神活動障礙為主要癥狀,以神經元纖維纏結為主要病理改變的進行性神經變性疾病。老年期癡呆以阿爾茨海默病(AD)及血管性癡呆(VD)為多見。目前尚無特別有效的藥物和方法。不過,流行病學調查已經證明,在AD和VD[1-3]病理生理學方面,不僅遺傳因素,各種危險因素,如老化、高血壓、糖尿病等也扮演重要角色。事實上,AD患者也同時會出現腦血管異常,例如腦供血減少或者微血管完整性的破壞[4-5]。此外,許多AD患者患有糖尿病或者是血糖水平和胰島素信號功能異常,同時它們都伴隨著AD的神經纖維纏結和老年斑的堆積。因此,癡呆的生理病理學致病機制,比想象的要復雜,需要研究者探索中藥、營養(yǎng)膳食等有益干預手段,阻止和改善癡呆。
鉤藤散源自《本事方》,由鉤藤、石膏、陳皮、麥冬、半夏、菊花等11味藥組成,原治肝厥頭暈之證。
據國外報道[6],腦血管癡呆患者服用鉤藤散12周,腦內的處理容量增加、對刺激音的反應能力增強,認知能力改善,額葉的信息處理能力增強,由此可見鉤藤散對腦血管性癡呆有明顯改善作用。同時服用鉤藤散還可使阿爾茨海默型癡呆患者局部腦血流量明顯改善[7]。
在臨床研究中,患者的認識功能靠以下實驗評估,P3事件相關的腦電位記錄,迷你心理狀態(tài)測試,以及語言流暢性測試。Yamaguchi S等[8]發(fā)現鉤藤散7.5 g/(kg·d),12周,對帶有輕度認知損傷的慢性腦卒中患者,能夠改善與注意力和判斷力相關的電生理指數,提高神經心理學測試的得分。Suzuki等[9]發(fā)現在鉤藤散治療組的認知功能和日?;顒幽芰τ兴纳疲诎参縿┙M和另一個復方組則無改善。鉤藤散對于癡呆患者的日常活動和認知功能的改善作用,是其特有的藥理學作用。
2.1 局部缺血模型 鉤藤散具有改善和預防認知缺陷動物模型學習及記憶缺陷的作用[10]。在一過性腦缺血小鼠模型(T2VO)的研究中,單獨給予鉤藤散提取物[375~750 mg/(kg·d),口服],相當于人每日治療劑量的10~30倍,結果鉤藤散對T2VO引發(fā)的空間認知缺陷產生保護作用,并且這個作用能被M1受體拮抗劑(pirenzepine)逆轉[11]。另外,在頸總動脈結扎(P2VO)小鼠模型中,在P2VO后,給予鉤藤散[750 mg/(kg·d),口服],能改善P2VO引起的空間認知缺陷,停止使用鉤藤散或M1受體拮抗劑則無對認知能力的改善作用。由此可知,鉤藤散的作用是可逆的或至少是以M1受體興奮為媒介。另一方面,Yuzurihara M等[12]證明,鉤藤散提取物在被動回避實驗中,對局部缺血后的治療[0.5~2 g/(kg·d),共7 d]有一個抗遺忘作用,并且這個作用可以被5-HT1A受體拮抗劑NAF-190所消除??梢?,鉤藤散可通過在腦中的多重多神經機制,發(fā)揮對血管性癡呆的保護和治療作用。
鉤藤散對腦局部缺血動物模型認知缺陷的有益作用,可能主要歸因于鉤藤,因為當給予一個與鉤藤散有效劑量大致相當的劑量,鉤藤提取物而不是無鉤藤的鉤藤散的提取物,改善了這些動物模型的認知缺陷。李虹等使用柴胡桂枝湯提取物作為參照,這個復方對于P2VO引起的認知缺陷沒有作用[13]。柴胡桂枝湯包括九個生藥,其中有四味藥和鉤藤散是相同的(半夏、甘草、人參、生姜),臨床上用于治療感冒,肺炎,胃潰瘍[14],以及炎性疾病[15]。雖然在中醫(yī)中這些疾病不是鉤藤散的治療對象,但是,其改善認知缺陷是它的獨特藥理作用應該被認真考慮。
2.2 老化和糖尿病動物模型 通過老化和糖尿病動物模型,成功的驗證了鉤藤散改善認知缺陷的趨勢。其中有兩個原因,第一,人和動物隨著年齡的增長,認知功能在減弱[16]。第二,證據表明糖尿病和癡呆之間有密切的關系[17-18]。例如,很多AD患者出現不正常的血糖水平,且在胰島素信號系統(tǒng)上出現缺陷,并伴隨著AD的神經纖維纏結和老年斑[19]。
