葛根素治療慢性疼痛的作用機(jī)制

劉清珍，朱四海 綜述，李偉彥 審校

(本文編輯:齊 名)

神經(jīng)病理性疼痛(neuropathic pain，NP)是由軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)的損傷或疾病直接引起的疼痛，與損傷區(qū)域觸覺和感覺反應(yīng)異常有關(guān)［1］，包括一系列疼痛綜合征，如復(fù)雜的區(qū)域疼痛綜合征、幻肢痛、癌性疼痛、AIDS痛、三叉神經(jīng)痛和帶狀皰疹后神經(jīng)痛等。神經(jīng)病理性疼痛的治療方法包括神經(jīng)調(diào)節(jié)術(shù)、神經(jīng)消融術(shù)、靜態(tài)磁場療法等，藥物是主要治療方法。目前常用的治療藥物有抗驚厥藥、三環(huán)類抗抑郁藥、局部麻醉藥、中樞性鎮(zhèn)痛藥曲馬多和阿片類藥物［2-4］等。這些藥物的治療都有一定局限性，如特異性不高、鎮(zhèn)痛效果較差等。藥物的不良反應(yīng)有依賴、呼吸抑制、惡心、嘔吐、幻覺等，影響患者依從性。

葛根素(puerarin，Pue)是從葛根中提取的異黃酮化合物，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖 1［5-7］，化學(xué)名為 8-β-D-葡萄吡喃糖-4＇，7-二羥基異黃酮。

圖1 葛根素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

葛根素在治療腦血管疾病有一定的療效，可擴(kuò)張腦血管，改善微循環(huán)，用于腦缺血再灌注引起腦損傷的治療，對神經(jīng)細(xì)胞損傷和星型膠質(zhì)細(xì)胞損傷均有保護(hù)作用［8-10］。近年來研究發(fā)現(xiàn)，葛根素治療神經(jīng)病理性疼痛具有一定的效果［11］，其作用特點為半衰期長，起效慢，所需鎮(zhèn)痛劑量小，閾下鎮(zhèn)痛劑量無明顯毒副作用，因此有望成為治療神經(jīng)病理性疼痛的新型藥物。本文綜述和探討葛根素的鎮(zhèn)痛作用。

1 鈉離子通道阻斷劑的鎮(zhèn)痛作用

神經(jīng)病理性疼痛的病因多種多樣，發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜。其發(fā)病機(jī)制包括腦干和大腦、脊髓、外周神經(jīng)系統(tǒng)的改變等［12-14］。外周神經(jīng)損傷后，在神經(jīng)損傷區(qū)及相應(yīng)的感覺神經(jīng)元細(xì)胞產(chǎn)生大量自發(fā)性放電—異位放電。放電引起神經(jīng)病理性疼痛的癥狀主要通過長期轟擊脊髓，引起脊髓水平的敏感化。損傷區(qū)或脊髓背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion，DRG)神經(jīng)元胞體膜上存在電壓依賴性離子通道，如Na+、K+、Ca2+通道，這些通道的改變也會引起異位放電，產(chǎn)生神經(jīng)病理性疼痛癥狀。在異位放電中，Na+的改變受到關(guān)注，可能成為研究神經(jīng)病理性疼痛的新靶點。在Na+通道中，神經(jīng)營養(yǎng)因子具有重要作用［15］。阻斷Na+通道的藥物對神經(jīng)病理性疼痛均有一定治療作用［16］。

電壓門控鈉離子通道可以分為河豚毒素敏感(TTX-sensitive，TTX-S)和河豚毒素不敏感(TTX-resistant，TTX-R)兩大類。DRG大直徑神經(jīng)元(＞50 μm)主要表達(dá)TTX-S鈉通道，DRG小直徑神經(jīng)元(＜ 30 μm)兩者均可以表達(dá)。Navl.5、Nav1.8 和Na、1.9 亞單位為 TTX-R 鈉通道，Nav1.1、Navl.2、Navl.6及 Navl.7為 TTX-S鈉通道。DRG受損后，由于Na1.3亞單位的表達(dá)增加，可見DRG小直徑神經(jīng)元中TTX-S通道電流明顯增大，而Na1.8和Na1.9亞單位的表達(dá)下調(diào)［17］，使得TTX-R電流減小，從而導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛。由Na1.3表達(dá)上調(diào)所引起的異位放電可能是神經(jīng)病理性疼痛的基礎(chǔ)。

