于文霞 劉躍 王佳樂(lè) 馬雪飛 譚明 關(guān)利新 翟鳳國(guó)

缺血/再灌注（Ischemia reperfusion，I/R）損傷是指組織在缺血情況下恢復(fù)血液灌注后，組織損傷反而加重，甚至發(fā)生不可逆性損傷的現(xiàn)象[1]。研究表明[2，3]，中藥對(duì)I/R 損傷有保護(hù)作用，中藥及其制劑治療靶點(diǎn)多、治療環(huán)節(jié)豐富，作用于I/R 損傷的復(fù)雜機(jī)制效果顯著。因此，深入研究中藥的作用機(jī)制可為臨床上治療I/R 損傷提供理論依據(jù)。

蒺藜皂苷（Gross saponin tribulus terrestris，GSTT）是傳統(tǒng)中藥蒺藜的主要成分，味辛、苦，性溫，具有活血祛風(fēng)、祛痰止咳等多種功效[4]。研究表明，蒺藜皂苷具有抗氧化、抗炎、清除自由基和心腦血管保護(hù)作用，以蒺藜皂苷為主要成分的心腦舒通膠囊多用于治療心腦血管疾病[5]。本研究就蒺藜皂苷對(duì)心腦血管I/R 損傷保護(hù)作用展開(kāi)討論，為日后蒺藜皂苷的開(kāi)發(fā)與利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 蒺藜皂苷在心腦血管I/R 損傷中的作用

1.1 抑制炎癥反應(yīng)炎癥反應(yīng)是I/R 損傷發(fā)生發(fā)展的重要病理過(guò)程。I/R 損傷后的炎癥反應(yīng)主要包括：①刺激內(nèi)皮細(xì)胞、內(nèi)源性星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞等；②大量釋放多種炎性因子，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）和白細(xì)胞介素-10（IL-10）等；③抑制白細(xì)胞活化，細(xì)胞間黏附分子（ICAM）表達(dá)增高，釋放大量的蛋白水解酶和趨化因子；④內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)使血-腦屏障通透性增強(qiáng)[6]。因此抑制炎癥反應(yīng)是治療I/R 損傷的手段之一。殷惠軍等[7，8]研究發(fā)現(xiàn)蒺藜皂苷可以通過(guò)降低核因子κB（NF-κB）p65 核移位活性，抑制炎癥因子（TNF-α、IL-1β）和細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）的表達(dá)；降低心肌髓過(guò)氧化物酶（MPO）活性，減輕中性粒細(xì)胞侵潤(rùn)，起到抗心肌I/R 損傷的作用。翟鳳國(guó)等[9，10]通過(guò)建立大鼠腦I/R 模型，發(fā)現(xiàn)蒺藜皂苷可以通過(guò)激活PPARγ 的表達(dá)，進(jìn)而抑制NF-κB 炎癥信號(hào)通路，通過(guò)增強(qiáng)IL-10 的表達(dá)，降低TNF-α、IL-6 的表達(dá)，降低炎癥反應(yīng)，發(fā)揮其神經(jīng)保護(hù)作用；蒺藜皂苷也可以通過(guò)降低促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)分解的蛋白酶—基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）的表達(dá)，對(duì)血腦屏障起到保護(hù)作用，從而減輕腦I/R 損傷。

1.2 清除自由基自由基參與了I/R 后神經(jīng)細(xì)胞的損害過(guò)程。自由基在人體正常的代謝過(guò)程中可被抗氧化酶如：超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）、過(guò)氧化氫酶（CAT）等清除，形成動(dòng)態(tài)平衡。I/R 過(guò)程中氧分子被大量還原成活性氧自由基（Oxygen free radical，OFR），這些OFR 氧化作用強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)活潑，具有細(xì)胞毒性。自由基產(chǎn)生與清除之間失去平衡，在局部堆積時(shí)可引發(fā)以下過(guò)程：①使脂質(zhì)、蛋白質(zhì)過(guò)氧化，膜的基本特性被破壞、蛋白質(zhì)被降解；②誘導(dǎo)DNA、RNA、多糖、氨基酸等物質(zhì)交聯(lián)，從而降低其活性；③血管收縮、血小板聚集使組織的血液灌注減少；④自由基攻擊一氧化氮（NO）時(shí)產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的OH-和NO2-，進(jìn)一步氧化蛋白質(zhì)，脂類和DNA 加重其損傷[11，12]。自由基在I/R 中起著非常重要的作用，自由基清除率也成為了評(píng)價(jià)藥物對(duì)I/R 損傷作用的重要指標(biāo)。張羽冠等[13]研究發(fā)現(xiàn)，蒺藜皂苷能減少自由基的生成、減輕脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，起到對(duì)I/R 后心肌細(xì)胞的保護(hù)作用；李紅等[14]研究表明，蒺藜皂苷通過(guò)減少再灌注期心肌組織中NO 含量，減少乳酸脫氫酶（LDH）的釋放，降低天門冬酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、肌酸激酶（CK）水平，使環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷升高從而導(dǎo)致血管舒張并抑制血管平滑肌增殖，抵抗OFR 對(duì)心肌細(xì)胞生物膜的損傷，從而對(duì)心肌細(xì)胞產(chǎn)生較好的保護(hù)作用。姜恩平[15]通過(guò)線栓法建立大鼠局灶腦I/R 損傷模型發(fā)現(xiàn)蒺藜皂苷具有提高機(jī)體抗氧化酶活性、減輕脂質(zhì)過(guò)氧化損傷、增強(qiáng)自由基清除能力，從而減小腦梗死面積。王雪云等[16]研究發(fā)現(xiàn)蒺藜皂苷能降低LDH、CK、丙二醛（MDA）和NO 的含量，并提高超氧化物歧化酶（SOD）活性，減輕神經(jīng)功能障礙，對(duì)腦I/R 的大鼠起到保護(hù)作用。由此可見(jiàn)，蒺藜皂苷可以通過(guò)增強(qiáng)自由基的清除率，減少腦I/R 損傷。

