活血、補氣中藥抗腎缺血再灌注損傷作用機制研究進展

陳菡 胡曉松

缺血再灌注損傷（ischemic reperfusion injury，IRI）是指組織或器官缺血及重獲血流灌注或氧供應后，對組織或器官所產(chǎn)生的損傷作用，臨床上腎缺血再灌注損傷（renal ischemic reperfusion injury，RIRI）比較多見。中醫(yī)理論中并未有腎缺血再灌注損傷的概念，中醫(yī)對相關(guān)癥候的描述，散見于腰痛、水腫、血證等疾病當中［1］。本病總屬本虛標實，氣虛血瘀，治宜補氣扶正，活血化瘀。長期以來，國內(nèi)外學者廣泛開展了活血、補氣中藥對腎缺血再灌注損傷的防治及作用機制研究。本文就近10年來活血、補氣中藥抗腎缺血再灌注損傷作用機制的研究進展綜述如下。

1 活血化瘀中藥對腎缺血再灌注損傷保護作用機制的研究

1.1 對炎癥反應的影響

當腎遭受缺血再灌注時，可激活腎內(nèi)皮細胞、血小板和腎臟免疫細胞釋放大量的促炎癥細胞因子，包括腫瘤壞死因子（TNF－α）、白細胞介素（IL－1、IL－6、IL－8）、血小板激活因子（PAF）和補體活化產(chǎn)物等物質(zhì)。其中TNF－α是炎癥網(wǎng)絡中具有關(guān)鍵作用的細胞因子，被認為是全身炎癥反應的始動介質(zhì)，可直接導致腎血管內(nèi)皮細胞功能減退，血管通透性增加，循環(huán)阻力降低，并誘導IL－1，IL－6、IL－8等細胞因子及粘附分子的瀑布樣釋放，構(gòu)成炎性損傷的級聯(lián)放大效應［2，3］。

李均等［4］選取切除大鼠右側(cè)腎臟，夾閉左側(cè)腎蒂60分鐘的腎缺血后再灌注模型，實驗發(fā)現(xiàn)，虎杖及虎杖苷預處理組腎組織細胞間粘附分子－1（ICAM－1）陽性表達均較缺血再灌注組降低，血清中TNF－α含量明顯低于缺血再灌注組。由此表明，虎杖及虎杖苷對腎臟缺血再灌注有良好的保護作用。并提示虎杖及虎杖苷減輕腎臟缺血再灌注損傷的機制，可能是抑制腎組織中ICAM－1表達，減少血清中TNF－α的含量。夏康等［5］實驗發(fā)現(xiàn)，丹紅注射液預處理組腎小管細胞ICAM－1陽性表達下降，Paller氏評分降低，腎小管上皮細胞腫脹、變性和壞死程度較輕。丹紅注射液是丹參、紅花等活血化瘀中藥的復方制劑，其對腎臟缺血再灌注損傷保護作用的機制，可能是通過下調(diào)ICAM－1表達，減輕炎癥反應對移植腎的損傷。

1.2 對氧自由基及Ca2＋超載的影響

氧自由基（OFR）與鈣超載的產(chǎn)生是腎缺血再灌注損傷的重要因素，二者相互影響，協(xié)同作用，導致腎缺血再灌注損傷加重。OFR使脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應，改變膜通透性，促進新的Ca2＋內(nèi)流，同時OFR破壞線粒體結(jié)構(gòu)，干擾氧化磷酸化過程，加速三磷酸腺苷（ATP）等高能磷酸化合物的耗竭，使ATP依賴的離子泵活性下降，其結(jié)果也促進了細胞內(nèi)Ca2＋的增加［7］。

