吳美芳，沈瑞池，王 杰

(福建省亞熱帶植物研究所/ 福建省亞熱帶植物生理生化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門(mén) 361006)

生物堿一般指存在于生物體內(nèi)(主要為植物)的堿性含氮化合物，大多數(shù)包含復(fù)雜的含氮雜環(huán)，具有光學(xué)特異性和顯著的生物活性，是中草藥中重要的有效成分之一[1]。有些不含堿性而來(lái)源于植物的含氮有機(jī)化合物，有明顯的生物活性，故仍包括在生物堿的范圍內(nèi)，如麻黃堿、咖啡因、秋水仙堿等。生物堿是植物次生代謝產(chǎn)物中較大的一類，目前已分離出的生物堿約有一萬(wàn)多種。生物堿種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，按照生物堿的基本結(jié)構(gòu)，可分為60類左右。某些生物堿因其具有抗腫瘤、抗炎、抗血小板凝集、抗心律失常以及抗高血壓等功能，在衛(wèi)生、醫(yī)藥等方面的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景廣闊，近年來(lái)成為人們研究的熱點(diǎn)。

1 心律失常的機(jī)理

心律失常是臨床常見(jiàn)病和多發(fā)病，可見(jiàn)于各種器質(zhì)性心臟病，其中以冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(簡(jiǎn)稱冠心病)、心肌病、心肌炎和風(fēng)濕性心臟病為多見(jiàn)。近90%的急性心臟病死亡是由心律失常引起的，在世界范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅人類生命健康[2]。心律失常是一種由心臟電生理活動(dòng)紊亂引起的疾病，電活動(dòng)的變化導(dǎo)致心臟跳動(dòng)的節(jié)律和頻率出現(xiàn)異常。動(dòng)作電位是心臟電活動(dòng)的關(guān)鍵決定因素，由不同的離子通道電流和離子轉(zhuǎn)運(yùn)體形成[3]。因此，以離子通道為靶點(diǎn)、以提高療效及安全性為目的的抗心律失常藥物研究已成為當(dāng)今醫(yī)藥界研究的焦點(diǎn)課題，已證實(shí)心肌細(xì)胞上的鈉通道、鈣通道和鉀通道均為抗心律失常藥物作用的有效靶點(diǎn)。

心肌鈉電流有2種類型，即晚鈉電流(late sodium current，INa.L)和快鈉電流(transient sodium current，INa.T)。在生理?xiàng)l件下，INa.L的振幅遠(yuǎn)小于INa.T，但由于其持續(xù)活動(dòng)的特性，INa.L在調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Na+濃度、維持動(dòng)作電位平臺(tái)期、決定動(dòng)作電位時(shí)程(action potential duration，APD)等方面起重要作用[4]。在心肌肥厚、心律失常、心力衰竭等病理情況下，INa.L總是增加的。鈉和鈣的穩(wěn)態(tài)在心臟功能中起重要作用，有些心律失常是由于Na+和Ca2+調(diào)節(jié)失衡引起的。INa.L的增強(qiáng)通過(guò)激活Na+/Ca2+交換體(Na+/Ca2+exchanger，NCX)的反向模式，引起細(xì)胞內(nèi)Na+超載和Ca2+超載，最終導(dǎo)致細(xì)胞損傷和心律失常[5]。電壓門(mén)控鈉通道包括通道失活、激活和關(guān)閉三種基本功能狀態(tài)，心臟中最突出的鈉通道是Nav1.5，由心臟鈉通道基因(cardiac sodium channel α subunit，Scn5a)編碼，它負(fù)責(zé)Na+快速進(jìn)入心肌細(xì)胞引起動(dòng)作電位的快速上升[6]。Na+通道是I類抗心律失常藥物的作用靶點(diǎn)。

心臟細(xì)胞膜上有L型和T型兩種鈣通道，L型鈣通道(L-type calcium channel，ICaL)是Ca2+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的主要途徑。在心肌細(xì)胞興奮-收縮耦聯(lián)中，細(xì)胞膜的去極化信號(hào)打開(kāi)了ICaL/二氫吡啶受體(DHPR)。ICaL/DHPR的激活導(dǎo)致相對(duì)較小的質(zhì)膜Ca2+內(nèi)流，從而激活肌漿網(wǎng)(sarcoplasmic reticulum，SR)上的蘭尼堿2型受體(ryanodine receptot 2，RyR2) 開(kāi)放，使SR內(nèi)大量釋放Ca2+進(jìn)入胞內(nèi)引起心肌收縮，即“以鈣釋鈣”觸發(fā)。在舒張期，胞質(zhì)Ca2+通過(guò)肌漿網(wǎng)膜上的鈣泵-鈣ATP 酶2a (sareoplasmicreticulum Ca2+-ATPase2a，Serca2a)重新泵入SR，或通過(guò)NCX1排出至胞外[5]。ICaL電流的升高會(huì)導(dǎo)致心肌細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷，由于細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度直接調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞收縮力，鈣瞬變受損導(dǎo)致收縮功能障礙和室性心律失常[7]。

