鄭 義 張培影(.南京中醫(yī)藥大學(xué),江蘇 南京 20023;2.江蘇省徐州市中心醫(yī)院,江蘇 徐州 22009)
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中醫(yī)藥對(duì)心衰心室重構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展*
鄭義1張培影2△
(1.南京中醫(yī)藥大學(xué),江蘇 南京 210023;2.江蘇省徐州市中心醫(yī)院,江蘇 徐州 221009)
心室重構(gòu)是多種心血管疾病發(fā)展終末期的病理表現(xiàn),其發(fā)生與多種因素相關(guān)。近年來(lái)中醫(yī)藥對(duì)于心室重構(gòu)治療方法的研究層出不窮,其多靶點(diǎn)、多層次治療有西藥不具備的優(yōu)勢(shì)。本文就近年來(lái)心室重構(gòu)的中醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行綜述。
心衰心室重構(gòu)中醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)研究綜述
心力衰竭發(fā)展過(guò)程中,心肌細(xì)胞及膠原系統(tǒng)等失衡導(dǎo)致了心室重構(gòu)的發(fā)生[1]。“心衰”一詞中醫(yī)學(xué)首見(jiàn)于《圣濟(jì)總錄》“心衰則健忘,不足則胸腹脅下與腰背引痛,驚悸,恍惚”,與西醫(yī)學(xué)定義有所差別,其可歸屬于中醫(yī)學(xué)“心悸”“水腫”“胸痹”“喘證”等范疇。心肌纖維化是病理學(xué)概念,即心肌中纖維型膠原成分(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)不成比例地增加,心肌的進(jìn)行性纖維化伴隨發(fā)生心肌間質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)[2],是心肌重構(gòu)細(xì)胞水平的基礎(chǔ)。目前對(duì)心室重構(gòu)機(jī)制研究較多的主要分為以下幾類(lèi):神經(jīng)系統(tǒng)(腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、交感神經(jīng))的激活,炎性因子浸潤(rùn),內(nèi)皮功能失調(diào),成纖維細(xì)胞增生,細(xì)胞凋亡、細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度沉積和降解增加,心肌細(xì)胞分子結(jié)構(gòu)的改變等。筆者對(duì)近年來(lái)中醫(yī)藥改善心室重構(gòu)的作用機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究作一綜述,以提供新的治療思路。
1.1腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)的激活對(duì)心室重構(gòu)有重要作用,其作為旁分泌和自分泌的激素不僅具有強(qiáng)大的收縮血管功能,而且能促進(jìn)去甲腎上腺素、血管加壓素及醛固酮的釋放[3]。多種因素刺激 AngⅡ釋放后,結(jié)合相應(yīng)受體(AT1)后,以酪氨酸激酶途徑激活細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(pERK)[4],使成纖維細(xì)胞生成增加,引起心肌膠原增加,破壞正常心肌組織的排列甚至代替正常細(xì)胞,從而引起心室重構(gòu)。醛固酮誘導(dǎo)心室重構(gòu)的作用機(jī)制包括:鈉-質(zhì)子交換蛋白、NADPH氧化酶、氧化應(yīng)激機(jī)制、Na+-K+-ATPase抑制和Na+-K+-2Cl-轉(zhuǎn)運(yùn)體激活等[5]。
1.2炎性因子炎性反應(yīng)初始具有保護(hù)性,但過(guò)度反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致左室重構(gòu)及心衰,這可能與免疫系統(tǒng)低下有關(guān)[6]。許多研究表明,腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-18(IL-18)、NF-κB、Fas配基、干擾素、超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)等炎性細(xì)胞因子對(duì)心室重構(gòu)的形成有重要作用,多種實(shí)驗(yàn)表明疾病的發(fā)展與這些因子相關(guān)。另一方面,白細(xì)胞介素-10 (IL-10)、白細(xì)胞介素-13(IL-13)、TGF-β1等因子相反具有保護(hù)性的作用,即心衰的惡化與此類(lèi)因子的升高呈負(fù)相關(guān)。