海廣范等［8］實驗發(fā)現(xiàn)，川芎嗪預處理組大鼠腎組織損傷有所減輕，組織血漿中丙二醛（MDA）、尿素氮（BUN）和肌酐（Cr）含量下降，超氧化物歧化酶（SOD）活性增強。結(jié)果表明，川芎嗪對急性腎缺血再灌注損傷具有保護作用，其作用機制可能與降低腎臟過氧化程度及增強SOD活性而抗自由基損傷有關(guān)。祝海洲等［9］實驗發(fā)現(xiàn)，川芎嗪干預大鼠急性腎缺血再灌注后，c－fos、ICAM－1蛋白表達明顯下降，細胞淋巴瘤／白血?。?表達明顯增高。作用機制可能是，川芎嗪通過調(diào)節(jié)鈣離子的內(nèi)流保持線粒體的穩(wěn)定性、拮抗內(nèi)皮素受體及降低脂質(zhì)過氧化物、上調(diào)bcl－2蛋白的表達，下調(diào)c－fos、ICAM－1蛋白的表達，從而有效地保護了腎組織。陳輝樂等［10］實驗發(fā)現(xiàn)，川芎嗪有降低腎組織血漿黃嘌呤氧化酶（XO）活性和MDA含量，提高SOD活性，減輕再灌注組腎小球毛細血管內(nèi)皮細胞、臟層上皮細胞超微結(jié)構(gòu)不同程度損傷性改變。由此表明，川芎嗪通過減少氧自由基的生成，增強氧自由基的清除，抑制脂質(zhì)過氧化反應，減輕腎缺血再灌注損傷。

熊小明等［11］實驗發(fā)現(xiàn)，銀杏葉提取物（EGB）預處理能降低血漿中Cr、BUN水平以及MDA含量，且SOD活性明顯升高。表明EGB對大鼠腎缺血再灌注損傷具有保護作用，其作用機制與EGB的抗氧化作用有關(guān)。趙潤英等［12］研究表明，EGB能降低 MDA 含 量，提 高 SOD、Na＋－K＋－ATP 酶 和Ca2＋－ATP酶的活性。提示EGB通過抑制腎缺血再灌注時脂質(zhì)過氧化的升高，增加氧自由基清除，從而對大鼠急性腎缺血再灌注損傷產(chǎn)生保護作用。

丹參有清除氧自由基，抗脂質(zhì)過氧化作用，同時能擴張冠狀動脈并激活內(nèi)源性保護物質(zhì)的釋放，從而增強缺血預適應能力、抗氧化及脂質(zhì)過氧化、保護腎功能、抑制血小板聚集、降低血漿黏度等作用［13］。姚銀娜等［14］實驗發(fā)現(xiàn)，預防性使用復方丹參藥物可以抑制和延緩缺血再灌注后的脂質(zhì)過氧化反應，且在缺血再灌注損傷后60分鐘和90分鐘時達到明顯的效果。李瑩瑩等［15］實驗發(fā)現(xiàn)，在腎缺血再灌注損傷的過程中，虎杖可增強SOD活性，減少MDA，改善腎功能，其作用機制與其主要成分虎杖苷的抗氧化作用有關(guān)。虎杖通過抑制腎缺血再灌注時脂質(zhì)過氧化的升高，增加氧自由基清除，防止腎缺血再灌注損傷時組織血漿中BUN和Cr水平的升高，對大鼠急性腎缺血再灌注損傷具有明顯的保護作用。

1.3 對一氧化氮（NO）的影響

NO是左旋精氨酸在一氧化氮合成酶（NOS）的作用下合成的一種具有多重生物學效應的氣體分子，是血管內(nèi)皮依賴性舒張因子（EDRF）的主要形式，腎臟和肺是EDRF代謝最為活躍的部位。腎缺血再灌注后，誘生型NOS（iNOS）在近端小管表達，并聚集于內(nèi)髓集合管和腎小球系膜細胞［16］。使大量生成的有毒性一氧化氮產(chǎn)物對近端小管直接造成損傷。汪燕等［17］實驗發(fā)現(xiàn)，川芎嗪15、30、45 mg／kg劑量于缺血前靜脈注射均能降低再灌注時腎臟組織中NF－κB的表達，抑制誘生型NOS（iNOS）活性、降低Cr、BUN水平，其中以15mg／kg作用最為顯著。其機制可能與抑制NF－κB的表達、降低iNOS活性有關(guān)，且該作用與川芎嗪的劑量相關(guān)，以15mg／kg劑量的效果最好。

