廖坤瑩,李榮,張?zhí)旆?,劉中秋,陳?/p>
(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué),廣東廣州 510405;2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣東廣州 510405;3.廣州中醫(yī)藥大學(xué)深圳醫(yī)院,廣東深圳 518034)
毛冬青用作中藥材時(shí),通常指冬青科植物毛冬青的根。本品味苦、澀,性微寒,歸肺、肝、大腸經(jīng),具有清熱解毒、消腫止痛、活血通絡(luò)的作用,是嶺南地區(qū)中醫(yī)治療心力衰竭的臨床常用藥?!稄V西中草藥》中記載毛冬青可“清熱解毒,消腫止痛,利小便”。冬青屬藥用植物的主要成分為三萜皂苷類、黃酮類、酚類等。藥理學(xué)研究表明,這些植物成分具有擴(kuò)張血管、促進(jìn)血管新生、正性肌力、抑制心室重構(gòu)、保護(hù)心肌細(xì)胞、改善炎癥反應(yīng)的活性[1]。毛冬青的根和皮中含有三萜皂苷類、黃酮類、酚類、鞣質(zhì)和糖類,葉中含有葉綠素(chlorophyll)、蠟質(zhì)(waxiness)、熊果酸(ursolic acid)、齊墩果酸(oleanolic acid)等成分。以下對(duì)毛冬青及其主要有效成分對(duì)心血管系統(tǒng)的藥理學(xué)作用進(jìn)行綜述,以期為毛冬青治療心力衰竭的臨床使用提供參考。
對(duì)于具有心力衰竭病史的患者,擴(kuò)血管藥的使用可松弛其血管平滑肌,減輕心臟張力負(fù)荷,降低心室壁心肌張力,減少心臟氧耗量,提高心臟泵血功能。祝晨蔯等[2]觀察毛冬青的不同提取部位對(duì)兔的去內(nèi)皮胸主動(dòng)脈環(huán)的快速擴(kuò)張作用,發(fā)現(xiàn)毛冬青的正丁醇組織部位(NAI)具有擴(kuò)張血管的功能,可抑制由去甲腎上腺素誘導(dǎo)的去內(nèi)皮動(dòng)脈環(huán)的收縮,認(rèn)為其機(jī)制可能與調(diào)節(jié)α1受體,抑制血管鈣離子濃度,從而舒張血管有關(guān)。林曦等[3]研究毛冬青正丁醇提取物(NAI)對(duì)不同痙攣狀態(tài)下的動(dòng)脈環(huán)張力的影響,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NAI能顯著舒張去甲腎上腺素引起的灌流離體新西蘭兔去內(nèi)皮胸主動(dòng)脈環(huán)的收縮,其擴(kuò)張血管的機(jī)理可能與調(diào)節(jié)受體操縱性鈣通道、介導(dǎo)內(nèi)皮合成、釋放一氧化氮(NO)、調(diào)節(jié)血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)及抑制內(nèi)鈣釋放和外鈣流動(dòng)有關(guān)。Li J等[4]研究發(fā)現(xiàn),毛冬青皂苷A1可顯著上調(diào)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)、磷酸化雷帕霉素靶蛋白(p-mTOR)及磷酸化Src、FAK、MEK、ERK1/2蛋白表達(dá)水平,結(jié)果提示毛冬青皂苷A1對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)具有促血管活性,可顯著促進(jìn)HUVECs的增殖、遷移、侵襲和血管形成;體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)毛冬青皂苷A1通過激活A(yù)kt/mTOR、MAPK/ERK、Src和FAK依賴性的信號(hào)通路,促進(jìn)斑馬魚的血管生成。