1.3細(xì)胞凋亡氧化應(yīng)激、壓力或容量負(fù)荷過(guò)重、腎上腺素、AngⅡ、缺血缺氧等可導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡,其發(fā)生受多種基因調(diào)控,其中促凋亡基因bax和抗凋亡基因bcl-2經(jīng)常被用來(lái)判斷心肌細(xì)胞的存活程度。細(xì)胞外死亡信號(hào)TNF、FasL蛋白等均可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。TNF可以使Caspase-8活性升高,使線(xiàn)粒體跨膜電位降低從而引起細(xì)胞凋亡。
1.4內(nèi)皮功能內(nèi)皮功能涉及一氧化氮、前列腺素、內(nèi)皮素等因子釋放,內(nèi)皮素可促進(jìn)心肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的病理性增殖,使膠原纖維分泌增加,AngⅡ刺激成纖維細(xì)胞有絲分裂,合成Ⅰ型和Ⅲ型膠原,抑制膠原酶活性,促進(jìn)膠原合成與分泌,從而形成心室重構(gòu)[7]。內(nèi)皮功能紊亂會(huì)引起血管調(diào)節(jié)下降,可能引起血管物質(zhì)交換下降,不能及時(shí)合成細(xì)胞生長(zhǎng)因子,血小板、淋巴細(xì)胞黏附從而導(dǎo)致冠脈粥樣硬化,導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備下降,心肌缺血等病理狀態(tài)[3]。
1.5細(xì)胞外基質(zhì)膠原生成與降解基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)和金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMPs)對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的降解與生成有重要作用,目前對(duì)于心室重構(gòu)研究較多的有MMP-1,2,3,8,9,TIMP-1,2,3,4 等10多種,但個(gè)體之間差異巨大。研究標(biāo)明,在心室重構(gòu)的過(guò)程中,MMP-2,9是肥厚性心肌病、室間隔缺損、病毒性心肌炎等多種病因所致心肌纖維化的主要因子[8],而TIMP-2,4則在膠原降解過(guò)程中發(fā)揮作用,而同為蛋白酶抑制劑的TIMP-3則在疾病后期表達(dá)有所增加[9-10]。盡管如此,事實(shí)上,MMPs與TIMPs相互作用使細(xì)胞外基質(zhì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,能夠維持正常心肌細(xì)胞ECM分解與合成[11]。
1.6組織形態(tài)學(xué)組織學(xué)研究是觀察心室重構(gòu)較為直觀的方法,通過(guò)不同染色方法可以觀測(cè)心肌細(xì)胞的纖維化程度。病理學(xué)角度把心肌纖維化分為替代性和間質(zhì)性?xún)深?lèi)。心肌的替代性纖維化(或修復(fù)性纖維化),指缺血缺氧、感染、某些營(yíng)養(yǎng)物資缺乏、中毒后,心肌細(xì)胞壞死吸收,為纖維化灶所取代。間質(zhì)性纖維化指纖維增多主要發(fā)生在間質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò),沒(méi)有明顯的心肌細(xì)胞壞死吸收。很多累及心肌的疾病常常兼有替代性和間質(zhì)性?xún)深?lèi)[12]。HE染色能說(shuō)明病變心肌的基本病理變化。特殊染色VG、Masson染色能夠分別膠原纖維及正常心肌組織,從計(jì)算膠原容積分?jǐn)?shù) (CVF)的灰度值(IOD)判斷纖維化程度;天狼猩紅苦味酸染色:能夠在分辨膠原纖維與正常心肌組織的基礎(chǔ)上,區(qū)分不同的膠原類(lèi)型。偏光顯微鏡下主要的Ⅰ型膠原呈紅色或黃色,Ⅲ型呈綠色[13]。
2.1中藥單體劉茂等對(duì)雷公藤多苷進(jìn)行研究時(shí),發(fā)現(xiàn)其可通過(guò)抑制TGF-β1/Smad3和p38 MAPK信號(hào)途徑抑制心肌細(xì)胞重構(gòu),在對(duì)心臟超聲觀測(cè)心功能變化,Masson染色及免疫組化計(jì)算心肌細(xì)胞及血管周邊膠原面積 (CVF),Westernblot及RT-PCR進(jìn)行蛋白表達(dá)的測(cè)定中表明,雷公藤多苷治療能顯著減緩心肌纖維化進(jìn)程,并且通過(guò)減少TGF-β1/Smad3和p38 MAPK等因子的表達(dá)改善心功能,從而逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)[14]。董明等發(fā)現(xiàn)虎杖苷對(duì)于肥厚性心肌病能減少心肌細(xì)胞的氧化應(yīng)激并抑制致腎上腺素所致的Rock酶激活,從而抑制心室重構(gòu)[15]。王玉敏等研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃芪總提物及黃芪有效成分可以通過(guò)心肌能量代謝過(guò)程中的關(guān)鍵酶類(lèi)、能量代謝相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體以及能量產(chǎn)生/儲(chǔ)存相關(guān)因素,從而糾正心衰時(shí)心肌能量底物選擇和利用等力能學(xué)過(guò)程的紊亂,并最終改善心室重構(gòu)[16]。