1.4 對細胞凋亡的影響

腎缺血再灌注損傷可刺激腎臟非實質(zhì)細胞產(chǎn)生TNF－α，從而誘導腎臟細胞凋亡。外源性TNF－α是誘導細胞凋亡最重要的細胞因子之一［18］。NF－κB和Bax蛋白高表達可能也與細胞調(diào)亡有關(guān)，bcl－2是體內(nèi)重要的抗凋亡基因，腎缺血再灌注后，可見TNF－α、NF－κB和 Bax蛋白在腎小管高度表達［19］。黃朔等［20］實驗發(fā)現(xiàn)，丹參能顯著下調(diào)caspase－3的蛋白表達，減輕腎臟上皮細胞凋亡。提示，再灌注前給予丹參，能夠抑制腎臟缺血再灌注損傷誘導的腎臟上皮細胞凋亡，對腎臟缺血再灌注損傷具有保護作用。另實驗表明，丹紅注射液預處理組可使Bcl－2表達增強，Bax表達明顯下降，Bcl－2／Bax比值顯著上升［21］。提示丹紅注射液可能通過下調(diào)凋亡相關(guān)基因Bax表達，上調(diào)Bcl－2基因表達，抑制細胞凋亡，從而起到對移植腎的保護作用。紅花注射液對腎缺血再灌注損傷保護實驗發(fā)現(xiàn)，紅花注射液能抑制Caspase－3和促進bcl－2表達，這可能是其抗凋亡的重要分子機制之一［22］。

銀杏葉提取物對腎缺血再灌注損傷保護作用實驗發(fā)現(xiàn)，銀杏葉提取物處理組較缺血再灌注組凋亡細胞數(shù)明顯減少，Bcl－2表達進一步增強，而Bax表達減弱，Bax／Bcl－2降低［23］。提示銀杏葉提取物可能通過影響B(tài)cl－2、Bax表達，抑制細胞凋亡，從而發(fā)揮對缺血再灌注損傷腎臟的保護作用。

1.5 對超微結(jié)構(gòu)改變的干預作用

缺血再灌注損傷主要異常改變有［24］：（1）腎小球毛細血管腔狹窄，中性粒細胞附壁，大部分內(nèi)皮細胞核固縮、染色體邊集，細胞質(zhì)內(nèi)空泡形成，線粒體空泡變性。（2）多數(shù)臟層上皮細胞輕度核固縮，個別線粒體空泡變性，足突相互粘連，可見局灶性融合現(xiàn)象和微絨毛化現(xiàn)象。（3）近曲小管上皮細胞核固縮，胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)較多空泡，溶酶體和致密顆粒沉積增多，線粒體數(shù)量減少，部分線粒體嵴斷裂、空泡化，腔面微絨毛稀疏并有輕度腫脹現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)，川芎嗪注射液處理組大部分標本的上述部位存在不同程度損傷性改變，但比腎缺血再灌注損傷組均明顯減輕，其中近曲小管上皮細胞超微結(jié)構(gòu)的改善較顯著。提示川芎嗪注射液可減輕腎缺血再灌注損傷所致的腎小球和腎小管超微結(jié)構(gòu)的異常變化。

2 補氣中藥對腎缺血再灌注損傷保護作用機制的研究

2.1 對炎癥反應的影響

腎缺血再灌注后，NF－κB被激活，引起ICAM－1和TNF－α的表達，導致腎組織損傷，腎功能減退。實驗發(fā)現(xiàn)，參附注射液預處理后，NF－κB的活化被抑制，引起ICAM－1、TNF－α的表達下降，腎組織損傷明顯減輕［25］。另實驗證明，人參皂苷和烏頭類生物堿，能清除氧自由基，抗脂質(zhì)過氧化，減輕細胞內(nèi)鈣超載，穩(wěn)定細胞膜，減輕組織水腫，對缺血再灌注腎臟具有保護作用［26］。