鉀離子(K+)通道是目前發(fā)現(xiàn)種類最多、存在最廣泛且最復(fù)雜的一類離子通道。鉀離子通道是一種廣泛存在于細(xì)胞膜上的鉀離子選擇性通過(guò)的蛋白復(fù)合體，主要有瞬間外向鉀電流(transient outward K+current，Ito)、內(nèi)向整流鉀電流(inward rectifier K+current，IK1)、延遲整流鉀電流(delayed rectifier K+channels，IK)和乙酰膽堿敏感鉀電流[acetylcholine-sensitive K+current，IK(Ach)]等類型。Ito主要參與心肌細(xì)胞動(dòng)作電位復(fù)極化1期，其電流大小決定了動(dòng)作電位1相的電位幅度，并影響動(dòng)作電位2相的持續(xù)時(shí)間，對(duì)動(dòng)作電位的時(shí)程和形態(tài)有較大影響，Ito電流減小或增大都會(huì)導(dǎo)致心功能異常，構(gòu)成Ito通道孔洞的亞單位有Kv1.4和Kv4(如Kv4.2，Kv4.3等)[8]。IK1主要影響3相期末和維持4相靜息電位，在超極化期被激活，具有快速電壓依賴性激活及失活的特征[9]。IK參與動(dòng)作電位平臺(tái)期，是許多動(dòng)物心肌細(xì)胞動(dòng)作電位復(fù)極化的主要離子電流，與APD、有效不應(yīng)期的長(zhǎng)短密切相關(guān)。它包含兩種不同成分：快激活延遲整流鉀通道電流(IKr)和緩慢激活延遲整流鉀通道電流(IKs)[10—11]。IK(Ach)主要分布在竇房結(jié)、房室結(jié)和心房肌，是迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)的主要作用點(diǎn)。目前，第Ⅲ類抗心律失常藥物幾乎均有阻滯鉀通道的作用。

在諸多生物堿中，目前在抗心律失常中研究較為深入的主要有苦參堿類、蓮心堿類、黃連類等生物堿，以及毛果云香堿、別隱品堿、秋水仙堿等單體，本文總結(jié)了這些生物堿的抗心律失常活性作用和潛在機(jī)制。

2 生物堿抗心律失常的作用機(jī)制

2.1 苦參堿類生物堿的抗心律失常作用及分子機(jī)制

苦參堿類生物堿(matrine-type alkaloids)廣泛存在于苦參(Sophora flavescens)、苦豆子(S.alopecuroides)、廣豆根(S.subprostrata)等豆科植物，是一組化學(xué)結(jié)構(gòu)近似的生物堿，包括苦參堿(Matrine)、氧化苦參堿(Oxymatrine)、槐果堿(Sophocarpine)、槐定堿(Sophoridine)、槐胺堿(Sophoramine)等多種單體。它們具有抗菌抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、保護(hù)心血管等作用，對(duì)心臟有正性肌力、負(fù)性頻率、抗心律失常作用[12]?？鄥A類生物堿均屬于喹諾里西啶類生物堿(quinolizidine alkaloids)，由兩個(gè)喹嗪啶環(huán)稠合而成，含有O=C=N-C-C-C-N的共同分子結(jié)構(gòu)[13]。研究表明，苦參堿類生物堿抗心律失常的作用機(jī)制和作用靶點(diǎn)是多方面的，既可以通過(guò)影響Ito、ICaL和INa等通道治療心律失常，還可以通過(guò)抑制人類果蠅相關(guān)基因(human ether a-go-go-related gene，hERG)鉀通道改善心臟功能[14]。與其他電壓門(mén)控性離子通道不同，hERG鉀通道具有獨(dú)特的生理學(xué)和藥理學(xué)特性。hERG基因是一種主要表達(dá)于心臟和神經(jīng)系統(tǒng)的鉀通道蛋白，編碼心臟IKr的α亞基，主要調(diào)控IKr通道、參與心肌細(xì)胞動(dòng)作電位3期復(fù)極化過(guò)程，對(duì)心臟動(dòng)作電位復(fù)極具有重要作用[15]。hERG鉀通道存在開(kāi)放、關(guān)閉和失活三種狀態(tài)，開(kāi)放時(shí)間短暫，而關(guān)閉時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。不同的藥物通過(guò)結(jié)合于hERG鉀通道的不同狀態(tài)，發(fā)揮不同的藥理作用[16]。