正性肌力作用是指通過增加心肌收縮力而使心肌收縮的強(qiáng)度和頻率得到提高。1項(xiàng)離體蛙心實(shí)驗(yàn)研究[2]表明毛冬青正丁醇(NAI)部位對(duì)動(dòng)脈環(huán)有強(qiáng)心作用,不同劑量(0.3,0.6,1.2 mg·mL-1)的NAI可使去甲腎上腺素預(yù)收縮性動(dòng)脈環(huán)在血液中產(chǎn)生明顯的舒張效應(yīng),使心臟的心肌收縮能力增強(qiáng)。另外,從毛冬青葉中提煉和半合成得到的五環(huán)三萜類化合物毛冬青甲素(ilexonin A,IA)近年來被證實(shí)有正性肌力作用。研究[5]報(bào)道,IA可明顯增強(qiáng)心臟收縮力,增強(qiáng)心輸出量,升高左室內(nèi)壓,表現(xiàn)為正性肌力效應(yīng);通過對(duì)兔心力衰竭模型的研究發(fā)現(xiàn),IA可以促進(jìn)心肌細(xì)胞的鈣離子內(nèi)流,同時(shí)也可加速心肌細(xì)胞內(nèi)鈣離子釋放,這可能是IA具有正性肌力作用的直接原因。另有學(xué)者[6-7]的研究表明,IA對(duì)平滑肌細(xì)胞膜上的電位依賴性鈣離子(Ca2+)通道和受體操縱性鈣通道均有拮抗作用,IA可促進(jìn)心肌細(xì)胞的鈣離子外流;IA可提高兔心肌組織環(huán)磷酸腺苷(cAMP)和環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)的含量,促進(jìn)心肌細(xì)胞鈣離子內(nèi)外傳遞,從而具有正性肌力作用。
心室重構(gòu)(ventricular remodeling,VR)是導(dǎo)致心力衰竭的主要原因,也是其發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵性因素和基本機(jī)理,更是導(dǎo)致急性心肌梗死后并發(fā)嚴(yán)重心力衰竭的主要病理因素。阻斷或逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)與心肌細(xì)胞生物學(xué)功能、心肌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)改變等關(guān)系密切[8]。
3.1 改善心肌肥厚心肌肥厚是由于心臟長時(shí)間持續(xù)的負(fù)荷超標(biāo)而引起的慢性代償作用機(jī)制[9]。腹主動(dòng)脈縮窄術(shù)(TAC)[10]是建立慢性心力衰竭(CHF)動(dòng)物模型的一種常用實(shí)驗(yàn)方法,該方法主要通過縮窄腹主動(dòng)脈的管徑,引起后負(fù)荷壓力增加及心肌的收縮功能增強(qiáng),久而可使心肌出現(xiàn)代償性肥厚。當(dāng)發(fā)展至失代償時(shí),心臟泵血功能減退,從而導(dǎo)致心力衰竭。因此,射血分?jǐn)?shù)(EF)和左室短軸縮短分?jǐn)?shù)(FS)是評(píng)估心功能的重要指標(biāo)。鄭惠萍等[11]采用腹主動(dòng)脈結(jié)扎術(shù)建立CHF大鼠模型,發(fā)現(xiàn)毛冬青治療可提高CHF模型大鼠EF和FS,同時(shí)可顯著降低血清中白細(xì)胞介素1β(IL-1β)和核因子κB(NF-κB)等炎癥因子的水平,表明毛冬青可改善CHF的心功能及減輕炎癥狀態(tài)。有關(guān)microRNA(miR)分子的臨床科學(xué)研究及其在調(diào)控心臟的正常生長發(fā)育、細(xì)胞的增殖與凋亡的作用機(jī)制的研究,為心臟各種疾病特別是慢性晚期心力衰竭的醫(yī)學(xué)預(yù)防和臨床診斷治療提供了一個(gè)新的醫(yī)學(xué)作用靶點(diǎn)[12]。研究認(rèn)為,miR133a是心肌肥厚的特異性miR[13],毛冬青能上調(diào)TAC術(shù)后CHF模型大鼠心臟組織中miR133a的表達(dá)[14];超聲心動(dòng)圖顯示:毛冬青可縮小TAC術(shù)后大鼠心臟的左室內(nèi)徑,改善左室EF及FS,增強(qiáng)心肌收縮功能[15]。