1.3 抑制細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)由基因控制的細(xì)胞程序性死亡的過(guò)程，細(xì)胞凋亡與I/R 損傷具有密切聯(lián)系。I/R 后會(huì)釋放興奮性氨基酸（EAA），通過(guò)啟動(dòng)凋亡相關(guān)基因的激活、誘導(dǎo)凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。凋亡的發(fā)生是細(xì)胞內(nèi)外多因素共同調(diào)節(jié)的結(jié)果，如：缺血缺氧本身激活了凋亡相關(guān)基因；I/R 后產(chǎn)生的大量氧自由基在對(duì)細(xì)胞造成損傷的同時(shí)也促進(jìn)了凋亡相關(guān)基因表達(dá)的增加；細(xì)胞內(nèi)鈣超載、線粒體損傷及炎性細(xì)胞因子啟動(dòng)了凋亡信號(hào)通路等。目前認(rèn)為細(xì)胞凋亡有三條路徑：①內(nèi)源性凋亡路徑，又稱線粒體凋亡路徑，線粒體內(nèi)儲(chǔ)存了很多促凋亡蛋白，I/R損傷發(fā)生后促凋亡蛋白被釋放，與凋亡蛋白結(jié)合因子形成復(fù)合體，使下游凋亡蛋白如半胱氨酸蛋白酶Caspase3、Caspase6 等被激活；②外源性凋亡路徑，又稱死亡受體路徑，與細(xì)胞表面死亡受體的激活有關(guān)；③不依賴Caspase 的凋亡誘導(dǎo)因子途徑[17]。研究表明[18，19]，蒺藜皂苷在心肌缺氧復(fù)氧損傷和氰化鈉（NaCN）誘導(dǎo)大鼠乳鼠心肌細(xì)胞I/R 損傷中，可以使Caspase-3 的表達(dá)減少、上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2、下調(diào)促凋亡蛋白Bax、穩(wěn)定線粒體膜電位，從而抑制心肌細(xì)胞凋亡。孫巍等[20，21]發(fā)現(xiàn)，蒺藜皂苷可能通過(guò)激活蛋白激酶C（PKCε）、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK1/2）傳導(dǎo)的通路而抑制心肌細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮其對(duì)心肌細(xì)胞的保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)[22，23]，蒺藜皂苷可通過(guò)阻斷Caspase 依賴的凋亡通路抑制由腦缺血引起的神經(jīng)細(xì)胞凋亡，也可以通過(guò)增加Bcl-2表達(dá)量，降低Bax 蛋白的表達(dá)量，調(diào)節(jié)Bcl-2/Bax 蛋白比值來(lái)抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，從而減少由I/R 引起的大鼠腦組織神經(jīng)細(xì)胞和H2O2誘導(dǎo)的PC12 細(xì)胞凋亡。蒺藜皂苷也可以激活PKCε-ERK1/2 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，抑制神經(jīng)細(xì)胞的凋亡而產(chǎn)生保護(hù)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)腦I/R 損傷的保護(hù)作用[24]。