苦參堿是從苦參中提取的主要活性成分之一，目前臨床應(yīng)用最廣、研究最多的一類苦參堿類生物堿。哇巴因被廣泛用于篩選和評(píng)價(jià)抗心律失常藥物，靜脈注射苦參堿顯著且劑量依賴性地增加了哇巴因誘發(fā)豚鼠室性早搏所需的劑量，并縮短了哇巴因誘發(fā)的心律失常持續(xù)時(shí)間。在豚鼠心肌細(xì)胞中，10 μmol·L-1哇巴因可使APD 延長(zhǎng)80%，并增加KCl誘導(dǎo)的ICaL和Ca2+瞬變。100 μmol·L-1苦參堿縮短了APD 的延長(zhǎng)，并阻止哇巴因誘導(dǎo)的ICaL和Ca2+瞬變?cè)黾??？鄥A可能競(jìng)爭(zhēng)哇巴因結(jié)合位點(diǎn)，通過(guò)抑制ICaL和鈣超載防止哇巴因致心律失常作用[17]。在心肌梗死大鼠模型中，分別將苦參堿(30 mg·kg-1) 和Ⅲ類抗心律不齊藥胺碘酮連續(xù)給藥3 個(gè)月。結(jié)果顯示，苦參堿的抗心律失常作用優(yōu)于胺碘酮?？鄥A可能通過(guò)恢復(fù)心肌梗死大鼠心室肌細(xì)胞的Ito和IK1而糾正APD 的延長(zhǎng)，恢復(fù)心肌細(xì)胞中下降的Ca2+濃度，胺碘酮?jiǎng)t不能。長(zhǎng)時(shí)間服用苦參堿能明顯恢復(fù)心肌梗死后大鼠心室肌細(xì)胞Ito/Kv4.2 和IK1/Kir2.1 蛋白的表達(dá)，這可能是苦參堿調(diào)節(jié)電重構(gòu)、抗室性心律失常和降低死亡率的機(jī)制之一[18]?？鄥A還可通過(guò)下調(diào)IKM3密度和上調(diào)ICaL密度發(fā)揮抗心臟衰竭的作用[19]。在正常生理?xiàng)l件下，F(xiàn)K506 結(jié)合蛋白12.6(FK506-binding protein 12.6，F(xiàn)KBP12.6)與RyR2 結(jié)合形成FKBP-RyR2 復(fù)合物，這種分子耦合使RyR2保持低活性。晚期糖基化終產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)引起FKBP12.6 與RyR2 的解離，從而使心肌細(xì)胞的RyR2 通道活性顯著增加。RyR2的激活降低了肌漿網(wǎng)的鈣閾值，導(dǎo)致鈣內(nèi)流，引起心肌收縮功能降低，并可促發(fā)心律失常和心律失常性死亡。AGEs 還誘發(fā)細(xì)胞色素c 釋放和caspase 級(jí)聯(lián)激活，導(dǎo)致細(xì)胞死亡，加重心臟功能損傷。將苦參堿作用于AGEs 誘導(dǎo)的大鼠心臟功能障礙模型發(fā)現(xiàn)，苦參堿能有效抑制FKBP12.6 與RyR2 解離，降低RyR2 活性、細(xì)胞內(nèi)鈣濃度和細(xì)胞凋亡水平，同時(shí)還降低細(xì)胞色素c 和半胱天冬酶3 表達(dá)水平。因此，苦參堿通過(guò)調(diào)節(jié)RyR2 介導(dǎo)的鈣超載、減輕心肌細(xì)胞凋亡來(lái)緩解AGEs 誘導(dǎo)的心臟功能不全[20]。心臟纖維化是過(guò)量產(chǎn)生和沉積細(xì)胞外基質(zhì)引起心肌僵硬，削弱心肌細(xì)胞收縮力，并損害正常的電傳導(dǎo)，從而導(dǎo)致收縮/舒張功能障礙和危及生命的心律失常[21]。小鼠接受主動(dòng)脈環(huán)扎AB 手術(shù)或持續(xù)注射異丙腎上腺素ISO 以產(chǎn)生病理性心臟纖維化，然后經(jīng)苦參堿灌胃(200 mg·kg?1·d?1)。研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿可顯著減輕AB 或ISO 誘導(dǎo)的纖維化重構(gòu)和心臟功能不全。纖維化小鼠的心功能受損，表現(xiàn)為收縮時(shí)室間隔厚度增加，縮短分?jǐn)?shù)、左室內(nèi)壓變化速率和左室舒張末期/收縮末期內(nèi)徑降低，而通過(guò)苦參堿治療，受損的心功能明顯得到恢復(fù)，心律失常得到緩解，并有效改善小鼠心臟纖維化。在機(jī)制上，苦參堿上調(diào)核糖體蛋白S5(ribosomal protein S5，RPS5)表達(dá)，進(jìn)一步抑制p38 的激活，即通過(guò)調(diào)節(jié)RPS5/p38信號(hào)通路減輕小鼠心肌纖維化，改善收縮/舒張功能，恢復(fù)心臟正常生理活動(dòng)[22]。