3.2 抑制心肌纖維化心肌纖維化(myocardial fibrosis,MF)是心室重構(gòu)的主要病理基礎(chǔ),為最終導(dǎo)致患者進(jìn)入心血管疾病終末期進(jìn)而誘發(fā)心力衰竭的一個(gè)中心環(huán)節(jié)[16]。心肌細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)改變是引起心室重構(gòu)的重要機(jī)制,一方面,ECM的合成和沉積可有效加強(qiáng)心肌的局部收縮力,從而在血管內(nèi)形成瘢痕性組織以預(yù)防心臟破裂;另一方面,ECM過度的沉積又可致心臟室壁僵硬,舒縮功能下降[17]。心室重構(gòu)后期,心室內(nèi)壓力逐漸增強(qiáng),缺血區(qū)、梗死邊緣區(qū)域甚至遠(yuǎn)離梗死區(qū)域的心肌組織出現(xiàn)ECM合成和分解不平衡的狀況,進(jìn)而導(dǎo)致心肌纖維化的范圍增大,這是導(dǎo)致心室重構(gòu)和心功能減退的一個(gè)重要原因?;|(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是目前降解ECM的最主要的蛋白酶體合成體系,也是心室細(xì)胞重塑的最重要的酶體推動(dòng)力[18]。其中,心肌基質(zhì)金屬蛋白酶1(MMP-1)的激活在因ECM過度沉積而導(dǎo)致的心室重構(gòu)中發(fā)揮重要作用[19]。心肌細(xì)胞的基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑1(TIMP-1)則是針對(duì)MMP-1的一種特異性功能抑制劑[20]。心肌基質(zhì)纖維化主要與MMP及其組織抑制劑(tissue inhibitors of MMPs,TIMP)的平衡等有關(guān)。毛冬青可清熱活血、利水消腫,具有利尿作用,效果與呋塞米相當(dāng),能抑制心力衰竭大鼠的心肌纖維化、改善心肌收縮力[21]。陳潔等[22]采用TAC法復(fù)制大鼠CHF模型,觀察毛冬青對(duì)大鼠的抗心肌纖維化作用,并采用酶聯(lián)免疫分析法測定大鼠血清中的MMP-1、TIMP-1含量。結(jié)果表明毛冬青具有抑制心肌纖維化的作用,且毛冬青組大鼠的MMP-1含量升高,TIMP-1含量降低,與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
4.1 對(duì)缺血缺氧心肌細(xì)胞的保護(hù)李藝[23]的研究顯示,采用縮窄升主動(dòng)脈法復(fù)制的家兔心力衰竭模型的心肌細(xì)胞經(jīng)毛冬青甲素(ilexsaponin A,IA)干預(yù)后,電鏡下IA組的心肌細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的變化僅主要表現(xiàn)在線粒體的腫脹與基質(zhì)密度的下降,與正常組比較存在輕度差異;琥珀酸脫氫酶的活性也與正常組相近,結(jié)果提示IA能大幅度提高心肌細(xì)胞在缺血或缺氧時(shí)的耐受力,緩解線粒體的損傷,從而起到維持和保護(hù)心肌細(xì)胞的作用。付曉春等[24]的研究發(fā)現(xiàn),IA的有效部位還能有效降低急性心肌梗死模型犬的血清乳酸脫氫酶(LDH)、血清肌酸磷酸激酶(CK)的含量,增加超氧化物歧化酶(SOD)活性,減少耗氧量及心肌梗死面積,從而有效保護(hù)急性缺血的心肌。另有研究[23,25]表明,對(duì)乳鼠原代心肌細(xì)胞缺血缺氧模型,IA可維持其形態(tài)學(xué)完整性、降低細(xì)胞凋亡率、減輕脂質(zhì)過氧化損傷、減少線粒體通透性轉(zhuǎn)移孔的開放從而保護(hù)線粒體功能,其可能的機(jī)制為IA通過調(diào)節(jié)MAPK-PGC-1a能量代謝通路,促進(jìn)葡萄糖的氧化代謝,抑制脂質(zhì)的過氧化并且促進(jìn)了腺苷酸的合成。