Na+阻斷劑可通過與其相應(yīng)的受體位點結(jié)合降低神經(jīng)興奮性，從而抑制神經(jīng)興奮的發(fā)生和傳導(dǎo)，達(dá)到鎮(zhèn)痛的作用。葛根素是Na+通道阻斷劑，可發(fā)揮一定鎮(zhèn)痛作用，部分抑制TTX-R鈉電流激活過程，劑量依賴性減弱大鼠DRG神經(jīng)元細(xì)胞的TTX-R的鈉電流，按照去極化方向改變1/2最大電導(dǎo)及激活曲線，從而實現(xiàn)對鈉電流激活過程［18］。進(jìn)一步研究表明，葛根素通過抑制大鼠DRG神經(jīng)元細(xì)胞以及外周血單核細(xì)胞的ATP受體P2X3和P2X2/3的表達(dá)，對燒傷引起的急性疼痛大鼠模型發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用［19］。

2 調(diào)節(jié)炎癥因子

炎癥因子可分為促炎癥細(xì)胞因子和抗炎癥細(xì)胞因子兩種類型，是由機(jī)體的免疫或非免疫細(xì)胞合成并分泌的多肽類物質(zhì)，調(diào)節(jié)多種細(xì)胞生理功能，并在創(chuàng)傷、疼痛、感染等應(yīng)激過程中起重要作用［20］。目前已知的炎性介質(zhì)有白細(xì)胞介素(interleukin，IL)、干擾素(interferon，IFN)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)、神經(jīng)生長因子(nerve growth factor，NGF)等。其中，白細(xì)胞介素-1(IL-1)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和白細(xì)胞介素-8(IL-8)、TNF等是促炎癥細(xì)胞因子，白細(xì)胞介素-4(IL-4)和白細(xì)胞介素-10(IL-10)是抗炎癥細(xì)胞因子［21-23］。正常生理情況下，促炎癥細(xì)胞因子和抗炎癥細(xì)胞因子通過機(jī)體的調(diào)控維持精細(xì)的平衡。Rittner等［24］報道，當(dāng)組織破壞激活疼痛感受器，炎癥因子的變化就會引起疼痛。

炎癥因子在神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生起重要作用［25］。5羥色胺、緩激肽、P物質(zhì)、組胺等化學(xué)介質(zhì)的釋放均可導(dǎo)致炎癥因子的激活，使高閾值的傷害性感受器化學(xué)致敏，傳導(dǎo)低強(qiáng)度的痛覺刺激。

葛根素以劑量依賴性方式抑制炎性因子，通過提高大鼠T淋巴細(xì)胞增殖能力和 NK細(xì)胞活性，增強(qiáng)大鼠巨噬細(xì)胞吞噬功能。其中T細(xì)胞、NK細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞與IL-1、IL-6和TNF-α等多種炎癥因子的合成和釋放有關(guān)，這些炎癥因子作為致痛物質(zhì)，主要作用于初級傳入神經(jīng)，導(dǎo)致傷害性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，促使脊髓背角和大腦神經(jīng)元的興奮，從而引起疼痛。

研究表明不同濃度的葛根提取物對TNF-α、IL-l、IL-2 影響不同［26］。濃度為 0.08 ～2 μg/mL 的葛根素對TNF-α的分泌無影響，對IL-1、IL-2有抑制作用。10 μg/mL 的葛根素對 TNF-α、IL-1、IL-2 的分泌均呈抑制作用。實驗表明葛根素可以顯著抑制TNF-α和IL-1β的分泌，顯著降低前列腺素E2的含量，從而減輕神經(jīng)病理性疼痛［27］。