普羅布考是一種降低膽固醇的藥物，其副作用是可通過(guò)抑制hERG 表達(dá)和轉(zhuǎn)運(yùn)選擇性地降低hERG/IKr電流，從而導(dǎo)致長(zhǎng)QT 綜合征(long QT syndrome，LQTs)和尖端扭轉(zhuǎn)性心律失常[23]。研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿和氧化苦參堿能顯著縮短普羅布考誘導(dǎo)的新生心肌細(xì)胞APD延長(zhǎng)。在hERG基因轉(zhuǎn)染人胚腎細(xì)胞HEK293(hERG-HEK細(xì)胞)中證實(shí)，1 μmol·L-1苦參堿和氧化苦參堿通過(guò)上調(diào)hERG基因轉(zhuǎn)錄因子特異性蛋白1(specificity protein 1，Sp1)增加hERG的表達(dá)，從而逆轉(zhuǎn)普羅布考對(duì)hERG電流和hERG表達(dá)的抑制，這可能是苦參堿和氧化苦參堿挽救普羅布考誘導(dǎo)的hERG通道缺陷的機(jī)制之一[24]。Zhang等[25]發(fā)現(xiàn)苦參堿和氧化苦參堿可通過(guò)上調(diào)Sp1來(lái)挽救三氧化二砷誘導(dǎo)的hERG表達(dá)缺陷，從而上調(diào)hERG基因的轉(zhuǎn)錄。實(shí)驗(yàn)表明，苦參堿 (1 μmol·L-1)和氧化苦參堿(1 μmol·L-1)都可以增加hERG鉀通道蛋白完全糖基化形式，即可以促進(jìn)hERG鉀通道蛋白在細(xì)胞膜上的表達(dá)和成熟，避免藥物引起的LQTs副作用，且彌補(bǔ)由于hERG鉀通道被阻斷引起的相對(duì)不足[26]。

Zhang等[27]研究表明，在兔心室肌細(xì)胞中槐果堿(20、40和80 μmol·L-1)以濃度依賴性的方式抑制INa.L、INCX和Ca2+濃度，加快心肌舒張速度，改善與細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載相關(guān)的心律失常和心肌細(xì)胞損傷。在異丙腎上腺素構(gòu)建的離體豚鼠心臟模型中，槐果堿(300 μmol·L-1)能快速逆轉(zhuǎn)異丙腎上腺素引起的心律失常[28]。采用常規(guī)微電極、電壓鉗技術(shù)和穿孔膜片技術(shù)檢測(cè)豚鼠心室乳頭肌和兔竇房結(jié)細(xì)胞的快反應(yīng)動(dòng)作電位、慢反應(yīng)動(dòng)作電位和離子電流后發(fā)現(xiàn)，槐果堿(10 μmol·L-1)可使快反應(yīng)動(dòng)作電位的波幅降低4.0%，最大除極速度降低24.4%，INa降低18.0%，有效不應(yīng)期延長(zhǎng)21.1%。在大鼠腦缺血再灌注損傷模型中，相同濃度槐果堿使慢反應(yīng)動(dòng)作電位振幅和最大除極速度分別降低26.8%和25.7%，并顯著減弱ICaL和K+尾電流。以上說(shuō)明，槐果堿的作用與Ⅲ類抗心律失常藥胺碘酮相似?；惫麎A能抑制INa、ICaL、IKr電流、延長(zhǎng)APD，可能是一種理想的抗心律失常藥物[28]。Hu等[29]對(duì)心力衰竭大鼠模型腹腔注射槐定堿，中劑量(5 mg·kg-1)和高劑量(10 mg·kg-1)槐定堿治療組左心室舒張末壓明顯降低，ICaL波幅升高，心臟肌原纖維溶解消失，肌絲排列整齊、緊密、均勻，心肌細(xì)胞線粒體嵴緊密。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)槐定堿可通過(guò)上調(diào)DHPR改善心肌Ca2+誘導(dǎo)的瞬變，逆轉(zhuǎn)心力衰竭時(shí)細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)的不適應(yīng)性缺陷來(lái)改善心肌功能，緩解心律失齊，從而用于治療心力衰竭[29]。