4.2 對(duì)缺血再灌注損傷心肌細(xì)胞的保護(hù)心肌缺血再灌注損傷(MI/RI)造成的心肌細(xì)胞死亡形式有壞死、凋亡、自噬和鐵死亡等多種形式[25-26]。其機(jī)制可能與線粒體功能異常、活性氧過度釋放、細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載、炎癥反應(yīng)和血管內(nèi)皮功能紊亂、細(xì)胞凋亡等有關(guān)[27]。
研究[28]發(fā)現(xiàn),毛冬青可減少M(fèi)I/RI小鼠心肌梗死面積,提高心功能,抑制心肌細(xì)胞凋亡;網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)靶點(diǎn)及通路預(yù)測提示,毛冬青主要作用機(jī)制與熱休克蛋白、氧化應(yīng)激及抗炎等有關(guān);毛冬青提取成分苯丙素A(PBA)可通過抑制NLRP3炎性小體,進(jìn)而抑制焦亡;PBA可激活KEAP1/NRF2抗炎抗氧化應(yīng)激,抑制活性氧簇(ROS)形成,繼而通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)敲除NRF2基因,發(fā)現(xiàn)PBA抗MI/RI活性消失。故認(rèn)為PBA具有抑制心肌MI/RI的作用。另有研究[29]表明,毛冬青皂苷E預(yù)處理能有效減小MI/RI大鼠心肌梗死面積,減少心肌酶外漏和炎癥因子的生成,提示毛冬青皂苷E預(yù)處理可使心肌細(xì)胞對(duì)MR/RI的耐受性增強(qiáng)。張雙偉等[30]的研究顯示,毛冬青皂苷E可增加H9c2心肌細(xì)胞在缺氧/復(fù)氧(I/R)損傷后的存活率,并降低細(xì)胞內(nèi)ROS含量,抑制Caspase-3和C1eaved caspase-3蛋白表達(dá),提示毛冬青皂苷E對(duì)心肌細(xì)胞I/R損傷具有保護(hù)作用。
核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)及其調(diào)控的下游信號(hào)分子表達(dá)的激活在MI/RI中發(fā)揮了重要的作用[31]。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)[32]結(jié)果表明,對(duì)大鼠MI/RI模型采用縮醛基毛冬青提取化合物R4(MDQR4)預(yù)干預(yù)給藥20 min后,大鼠MI/RI心梗面積減小,心肌細(xì)胞的腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL-1β、CK活性下降,NF-κB表達(dá)減少,心肌組織中的丙二醛(MDA)減少,SOD增加,說明MDQR4可促進(jìn)氧自由基清除,抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。同時(shí),MDQR4可顯著提高I/R心肌細(xì)胞內(nèi)SOD活性,抑制LDH、MDA的產(chǎn)生,提高NO的含量,并能顯著抑制心肌細(xì)胞的凋亡,提高心肌細(xì)胞對(duì)I/R損傷的耐受力及對(duì)心肌細(xì)胞的保護(hù)[33],且能顯著延長缺氧狀態(tài)下小鼠的存活時(shí)間及明顯減小大鼠的心肌梗塞范圍,其抗心肌缺血的作用機(jī)制可能與擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈,增加心肌的供血、供氧含量等有關(guān)[34]。另有研究表明,毛冬青三萜皂苷可通過磷酸化Ezh2蛋白保護(hù)H9c2心肌細(xì)胞免受過氧化氫所致的凋亡[35]。