1.4 抑制細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載Ca2+是細(xì)胞膜電生理活動(dòng)的重要組成部分，在正常情況下參與多種代謝活動(dòng)，I/R 發(fā)生后細(xì)胞外液H+濃度下降，形成濃度差，使Na+/H+交換蛋白被激活，細(xì)胞內(nèi)Na+濃度升高，Na+/Ca2+交換異常，Ca2+內(nèi)流并引起細(xì)胞損傷的現(xiàn)象即Ca2+超載。I/R 損傷引起的Ca2+超載會(huì)導(dǎo)致：①線粒體能量代謝障礙；②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)被破壞；③使膜酯酶分解，破壞細(xì)胞和線粒體膜，使膜的通透性提高；④激活巨噬細(xì)胞，釋放大量水解酶和細(xì)胞因子；⑤促使黃嘌呤脫氫酶轉(zhuǎn)化為黃嘌呤氧化酶，使自由基生成[25]。加重I/R 損傷以及一系列的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。于昕等[26]研究表明，蒺藜皂苷通過(guò)阻滯鈣通道減少細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度，使心肌收縮力下降，在減少心肌耗能的同時(shí)，也避免鈣超載從而起到保護(hù)心臟作用。劉雪梅[27]建立缺氧/復(fù)氧損傷的皮層神經(jīng)元凋亡模型，研究發(fā)現(xiàn)蒺藜皂苷可降低皮層神經(jīng)元胞漿內(nèi)游離的鈣濃度，減輕其引起的早期細(xì)胞凋亡狀況，從而減輕細(xì)胞損傷。因此推斷抑制細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載可能是蒺藜皂苷抗腦I/R 損傷作用的原因之一。

1.5 改善能量代謝能量代謝障礙是I/R 損傷發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。細(xì)胞維持正常的功能和代謝需要的能量正常情況下由葡萄糖有氧代謝提供，當(dāng)細(xì)胞出現(xiàn)能量代謝障礙時(shí)，能量代謝主要以無(wú)氧代謝為主，ATP 生物合成減少，Na+-K+-ATP 酶活性改變，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外鈉鉀失衡，細(xì)胞外K+增多導(dǎo)致細(xì)胞膜持續(xù)去極化而影響興奮傳導(dǎo)、遞質(zhì)釋放等；當(dāng)I/R 后，缺血缺氧會(huì)使細(xì)胞出現(xiàn)能量代謝障礙，糖酵解產(chǎn)生的ATP 成為維持細(xì)胞存活的唯一能量來(lái)源，但糖酵解產(chǎn)生的ATP 不能滿足細(xì)胞的需求，I/R 后的一段時(shí)間內(nèi)乳酸等代謝產(chǎn)物會(huì)在細(xì)胞內(nèi)大量堆積，使細(xì)胞發(fā)生酸中毒。心肌能量代謝會(huì)誘發(fā)心律失常，引起心肌細(xì)胞的電生理改變。能量代謝異常引起的線粒體結(jié)構(gòu)和功能異常也會(huì)加重腦I/R 注損傷。Zhang等[28]建立Langendorff 離體心臟灌流系統(tǒng)，制備大鼠I/R 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，發(fā)現(xiàn)蒺藜皂苷可舒張大鼠冠狀動(dòng)脈，增加冠脈血流量，改善心肌的供血、供氧，增加心肌組織ATP 酶活性，提升大鼠心肌功能，從而對(duì)心肌I/R 損傷起到保護(hù)作用。有研究發(fā)現(xiàn)，蒺藜皂苷可以通過(guò)促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞ATP 酶活性恢復(fù)，發(fā)揮保護(hù)細(xì)胞完整性，增強(qiáng)機(jī)體清除自由基的能力，起到改善腦組織能量代謝障礙的作用[29，30]。因此提示蒺藜皂苷可能通過(guò)減輕能量代謝障礙對(duì)抗腦I/R 損傷。

2 總結(jié)與展望

心腦血管疾病是世界第三大疾病，其發(fā)病率、死亡率、致殘率極高。我國(guó)已經(jīng)逐漸進(jìn)入老齡化社會(huì)，其中尤其明顯的是心腦血管疾病發(fā)生率不斷的增高，給人們的生活帶來(lái)巨大的影響[31]。缺血性心腦血管疾病占心腦血管疾病的70%～80%[32]。目前臨床上治療缺血性心腦血管疾病的主要方法是盡快恢復(fù)血液供應(yīng)，減輕組織或器官的損傷，I/R 會(huì)導(dǎo)致組織或器官功能障礙等一系列損傷反應(yīng)發(fā)生。研究表明，中藥具有多靶點(diǎn)、多效應(yīng)的心腦血管保護(hù)作用，蒺藜皂苷可以通過(guò)抑制炎癥反應(yīng)、減少自由基的生成、抑制細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載、改善能量代謝等方面干預(yù)I/R 損傷，從而對(duì)I/R 損傷發(fā)揮保護(hù)作用。因此，進(jìn)一步研究蒺藜皂苷類在心腦血管疾病方面的活性成分及其作用機(jī)制，將對(duì)蒺藜藥材在心腦血管疾病臨床開(kāi)發(fā)與應(yīng)用具有重要意義。