槐果堿和槐定堿都是hERG通道的低效阻斷劑，通過(guò)改變通道動(dòng)力學(xué)起作用，這是槐果堿和槐定堿作為抗心律失常藥的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)閺?qiáng)烈影響IKr電流的藥物的一個(gè)主要缺點(diǎn)是QT間期延長(zhǎng)，這可能導(dǎo)致致命性心律失常?；惫麎A和槐定堿以濃度依賴的方式阻斷hERG尾電流，與槐果堿相比，槐定堿抑制hERG通道的電壓依賴性更為顯著?；惫麎A使失活曲線向負(fù)電壓方向移動(dòng)，但槐果堿不改變活性。兩種藥物對(duì)hERG蛋白表達(dá)和轉(zhuǎn)運(yùn)都沒(méi)有影響。槐果堿是比槐定堿更有效的hERG鉀通道阻斷劑，這可能是由于槐果堿比槐定堿具有更高的疏水性，槐果堿和槐定堿在37 ℃時(shí)正辛醇/水體系的分配系數(shù)分別為16.03±0.42和1.94±0.03?；惫麎A對(duì)失活狀態(tài)可能有較高的結(jié)合親和力，而槐定堿對(duì)開(kāi)放態(tài)有更高的結(jié)合親和力[30]。戚志平等[16]應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)記錄在HEK293上研究表明，100 μmol·L-1槐果堿對(duì)hERG鉀電流的抑制具有電壓依賴性，在正電位時(shí)抑制加強(qiáng)，但是對(duì)通道激活、去活化沒(méi)有影響?；惫麎A使hERG鉀通道穩(wěn)態(tài)失活曲線明顯左移，時(shí)間常數(shù)顯著減小，加速失活；復(fù)活、瞬時(shí)失活時(shí)間常數(shù)均明顯減小。由于心室肌動(dòng)作電位復(fù)極3期的主要離子電流是IKr鉀電流，槐果堿通過(guò)影響通道的失活過(guò)程抑制hERG鉀電流，使得心肌細(xì)胞復(fù)極時(shí)間延長(zhǎng)，改善快速性心律失常。

2.2 蓮心堿類生物堿的抗心律失常作用及分子機(jī)制

蓮子心是睡蓮屬植物蓮(Nelumbo nucifera)種子的綠色幼葉和胚根，2002年被列入國(guó)家衛(wèi)生部藥食兩用資源名單。蓮子心的主要成分為異喹啉生物堿類，包括蓮心堿(Liensinine)、異蓮心堿(Isoliensinine)、甲基蓮心堿(Neferine)、荷葉堿(Nuciferine)、蓮心季銨堿 (Lotusine)、鵝掌楸堿(Liriodenine)等，具有抗心律失常、抗高血壓、舒張血管平滑肌等生物學(xué)活性[31—32]。已經(jīng)證實(shí)，蓮心堿可以對(duì)抗烏頭堿引起的大鼠室性心律失常、哇巴因引起的豚鼠室性心律失常和大鼠冠狀動(dòng)脈閉塞再灌注引起的心律失常[33]。

蓮心堿和甲基蓮心堿以劑量依賴的方式抑制hERG尾電流，甲基蓮心堿的抑制能力更為顯著[34]。甲基蓮心堿對(duì)hERG通道的開(kāi)放和失活狀態(tài)具有結(jié)合親和力，蓮心堿僅與開(kāi)放狀態(tài)結(jié)合。甲基蓮心堿在大鼠體內(nèi)的分布速度快于蓮心堿，體內(nèi)濃度也高于蓮心堿。蓮心堿和甲基蓮心堿對(duì)hERG通道的產(chǎn)生和表達(dá)均無(wú)影響。總之，在低濃度(<10 μmol·L-1)時(shí)，甲基蓮心堿比蓮心堿更能阻斷hERG通道，這可能是因?yàn)榧谆徯膲A比蓮心堿具有更高的疏水性[34]。Gu等也證實(shí)甲基蓮心堿通過(guò)改變通道激活和失活動(dòng)力學(xué)來(lái)阻斷hERG K+通道。甲基蓮心堿誘導(dǎo)電流幅值隨hERG的階躍電壓和尾電流呈濃度依賴性降低，使活化曲線向負(fù)方向移動(dòng)，加速了失活的恢復(fù)和失活的開(kāi)始，而對(duì)hERG蛋白的生成和轉(zhuǎn)運(yùn)沒(méi)有影響[35]。