2.2 對氧自由基的影響

姚紅等［27］實驗發(fā)現(xiàn)，人參總皂甙（GS）能明顯抑制缺血再灌注所致的血及腎組織脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物MDA的升高以及SOD活性的降低，腎病理學損害及超微結(jié)構(gòu)改變明顯改善。實驗提示，GS對腎缺血再灌注損傷具保護作用，可能是通過抗脂質(zhì)過氧化作用、保護抗氧化酶活性、清除氧自由基而實現(xiàn)的。另實驗發(fā)現(xiàn)，竹節(jié)人參能抑制腎組織中P－選擇素、ICAM－1的表達，提示竹節(jié)人參提取物可明顯減輕脂質(zhì)過氧化反應。其作用機制，可能是抑制P－選擇素和ICAM－1的表達［28］。

蔣曉峰等［29］實驗發(fā)現(xiàn)，黃芪注射液預處理后，小鼠腎組織雖在腎缺血時NO含量明顯下降，但在再灌注過程中，避免了腎組織NO含量的進一步急劇下降，并逐步恢復到正常水平。表明黃芪預處理可減輕腎臟因NO含量過低、過高變化及減少氧自由基積聚造成的損傷，同時在腎缺血再灌注損傷過程中，黃芪有緩慢抑制ICAM－1表達的作用。另有研究表明，黃芪注射液治療組小鼠血漿MDA，乳酸脫氫酶（LDH）水平較缺血再灌注組顯著下降，腎組織勻漿SOD顯著升高，IL－6顯著降低。表明黃芪可通過提高SOD，降低IL－6對腎臟缺血再灌注損傷具有保護作用［30］。陳建等［31］實驗也發(fā)現(xiàn)，黃芪注射液治療組血漿ET－1、MDA水平較缺血再灌注組顯著下降，SOD顯著升高，且病理改變較輕。

2.3 對細胞凋亡的影響

何波等［32］實驗發(fā)現(xiàn)，黨參皂甙干預大鼠移植腎缺血再灌注損傷，BUN和Cr值明顯下降，移植腎細胞凋亡指數(shù)明顯下降，移植腎組織中Bcl－2mRNA表達顯著增加，Bax mRNA表達明顯下降。由此表明，黨參皂甙在移植腎缺血再灌注損傷中能顯著減輕細胞凋亡。其機制可能是通過對Bcl－2基因表達的上調(diào)和對Bax基因表達的下調(diào)，從而抑制細胞的凋亡。

黃芪注射液對大鼠腎臟缺血再灌注細胞凋亡的影響實驗發(fā)現(xiàn)，預先注射黃芪注射液后，凋亡細胞較缺血再灌注組顯著減少，同時NO和NOS活性明顯升高，MDA和LDH水平均顯著上升，SOD活性顯著下降［33］。表明黃芪可以通過增加NO水平和減少氧自由基來抑制腎小管上皮細胞凋亡，從而對腎臟缺血再灌注損傷具有保護作用。

張亞等［34］實驗發(fā)現(xiàn)，山藥灌胃預處理能減輕腎缺血再灌注損傷大鼠的氧化損傷，減少細胞凋亡的發(fā)生，降低BUN、Cr、MDA水平，調(diào)節(jié)改善腎臟局部微環(huán)境，促進受損腎小管細胞的再生修復和腎小管的重建，有效保護了腎功能。進一步研究發(fā)現(xiàn)，山藥灌胃預處理聯(lián)合骨髓間充質(zhì)干細胞（MSCs）移植對腎缺血再灌注損傷有協(xié)同治療作用［35］。其作用機制可能是山藥灌胃預處理聯(lián)合MSCs移植能促進缺血再灌注損傷腎的微血管重建。