2.2經(jīng)典方鄧元江等證實(shí)生脈膠囊可降低慢性心衰大鼠心肌MMP-3的含量,提高心肌TIMP-1含量,抑制心肌膠原的過(guò)度降解,從而減緩心室重構(gòu)進(jìn)程[17-18]。Xie等在真武湯顆粒對(duì)肥厚性心肌病大鼠的基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn),與假手術(shù)組相比,中藥組大鼠心臟質(zhì)量(LVMI)及舒張期室間隔厚度 (IVSd)和收縮期左室前壁厚度(LVPWd)有明顯降低(P<0.01),在Masson染色中可觀察到心肌總膠原容積分?jǐn)?shù)(CVF-T)及非冠脈血管周?chē)z原容積分?jǐn)?shù)(CVF-NF)顯著減少(P<0.01)[19]。
2.3中成藥葉勇等發(fā)現(xiàn)芪藶強(qiáng)心膠囊可使心衰大鼠血漿AngⅡ及心室肥厚相關(guān)基因AT1、pERK下調(diào),同時(shí)改善左室壁增厚以及心肌細(xì)胞橫截面積(CSA)和纖維化面積增大,證明芪藶強(qiáng)心膠囊改善壓力負(fù)荷致心室重構(gòu)與抑制AngⅡ從而減弱AT1受體的激活有關(guān)[20]。Li等發(fā)現(xiàn)芪參益氣滴丸可改善血流動(dòng)力學(xué)變化:左室收縮末壓(LVSP)、左室舒張末壓(LVDP)及心室壓力最大及最小上升率及下降率(dP/dt)較模型組有明顯變化,病理染色中可看出纖維化程度及膠原面積較模型組及西藥對(duì)照顯著縮小,基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-2、MMP-9)、超氧化物歧化酶(SOD)明顯上調(diào),丙二醛(MDA)顯著下降,通過(guò)減少炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-6表達(dá),從而抑制炎性因子路徑TNF-α-NF-κB和IL-6-STAT3發(fā)揮作用,且可下調(diào)炎性細(xì)胞傳導(dǎo)通路NF-κB和pNFKB1的水平,而這些蛋白或者炎性細(xì)胞的表達(dá)對(duì)形成心室重構(gòu)有重要作用[21]。Wang等發(fā)現(xiàn)其改善心功能作用與NADPH氧化酶4(NOX4)和NADPH氧化酶2(NOX2)表達(dá)降低有關(guān),此外芪參益氣滴丸還可以降低心肌凋亡細(xì)胞 p53、Caspase3和 tunnel的表達(dá)[22]。鄒旭等證實(shí)暖心膠囊能夠通過(guò)阻斷RAAS系統(tǒng)激活而阻止心室重構(gòu)的發(fā)展,逆轉(zhuǎn)細(xì)胞內(nèi)鈣超載,并有效阻止膠原降解及基質(zhì)重構(gòu),防止左室擴(kuò)張,降低心率,增強(qiáng)心臟收縮和舒張性能,延緩慢性心功能不全進(jìn)程[23]。陳偉等認(rèn)為通心絡(luò)膠囊對(duì)β受體-腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)的抑制,可逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)發(fā)生[24]。沈芳芳等亦證實(shí)通心絡(luò)膠囊對(duì)心肌纖維化的治療效果[25]。張紅霞等通過(guò)腹主動(dòng)脈縮窄造成家兔慢性心衰模型,通過(guò)免疫組化觀察心肌凋亡基因Bax、Bcl、肌動(dòng)蛋白表達(dá),發(fā)現(xiàn)強(qiáng)心沖劑可抑制心肌凋亡基因表達(dá),減慢心衰進(jìn)程,逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)[26]。
2.4益氣活血復(fù)方氣虛血瘀為心衰的主要病理基礎(chǔ),一個(gè)多中心隨機(jī)對(duì)照研究表明[27],益氣活血能夠改善慢性心衰患者的心功能,提高活動(dòng)耐力,增加射血分?jǐn)?shù)。王娟等從三參飲(人參、丹參、苦參)的抗病毒作用入手,發(fā)現(xiàn)其對(duì)抑制ECM的降解有明顯效果[28]。沈雁等在對(duì)心衰大鼠的治療中發(fā)現(xiàn)溫陽(yáng)活血化痰法對(duì)改善大鼠心功能、血液流變學(xué)、交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活及抑制腫瘤壞子因子方面有明顯影響[29]。