研究表明，甲基蓮心堿延長(zhǎng)APD，抑制心肌細(xì)胞的Na+、K+、Ca2+電流[36]。在HEK293細(xì)胞中，甲基蓮心堿(0.1～100 μmol·L-1)對(duì)Kv4.3電流具有劑量依賴性和可逆性抑制作用(100 μmol·L-1時(shí)最大抑制率為44.12%)。甲基蓮心堿通過(guò)阻斷開(kāi)放和失活狀態(tài)通道抑制Kv4.3通道，甲基蓮心堿(10 μmol·L-1)引起Kv4.3電流穩(wěn)態(tài)激活曲線右移，穩(wěn)態(tài)失活曲線左移。另外，10 μmol·L-1甲基蓮心堿可加速Kv4.3電流的失活，但不促進(jìn)Kv4.3電流的激活，并顯著延緩Kv4.3電流的恢復(fù)。在動(dòng)脈灌注兔左心室楔型模型中，甲基蓮心堿(1、3、10 μmol·L-1)劑量依賴性地延長(zhǎng)QT間期和APD[37]。甲基蓮心堿延長(zhǎng)Nav1.5電流的失活時(shí)間常數(shù)，顯著延緩失活的恢復(fù)。在開(kāi)放和失活狀態(tài)下，甲基蓮心堿對(duì)Nav1.5通道的抑制作用呈頻率依賴性增強(qiáng)，是Nav1.5通道的開(kāi)放性阻斷劑[38]。甲基蓮心堿通過(guò)內(nèi)皮型一氧化氮合酶/一氧化氮/可溶性鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶途徑誘導(dǎo)血管舒張，參與調(diào)節(jié)Ca2+通過(guò)Ca2+通道流入和肌漿網(wǎng)釋放的作用[39]。

異蓮心堿對(duì)海葵毒素引起的INa.T、INa.L和ICaL升高呈濃度依賴性抑制，而對(duì)IK1和IK無(wú)影響[40]。這些抑制作用主要表現(xiàn)為降低動(dòng)作電位波幅和最大去極化速度，縮短APD，但對(duì)靜息膜電位無(wú)明顯影響。早期后除極(early after depolarization，EADs)和延遲后除極(delayed after depolarization，DADs)都是一種膜電位振蕩，當(dāng)它們將膜電位去極化到閾值電位時(shí)，動(dòng)作電位被破壞，擾亂正常心律，引起心律失常[41]。抑制INa.T可以提高心肌細(xì)胞的興奮性閾值，降低心房和心室的自動(dòng)性，從而降低異常節(jié)律的發(fā)生率，而INa.L、Ca2+濃度、EADs和DADs之間相互影響。增加的INa.L可延長(zhǎng)APD，為L(zhǎng)型鈣通道的再激活提供了充足的時(shí)間，再激活的INa.L引起膜電位去極化，導(dǎo)致EADs[42]。另一方面，進(jìn)入細(xì)胞的Na+增加，從而發(fā)生Na+超載。它增加了反向的鈉/鈣交換和細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，導(dǎo)致鈣超載[43—44]。鈣超載引起DADs，造成心律失常。研究表明，異蓮心堿通過(guò)抑制心室肌細(xì)胞的INa.L和ICaL而有效地消除EADs和DADs，具有潛在的抗心律失常作用。與其他藥物不同的是，異蓮心堿同時(shí)具有Ⅰ、Ⅳ類抗心律失常藥物的作用。因此，異蓮心堿具有多靶點(diǎn)和更廣泛的作用范圍[40]。

細(xì)胞內(nèi)鈣超載可激活鈣/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ，CaMKⅡ)，通過(guò)增加INa.L，形成惡性循環(huán)。因此，抑制CaMKⅡ通路可能是減少鈣超載引起的心肌功能障礙和心律失常的一個(gè)治療靶點(diǎn)[45]。Meng等[46]研究表明，蓮心堿、甲基蓮心堿和異蓮心堿都可下調(diào)細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平和鈣調(diào)蛋白(calmodulin,CaM)表達(dá)，并通過(guò)與CaM結(jié)合抑制CaMKII的磷酸化，從而抑制細(xì)胞內(nèi)Ca2+-CaM/CaMKII通路。異蓮心堿對(duì)CaM的結(jié)合能力強(qiáng)于蓮心堿和甲基蓮心堿，可能是由于CaM與異蓮心堿之間形成了氫鍵和σ-π鍵。

2.3 其他生物堿的抗心律失常作用及分子機(jī)制

2.3.1 毛果云香堿(Pilocarpine)