3 小結(jié)

近年來國內(nèi)外學者在腎缺血再灌注損傷的防治方面做了很多研究［36］。其中，以啟動腎臟內(nèi)源性保護機制（如各種預處理和預適應）尤顯重要。另外，用藥物激活或抑制某些機體因子而保護腎組織的研究，對于腎缺血再灌注損傷的功能恢復及存活有著重要的臨床意義。

在中醫(yī)藥防治腎缺血再灌注損傷方面，要按照循證醫(yī)學要求，抓住臨床療效這一關(guān)鍵問題，緊緊圍繞本病總屬本虛標實之證，突出補氣扶正與活血化瘀治療原則，并研究闡明其作用機理。大量實驗發(fā)現(xiàn)，活血、補氣中藥無論是單味藥制劑還是復方，在臨床和實驗研究中都顯示出了較好的抗腎缺血再灌注損傷保護作用，其作用機制包含對炎癥反應的影響、清除氧自由基、減輕Ca2＋超載、減少細胞凋亡等。符合現(xiàn)代醫(yī)學對腎缺血再灌注損傷發(fā)生機制的認識。但這些研究還不能全面揭示中藥抗腎缺血再灌注損傷的作用機制，而且其實驗結(jié)果也多是初步的，缺乏系統(tǒng)化的總結(jié)和整理。因此，深入認識腎缺血再灌注損傷的發(fā)病機制和探索中醫(yī)藥保護作用機制，對于臨床實踐和科學理論都有重大意義。

［1］費潔，陶富盛，解珂 .腎缺血再灌注損傷發(fā)生機制的中西醫(yī)認識進展［J］.黑龍江醫(yī)藥，2008，21（2）：45－47.

［2］Rushing GD，Britt LD.Inhibition of NF－KB does not induce c－Jun N－terminal kinase－mediated apoptosis in reperfusion injury［J］.J Am Coll Surg，2007，204 （5）：964－968.

［3］Sadis C，Teske G，Stokman G，et a1.Nicotine protects kidney from renal isehemia／reperfusion injury through the cholinergic anti－lnflammatory pathway［J］.PloS ONE，2007，2（5）：e469.

［4］李均，李瑩瑩 .虎杖及其有效成分虎杖苷對腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.環(huán)球中醫(yī)藥，2010，3（4）：249－252.

［5］夏康，李家兵，吳建偉，等 .丹紅注射液對大鼠移植腎缺血再灌注損傷后ICAM－1表達的影響［J］.重慶醫(yī)科大學學報，2010，35（2）：199－201.

［6］Wink DA，Mitchell JB.Chemical biology of nitric oxide：Insights into regulatory，cytotoxic，and cytoprotective mechanisms of nitric oxide［J］.Free Radic Biol Med，1998，25（4－5）：434－456.

［7］雷偉，王玲瓏，周江橋 .腎缺血再灌注損傷分子水平發(fā)生機制研究進展［J］.國外醫(yī)學·泌尿系統(tǒng)分冊，2004，24（4）：473－476.

［8］海廣范，崔泰震 .川芎嗪對大鼠腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.新鄉(xiāng)醫(yī)學院學報，2005，22（4）：307－309.

［9］祝海洲，廉萍，雷學鋒 .川芎嗪對腎缺血再灌注時c－fos bcl－2 ICAM－1蛋白表達的影響［J］.濟寧醫(yī)學院學報，2003，26（2）：14－16.

［10］陳輝樂，毛朝鳴，王萬鐵，等 .川芎嗪抗腎缺血再灌注損傷脂質(zhì)過氧化作用的機制研究［J］.實用醫(yī)學雜志，2009，25（17）：2832－2834.

［11］熊小明，劉立英，王雙喜，等 .銀杏葉提取物對大鼠腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.中國藥房，2004，15（5）：277－279.