炎性因子可通過引起炎性氧化應(yīng)激和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等對(duì)心肌細(xì)胞組織產(chǎn)生直接損傷,同時(shí)可參與細(xì)胞外基質(zhì)組織的重構(gòu)及纖維化,并通過激活神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)而加速心力衰竭發(fā)展[36]。心力衰竭的發(fā)生發(fā)展過程中常伴隨炎性因子如TNF-α、IL-1、IL-6等含量的升高,這些炎性因子的升高反過來又可誘發(fā)心力衰竭[37]。毛冬青可降低CHF模型大鼠血清IL-1β、NF-κB水平,下調(diào)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)的表達(dá),降低大鼠腎上腺Vit C含量,其抗炎機(jī)制可能通過垂體腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)而發(fā)揮作用[38-39]。
血小板聚集性增高是導(dǎo)致血液呈高凝狀態(tài)的重要因素,也是心力衰竭血瘀證的診斷指標(biāo)之一。熊天琴等[40]利用色譜法、重結(jié)晶法等從毛冬青根中分離得到毛冬青皂苷B3,并對(duì)其活性進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)毛冬青皂苷B3可抑制由膠原蛋白、腎上腺素及FeCl3誘導(dǎo)的血栓形成,該抑制機(jī)理可能與其抑制血小板聚集、增強(qiáng)纖溶作用、保護(hù)血管等有關(guān)。凝血系統(tǒng)對(duì)血栓的形成也起著重要作用。研究[41]發(fā)現(xiàn),毛冬青總提取物高、中、低各劑量組均能顯著降低纖維蛋白原(FIB)的含量,提示毛冬青可通過抑制纖維蛋白的產(chǎn)生,保護(hù)血管內(nèi)皮,并抑制凝血系統(tǒng)。毛冬青還可通過抑制凝血酶誘導(dǎo)血小板聚集、提高胸主動(dòng)脈壁的前列腺環(huán)素含量及增強(qiáng)纖溶蛋白溶解活性等方面發(fā)揮抗凝抗栓作用,從而改善心力衰竭瘀血的高凝狀態(tài),改善微循環(huán)[42]。付曉春等[43]發(fā)現(xiàn)縮醛基毛冬青化合物R4能明顯延長家兔血漿凝血酶原時(shí)間(PT)、活化部分凝血活酶時(shí)間(APTT)及凝血酶時(shí)間(TT),并能顯著抑制二磷酸腺苷(ADP)引起的血小板聚集,其機(jī)制可能與干擾內(nèi)源性凝血因子活性、抗血小板聚集及促進(jìn)NO釋放等有關(guān)。另有實(shí)驗(yàn)研究[44]表明,毛冬青總提取物可通過影響P2Y12受體αGi亞單位和βγ亞單位功能的表達(dá),降低P2Y12受體的含量,抗血小板大量聚集,進(jìn)而有效抑制血栓的形成。
以冬青科植物毛冬青的根入藥的毛冬青具有利尿、清熱解毒、消腫止痛、活血通絡(luò)等作用;毛冬青對(duì)氣虛血瘀水停心力衰竭患者的咳喘、水腫等癥狀具有良好的緩解作用。一系列的現(xiàn)代藥理學(xué)的研究結(jié)果表明,毛冬青及其提取物可以通過擴(kuò)張血管、促進(jìn)血管新生、正性肌力、抑制心室重構(gòu)和保護(hù)心肌等途徑發(fā)揮治療心力衰竭的作用。目前關(guān)于毛冬青在臨床治療中合理使用的相關(guān)藥理證據(jù)仍不十分充分。今后需借鑒其他藥物的開發(fā)研究方式,在目前對(duì)于毛冬青的研究基礎(chǔ)上,形成更加全面的單體網(wǎng)絡(luò),對(duì)不同單體成分的不同功效進(jìn)行全面的研究和探索,建立一個(gè)多成分-多靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制研究,以期為毛冬青在臨床中的應(yīng)用提供更全面合理的解釋。