毛果云香堿是從毛果蕓香屬中提取的生物堿，是一種毒蕈堿乙酰膽堿受體激動(dòng)劑，常用于治療青光眼和口干癥。毛果蕓香堿也適用于其他各種疾病，如心律失常、癲癇發(fā)作、氣管收縮等[47]。毛果蕓香堿對(duì)烏頭堿或哇巴因誘發(fā)的大鼠和豚鼠心律失常模型具有抗心律失常作用，能顯著延緩心律失常的發(fā)生，縮短室性心動(dòng)過(guò)速和纖顫時(shí)間，延長(zhǎng)心律失常大鼠和豚鼠的存活時(shí)間。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，毛果蕓香堿能有效地減輕烏頭堿或哇巴因誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度超載，說(shuō)明毛果蕓香堿可能通過(guò)影響Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)心臟功能[48]。近期研究表明，毛果蕓香堿是心臟第三亞型毒蕈堿膽堿受體(M3受體)外源性激動(dòng)劑[49]。心臟M3受體介導(dǎo)的延遲整流鉀電流IKM3，具有減慢心率、減弱心肌收縮和超極化膜電位的作用，對(duì)心肌產(chǎn)生保護(hù)作用。當(dāng)IKM3電流受抑制時(shí)，心肌細(xì)胞膜離子通道間的平衡將被打破，產(chǎn)生心律失常[50]。毛果蕓香堿可通過(guò)激活M3受體誘發(fā)IKM3，激活55%左心房肌細(xì)胞乙酰膽堿敏感鉀通道IK(Ach)，顯著抑制ICaL，進(jìn)而調(diào)節(jié)心臟細(xì)胞電生理特性，這可能是抗心律失常藥物作用的新靶點(diǎn)[50]。另外，心肌細(xì)胞膜電位通過(guò)調(diào)節(jié)多種蛋白質(zhì)調(diào)控其生理功能，如第二亞型毒蕈堿膽堿受體(M2受體)。毛果蕓香堿也作為M2受體激動(dòng)劑，在超極化電位下可以穩(wěn)定毒蕈堿型M2受體構(gòu)象，引起G蛋白門(mén)控的內(nèi)向整流鉀通道改變，起到抗心律失常的作用[51]。

2.3.2 秋水仙堿(Colchicine)

秋水仙堿最初從百合科植物秋水仙(Colchicum autumnale)中提取出來(lái)，也稱秋水仙素。秋水仙堿通過(guò)干擾膠原的積累減少間質(zhì)性心肌纖維化，并逆轉(zhuǎn)衰竭心臟的收縮功能紊亂[52]。與對(duì)照細(xì)胞相比，秋水仙堿(3nmol·L-1)處理的小鼠心肌細(xì)胞APD更長(zhǎng)，細(xì)胞內(nèi)Ca2+瞬變和肌漿網(wǎng)Ca2+含量分別減少10%和47%。秋水仙堿(3 nmol·L-1)降低了ICaL、反向模式鈉鈣交換(NCX)電流、Ito和持續(xù)外向鉀電流(sustained outward potassium current，IKsus)，還可以下調(diào)Serca2a、總心臟磷蛋白(phospholamban，PLB)及其磷酸化水平的PLB-Thr17表達(dá)，所有這些變化都會(huì)導(dǎo)致SR-Ca2+含量和Ca2+瞬變的降低。CaMKII是心肌細(xì)胞興奮-收縮耦合的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，CaMKII激活可增加Ca2+內(nèi)流，并伴隨Ca2+超載，而秋水仙堿降低心肌細(xì)胞CaMKII的表達(dá)，減少心律失常的發(fā)生。秋水仙堿可延長(zhǎng)APD，可能是由于反向模式NCX、Ito和IKsus的減少引起的。因此，秋水仙堿通過(guò)調(diào)節(jié)Ca2+和鉀電流來(lái)調(diào)節(jié)心房電生理特性，從而改善心律失常的發(fā)生[53]。心房顫動(dòng)是最常見(jiàn)的持續(xù)性心律失常，增加中風(fēng)、心力衰竭和死亡率的風(fēng)險(xiǎn)。秋水仙堿常被應(yīng)用于各種心臟手術(shù)，用于預(yù)防和治療術(shù)后心房顫動(dòng)[54—55]。

2.3.3 別隱品堿(Allocryptopine)

別隱品堿主要存在于白屈菜(Chelidonium majus)、延胡索(Corydalis yanhusuo)、博落回(Macleaya cordata)等罌粟科植物，為異喹啉類生物堿，具有抗菌、殺蟲(chóng)殺蛆、抗心律失常、抗心肌梗死等藥理活性。在不同心律失常動(dòng)物模型中，別隱品堿通過(guò)阻斷某些離子通道，恢復(fù)心肌電生理特性，從而發(fā)揮抗心率失常作用。別隱品堿還可以抑制HEK-293細(xì)胞中的Nav1.5和hERG通道，并通過(guò)降低小鼠心室肌細(xì)胞的瞬時(shí)內(nèi)向電流(transient inward current，Iti)來(lái)抑制心律失常的發(fā)生。異隱花堿可通過(guò)增加HEK293細(xì)胞的幅值電流和改變INa.L的門(mén)控機(jī)制，增加窗口電流，從而降低INa.L。此外，別隱花堿可通過(guò)降低Ito和IKs，縮小三層心肌間復(fù)極差異，有效降低家兔跨室壁復(fù)極離散度[56]。與對(duì)照組大鼠相比，別隱品堿處理組自發(fā)性高血壓大鼠的心肌細(xì)胞INa.L增加。別隱品堿30 μmol·L-1處理后，電流密度、INaL/INa比率、自發(fā)性高血壓大鼠數(shù)量均顯著降低[57]。這些發(fā)現(xiàn)為別隱品堿在抗心律失常中的臨床應(yīng)用提供了新的視角。