Zhao Q等[20]使用20周齡的老化加速小鼠(SAMP8)作為老化動物模型,驗證了鉤藤散對于老化引起的認知缺陷和情緒異常的治療趨勢。研究過程中,在第0天,這些動物接受了暫時局部缺血(T2VO)或者是假手術,然后給予鉤藤散[750 mg/(kg·d),口服]3周。從第3天開始,SAMP8小鼠在目標識別試驗和水迷宮試驗中顯示學習和記憶的紊亂,類焦慮行為降低,且在水迷宮試驗中由于動物接受了暫時局部缺血,本來就較弱的SAMP8小鼠的學習能力更加惡化。從損傷后3 d開始給予鉤藤散干預,則能夠改善帶有和不帶有局部缺血損傷的SAMP8小鼠的記憶和情緒缺陷,所以由老化和局部缺血損傷引起的記憶和情緒紊亂,是鉤藤散治療的靶標[21]。
鉤藤散也能改善糖尿病動物模型動物的認識和情緒紊亂。最近Kinzo Matsumoto等[22]和Dinel AL等[23]證明,2型糖尿病動物模型C57BLKS/J-db/db小鼠,在9周齡或更老后,與同齡的沒有糖尿病的m/m小鼠相比,顯示出認知行為的損傷,類焦慮行為和運動活性降低。在7周時開始給予鉤藤散[375~750 mg/(kg·d),口服],其作用就像tacrine 2.5 mg/kg灌胃一樣,改善了db/db小鼠的認識缺陷,但卻沒有改善它們的運動活性、血糖水平或是體質量。Zhao Q等發(fā)現[24],鉤藤散的干預,也能夠改善經鏈脲霉素處理的1型糖尿病模型大鼠的認知缺陷,但不改善血糖值。另外,經研究鉤藤散也能改善db/db小鼠的類焦慮行為。
2.3 鉤藤散對癡呆動物模型的神經化學修飾作用 若干神經化學的研究發(fā)現,為鉤藤散改善癡呆動物模型認識功能損傷提供了證據。
2.3.1 膽堿能系統(tǒng) 目前,改善中樞膽堿能系統(tǒng)功能是治療癡呆的有效策略之一,因為,在癡呆患者身上,中樞膽堿能系統(tǒng)被惡化。這個策略可以治療VD患者的認知缺陷[25]。使用T2VO和P2VO小鼠作為VD動物模型,與假手術組相比,在大腦皮層和海馬中乙酰膽堿的水平顯著降低,給予鉤藤散治療效果就像給予tacrine治療一樣,可以逆轉降低的乙酰膽堿水平[26]。此外,在P2VO小鼠模型上,皮層和海馬中編碼膽堿乙?;D移酶(ChAT)和毒M3、M5受體亞型的基因的表達下調,而編碼M1、M2、M4受體亞型的基因沒有被下調,經鉤藤散和tacrine治療后,這種下調可以被逆轉[26]。這些基因對于P2VO手術以及對于鉤藤散和tacrine治療的敏感性不同的原因還不清楚,但是我們可以知道,在VD動物模型上,鉤藤散和tacrine可以改善認知缺陷,至少一部分是靠中樞膽堿能系統(tǒng)介導。在Zhao Q等[27]進行的體外(ex vivo)研究中表明,tacrine能夠降低腦中的乙酰膽堿酯酶的活性,而鉤藤散不能,所以,鉤藤散是經通過一個與tacrine不同的機制來改善中樞膽堿能系統(tǒng)的功能。
Zhao Q還發(fā)現[27],中樞膽堿能系統(tǒng)功能以一個年齡依賴的方式發(fā)生紊亂,并且,在db/db小鼠上這種紊亂是被加速的。在db/db小鼠7周的時候,每天給予鉤藤散 (375~750 mg/kg,口服)和tacrine(2.5 mg/kg,灌胃),可以預防膽堿能標記蛋白表達的下調和膽堿能神經元的減少。從而推測鉤藤散和tacrine在糖尿病動物上,也許是通過抑制由糖尿病引起的某種中樞膽堿能系統(tǒng)介導的神經退行性病變,從而發(fā)揮改善認知缺陷的作用。
2.3.2 與神經信號相關的神經可塑性 谷氨酸能系統(tǒng)包括N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDAR),NMDAR是學習和記憶的神經元基礎之一[28]。一些關鍵蛋白的磷酸化,例如NMDAR,鈣調節(jié)蛋白激酶2(CaMK2),cAMP反應元件結合蛋白(CREB),都發(fā)生在谷氨酸受體激活后,它涉及到神經可塑性背后的分子機制,并關聯(lián)到學習和記憶。CREB的磷酸化,牽涉到下游基因的轉錄,這些基因編碼的蛋白包括腦源性神經營養(yǎng)因子(BDNF),它是學習和記憶的要素。