張雙偉等對(duì)益氣活血解毒法的研究中,發(fā)現(xiàn)毛冬青和紅參可以顯著降低TNF-α、IL-1、BNP等與心室重構(gòu)相關(guān)因子水平[30]。郭書(shū)文等對(duì)由人參、黃芪、川芎、三七、當(dāng)歸等組成的益氣活血方進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)其在抑制心肌凋亡方面有顯著表達(dá),進(jìn)步證實(shí)益氣活血理論的科學(xué)性[31]。劉曉蕾亦通過(guò)多種方法對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制劑的表達(dá)進(jìn)行定性、定量測(cè)定,證實(shí)由黃芪、人參、紅花、丹參、益母草、三七粉、葶藶子組成的益氣活血復(fù)方對(duì)慢性心衰有明顯改善作用[32]。
2.5針灸治療有研究證實(shí)電針刺激足三里、曲池穴對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠心室重構(gòu)心肌纖維化亦有良好療效,從經(jīng)絡(luò)上說(shuō)明心肌纖維化與足陽(yáng)明胃經(jīng)、手陽(yáng)明大腸經(jīng)有密切關(guān)系[33]。另有Huo等通過(guò)改良電針刺激百會(huì)及足三里,發(fā)現(xiàn)治療組平均動(dòng)脈壓、血管壁厚度、心臟肥厚及膠原纖維下降,血漿中AngⅡ、內(nèi)皮素1(ET-1)明顯下降,NO則明顯增加,長(zhǎng)時(shí)間刺激則會(huì)顯著抑制血管緊張素受體1(AT1)、A型內(nèi)皮素1(ETA)受體及誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(iNOS)表達(dá),從而增加內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)表達(dá)[34]。Mao等研究電針對(duì)心衰大鼠交感神經(jīng)的激活、心功能、心室重塑的影響,將模型分為急性和慢性組,急性組在心外膜應(yīng)用辣椒素導(dǎo)致交感神經(jīng)興奮的狀態(tài)下進(jìn)行治療,而慢性組則每日1次,每次30 min進(jìn)行電針刺激,1周后檢測(cè)相關(guān)指標(biāo),結(jié)果示電針治療顯著減少交感神經(jīng)對(duì)心室重塑的影響,抑制心臟交感神經(jīng)傳入反射;而長(zhǎng)期治療能更好改善心功能,縮小梗死面積[35]。
慢性心力衰竭是多種心臟病發(fā)展終末期所形成的病理狀態(tài),隨疾病發(fā)展心肌細(xì)胞經(jīng)多種途徑導(dǎo)致異常增生、凋亡及纖維化,即為心室重構(gòu)分子、細(xì)胞水平的形成原因。當(dāng)前西藥對(duì)于心室重構(gòu)的治療主要集中在神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、改善心肌細(xì)胞能量代謝、減少心肌耗氧、阻止心肌細(xì)胞缺血缺氧等,主要應(yīng)用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)、AT1、鈣拮抗劑、β受體阻滯劑、內(nèi)皮素受體拮抗劑、醛固酮受體拮抗劑、抗氧化劑等藥物治療,包括ICD、CRT(D)等手術(shù)方法[36]。近年來(lái)中醫(yī)治療各種心臟病所致的心衰都取得良好療效,特別芪藶強(qiáng)心膠囊所做的研究發(fā)表在2013年JACC上,得到國(guó)內(nèi)外一致認(rèn)可,是中醫(yī)藥走向世界的一大突破。而中醫(yī)藥研究也存在發(fā)展桎梏,如本文多次提到的冠脈結(jié)扎、腹主動(dòng)脈結(jié)扎、阿霉素注射等造模方法無(wú)法準(zhǔn)確界定中醫(yī)證型,使中醫(yī)的辨證論治難以形成體系。Zhang認(rèn)為中醫(yī)藥治療心衰仍存在一些問(wèn)題,包括中醫(yī)體系未達(dá)成統(tǒng)一,中醫(yī)證型未標(biāo)準(zhǔn)化,且缺少一些基礎(chǔ)研究證據(jù)[37]。故而中醫(yī)藥對(duì)心室重構(gòu)的研究要從以下方面尋求新的突破:指紋圖譜穩(wěn)定藥物化學(xué)成分,并在尋找有效單體,與相應(yīng)的單克隆抗體偶聯(lián)進(jìn)行生物治療;中藥復(fù)方具有多靶點(diǎn)調(diào)節(jié)作用,發(fā)揮中醫(yī)辨證優(yōu)勢(shì),病證結(jié)合,拓寬選方用藥范圍,尋求有效方藥,開(kāi)展中、西藥聯(lián)合抗心肌纖維化的研究。
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江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(BE2015624)
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(2015-10-26)