3 保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞

細(xì)胞主要有兩種死亡形式:壞死與凋亡。細(xì)胞凋亡的概念于1972年由Kerr首次提出。細(xì)胞凋亡不同于細(xì)胞壞死，細(xì)胞凋亡是自身啟動，主動控制，由基因調(diào)控而使細(xì)胞自動消亡的過程，又稱程序性細(xì)胞死亡［28］。外周神經(jīng)損傷可引起脊髓背角神經(jīng)元細(xì)胞周亡，導(dǎo)致脊髓背角結(jié)構(gòu)和功能的改變，使機(jī)械痛刺激與熱痛刺激表現(xiàn)下降，產(chǎn)生痛覺過敏。凋亡對于細(xì)胞損傷及神經(jīng)病理性疼痛具有重要意義。周圍神經(jīng)損傷可引起細(xì)胞改變，引起線粒體膜電位失衡，導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)及功能障礙，使得存在于線粒體內(nèi)的細(xì)胞色素C通過線粒體上的轉(zhuǎn)化通道，釋放到細(xì)胞質(zhì)中，繼而與細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白因子結(jié)合形成復(fù)合物，進(jìn)一步裂解及活化與細(xì)胞凋亡相關(guān)的半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶(cysteine-containing aspartate-specific protease，caspase)，引發(fā)一系列凋亡級聯(lián)反應(yīng)。通過藥物干預(yù)抑制細(xì)胞凋亡，可以減輕痛覺過敏，從而達(dá)到治療神經(jīng)病理性疼痛的目的。

葛根素對神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用。其機(jī)制可能與葛根素抗細(xì)胞凋亡，增加Bcl-2的表達(dá)有關(guān)。Bcl-2基因編碼細(xì)胞凋亡抑制因子，其作用是調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞的凋亡。在神經(jīng)細(xì)胞損傷前后，機(jī)體通過調(diào)節(jié)Bcl-2蛋白的表達(dá)量來對抗凋亡。葛根素通過上調(diào)Bcl-2蛋白、下調(diào)Bax蛋白的表達(dá)來抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡。張相彤等［29］研究表明，葛根素作用于損傷的神經(jīng)細(xì)胞7 d后，以濃度效應(yīng)關(guān)系改善創(chuàng)傷性損傷神經(jīng)細(xì)胞的病理改變，可以減輕細(xì)胞的凋亡程度，增加Bcl-2的表達(dá)，從而降低Bax/Bcl-2比率，且與葛根素的濃度呈一定的劑量依賴性，提示葛根素對損傷的神經(jīng)細(xì)胞具有神經(jīng)保護(hù)作用。曹建中等［30］認(rèn)為葛根素對神經(jīng)細(xì)胞損傷的保護(hù)作用可能與葛根素上調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá)、下調(diào)Bax蛋白的表達(dá)，從而抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，發(fā)揮神經(jīng)元的保護(hù)作用。因此，推測葛根素通過對神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)達(dá)到治療神經(jīng)病理性疼痛的目的。

研究表明葛根素可以減輕缺血性大鼠腦細(xì)胞的損傷，這一作用主要通過提高熱休克蛋白70(HSP70)表達(dá)水平來實現(xiàn)。葛根素可誘導(dǎo)細(xì)胞表達(dá)HSP70而對損傷的神經(jīng)細(xì)胞起保護(hù)作用［31］。葛根素還可抑制caspase-3活性，抑制細(xì)胞凋亡從而保護(hù)缺血性腦損傷。

如上所述，葛根素具有阻斷鈉離子通道、調(diào)節(jié)細(xì)胞因子表達(dá)、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞等藥理作用。這些都可以解釋葛根素用于治療神經(jīng)病理性疼痛的確切療效。但是由于神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)病機(jī)制極其復(fù)雜，而葛根素的成分并不單一，臨床使用時往往多藥并用，所以其治療神經(jīng)病理性疼痛確切的機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。

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