Zhao Q等[27]利用賦形劑處理假手術和T2VO的SAMP8小鼠,在22周齡或者更老時,與對照組動物相比(即同齡對照SAMR1和青年SAMP8),皮層中的p-NMDAR1,p-CaMK2和p-CREB的水平明顯降低。這些年齡依賴性的改變,與腦中的BDNF表達下調相伴。另一方面,每天給予鉤藤散(750 mg/kg,口服),可以逆轉SAMP8組中神經可塑性關聯(lián)信號蛋白表達水平的減少[28]。結果表明,鉤藤散改善認知缺陷與調節(jié)神經信號系統(tǒng)關聯(lián)蛋白的表達水平有關,為鉤藤散改善癡呆動物模型的認知功能提供了另一個分子生物學的證據。
2.3.3 血管內皮生長因子(VEGF)和血小板衍生生長因子(PDGF)系統(tǒng) VEGF和PDGF系統(tǒng)也許是鉤藤散抗癡呆作用的靶點[29]。VEGF是一個缺氧引發(fā)分泌的信號分子,它與受體酪氨酸激酶相互影響。例如,上皮細胞中VEGFR2促進血管形成[30]。在腦中,VEGF/VEGFR2系統(tǒng)也表達在神經元、星形膠質細胞和神經祖細胞中[31],其在局部缺血的腦中對促進血管生成有重要作用,可在腦卒中康復期降低神經生理性損傷[32-33],并且關系到大鼠海馬的活性(神經形成和認知能力)。在海馬神經元中,VEGF關系到細胞內Ca2+濃度,激活CaMK2,使長時程增強效應成為可能。與VEGF的作用相似,PDGF-A和B以及它們的受體(PDGFRα和β)在腦中也扮演多種角色。包括少突神經膠質細胞的增生、遷移和分化,突觸的向外生長[34],NMDA受體功能的調節(jié)和神經保護[35]。在老齡動物中,這些因素的提高能夠改善認知缺陷和心理活動。
Zhao Q等[27]經過對神經學和免疫組織化學的研究發(fā)現,鉤藤散每天重復給藥,可以逆轉SAMP8小鼠VEGF和VEGFR2以及PDGF和PDGFRα的表達水平的下調。Sadoun E和Reed MJ[36]發(fā)現,老化引起血管形成損傷,一部分是由于VEGF的減少。老齡小鼠腦中血管形成障礙是一個足以損傷學習和記憶功能的分子生物學過程。鉤藤散很可能是通過影響腦中VEGF和PDGF系統(tǒng),發(fā)揮治療老化引起的認知紊亂的作用,但是鉤藤散和tacrine調節(jié)VEGF和PDGF系統(tǒng)的分子機制仍然不清楚。Kakinuma等[37-38]發(fā)現,乙酰膽堿通過PI3K/Akt/HIF-1α/VEGF通路,以一種依賴毒蕈堿而不是煙堿受體機制的方式,提高VEGR和ChAT蛋白在心內上皮細胞中的表達,發(fā)揮保護心肌細胞的作用。綜上,這些研究結果發(fā)現使我們推測,毒蕈堿膽堿能系統(tǒng)和VEGR系統(tǒng)功能具有緊密聯(lián)系,鉤藤散的某些化學成分與內源性因子相互影響,從而改善了由老化或糖尿病引發(fā)的認識缺陷。
中醫(yī)認為,老年癡呆癥是以本虛標實為特征的常見疾病。其屬“呆病”“愚癡”“神呆”范疇,中醫(yī)藥在治療老年期癡呆方面有許多獨特的理論和有效的方藥,鉤藤散就是其中之一。臨床研究表明,中藥復方鉤藤散能夠改善癡呆患者(包括AD和VD)認知功能紊亂和情緒/心理癥狀。本文中大量的實驗研究為臨床研究提供了有力支持。
然而,鉤藤散治療老年癡呆癥仍然存在不足。鉤藤散能夠改善反射性認知功能和BPSD,但如果停藥這個作用則減弱,讓我們預測鉤藤散的治療作用就像其他抗癡呆藥物一樣,也可能是治標的。另外,長期給藥可能會引起副作用,例如,假性醛固酮增多癥(是一個主要歸因于復方中甘草引發(fā)的副作用)。與鉤藤散復方化學成分研究相比,聚焦于植物來源的活性成分的鑒定、藥代動力學、生物轉化合成方面,進展很少。
在臨床上,老年癡呆目前很難治愈,國內外的相關研究正處于探索積累階段。所以我們要更深入的探索鉤藤散治療癡呆癥的作用機制及靶點,充分發(fā)揮中醫(yī)藥的優(yōu)勢,推進中藥治療老年癡呆癥的研究和應用。