2.3.4 蝙蝠葛堿(Dauricine)

蝙蝠葛堿由防己科蝙蝠葛(山豆根，Menispermum dauricum)的根莖中提取分離而得，是一種雙芐基四氫異喹啉生物堿，在我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)廣泛應(yīng)用于心律不齊的治療。臨床試驗(yàn)表明，蝙蝠葛堿是治療402例室性心律失常的有效抗心律失常藥物，總效率為91.5%[58]。蝙蝠葛堿可延長(zhǎng)APD，這是由于蝙蝠葛堿具有調(diào)節(jié)Ca2+和多個(gè)K+通道的能力。蝙蝠葛堿通過(guò)阻斷L型鈣通道抑制慢鈣內(nèi)向電流[59]。蝙蝠葛堿可抑制豚鼠心室肌細(xì)胞的IKr、IKs和內(nèi)向整流鉀電流IK1[60]。鉀離子通過(guò)hERG流出是心室肌細(xì)胞復(fù)極和APD的主要決定因素，hERG的阻斷延長(zhǎng)APD，導(dǎo)致QT間期延長(zhǎng)。利用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)研究蝙蝠葛堿對(duì)hERG通道的影響，發(fā)現(xiàn)蝙蝠葛堿在開(kāi)放和失活狀態(tài)下與hERG通道結(jié)合，以濃度依賴的方式直接抑制hERG，hERG激活曲線明顯向負(fù)電位偏移，IC50為3.5 μmol·L-1，表明蝙蝠葛堿具有誘導(dǎo)APD延長(zhǎng)的潛力[61]。因此，蝙蝠葛堿對(duì)ICa、IKr、IKs、IK1和hERG都有抑制作用，其作用可延長(zhǎng)不應(yīng)期，降低心臟興奮性，有助于抗心律失常。

另外，附子和黃連的多種生物堿也具有抗心率失常作用。附子為毛茛科植物烏頭(Aconitum carmichaelii)的子根，在中醫(yī)學(xué)中被認(rèn)為是一種有效的強(qiáng)心劑。它既可誘發(fā)心律失常而表現(xiàn)出明顯的毒性，又可特異性對(duì)抗它引起的心律失常而具有雙重作用。附子所含的非雙酯型二萜類生物堿在降壓、抑制心收縮力，特別是抗心律失常中發(fā)揮重要的作用[62]。而黃連中抗心律失常的生物堿有小檗堿、黃連堿、表小檗堿、巴馬汀、藥根堿等[63]。

3 展望

隨著人們生活水平的提高以及人口老齡化的日趨嚴(yán)重，心血管疾病的發(fā)病率和死亡率呈逐年上升趨勢(shì)。心律失常是心血管疾病中最為嚴(yán)重的病癥之一，嚴(yán)重威脅人類生命健康，我國(guó)每年有超過(guò)50萬(wàn)人死于心律失常?？梢?jiàn)，心律失常的預(yù)防和治療工作至關(guān)重要。

目前，臨床上常見(jiàn)的抗心律失常藥物有胺碘酮、普羅帕酮、慢心律、美托洛爾、索他洛爾等。但是長(zhǎng)期服用這些藥物后，可能帶來(lái)肺損害、甲狀腺功能異常、胃腸道和肝臟損害等副作用。最大的問(wèn)題是有可能產(chǎn)生新的心律失常，即抗心律失常藥物的致心律失常作用。近年，國(guó)內(nèi)先后開(kāi)發(fā)研制幾種抗心律失常中藥，如蝙蝠葛堿、小檗堿、小檗胺、苦參堿、粉防已堿等，并陸續(xù)被應(yīng)用于臨床，價(jià)格低廉、口服毒性低且具有良好的療效。

但是，相對(duì)于生物堿的種類和功效，其在抗心律失常中的研究和應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。如制定有關(guān)方針政策，提高生物堿的利用率，將對(duì)未來(lái)生物堿藥物研究開(kāi)發(fā)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。