［12］趙潤英，李艷華，高文，等 .銀杏葉提取物對大鼠急性腎缺血再灌注損傷保護作用的實驗研究［J］.中國中藥雜志，2005，30（23）：1859－1862

［13］徐東波，張軍平，張文志，等.丹參注射液對血管內(nèi)皮細胞氧化損傷保護作用的實驗研究［J］.天津醫(yī)科大學學報，2001，7（1）：21－23.

［14］姚銀娜，林素，戚利那，等 .復方丹參對家兔腎缺血再灌注損傷的影響［J］.健康研究，2009，29（5）：363－365.

［15］李瑩瑩，李均 .虎杖對腎缺血再灌注損傷大鼠血清超氧化物歧化酶和丙二醛的影響［J］.遼寧中醫(yī)藥大學學報，2009，11（12）：176－177.

［16］Kirpatovskii VI，Plotnikov Elu，Kazachenko AV，et a1.The role of the mitochondria generating reactive oxygen species and nitric oxide in postischemic functional disturbance of the kidney［J］.Urologiia，2006，（4）：19－23.

［17］汪燕，馬傳榮，賀國芳，等 .川芎嗪對大鼠腎缺血再灌注后核因子－κB表達與一氧化氮合酶活性的影響［J］.醫(yī)藥導報，2008，27（2）：128－131.

［18］Osawa Y，Nagaki M，Banno Y，et a1.Tumor necrosis factor alpha－induced interleukin－8production via NF－kappaB and phosphatidylinositol 3－kinase／Akt pathways inhibits cell apoptosis in human hepatocytes［J］.Infect Immun，2002，70（11）：6294－6301.

［19］Oberbauer R，Schwarz C.Regulation of renal tubular cell apoptosis and proliferation after ischemic injury to a solitary kidney［J］.J Lab Clin Med，2001，138（5）：343－351.

［20］黃朔，李明振，張洪波，等 .丹參對大鼠腎臟缺血再灌注損傷的保護作用機制的研究［J］.中國當代醫(yī)藥，2010，17（33）：12－14.

［21］夏康，吳小候，李家兵 .丹紅注射液對大鼠移植腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.中藥新藥與臨床藥理，2009，20（2）：127－130.

［22］高飛，吳小候，羅春麗，等 .紅花注射液對大鼠腎缺血再灌注損傷Caspase－3和bcl－2表達的影響［J］.重慶醫(yī)科大學學報，2006，31（4）：532－536.

［23］夏安周，張召輝，卓九五，等 .銀杏葉提取物對腎缺血再灌注損傷腎小管細胞凋亡調(diào)控基因表達的影響［J］.徐州醫(yī)學院學報，2006，26（5）：394－397.

［24］陳輝樂，毛朝鳴，方周溪，等 .川芎嗪對兔腎缺血再灌注損傷超微結(jié)構(gòu)改變的干預作用［J］.溫州醫(yī)學院學報，2007，37（6），522－525.

［25］孫艷玲，吳五洲，劉先義，等 .參附對大鼠腎缺血再灌注損傷NF－κB、細胞黏附分子－1、TNF－α表達的影響［J］.中國臨床藥理學與治療學，2008，13（9）：1005－1009.

［26］孫艷玲，劉先義 .參附注射液對大鼠腎缺血再灌注損傷的防治作用［J］.中國臨床藥理學與治療學雜志，2005，10（8）：943－946.

［27］姚紅，孫向華，朱玲 .人參總皂甙對大鼠腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.同濟大學學報（醫(yī)學版），2001，21（1）：28－30.

［28］劉家蘭，李德清 .竹節(jié)人參提取物對大鼠腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.湖北民族學院學報·醫(yī)學版，2008，25（1）：13－15.

［29］蔣曉峰，吳毅泰，李江濤，等 .黃芪對大鼠缺血再灌注腎組織一氧化氮及超氧化物歧化酶的影響［J］.浙江醫(yī)學，2004，26（12）：900－902.

［30］蘇南湘，祖雄兵 .黃芪對腎缺血再灌注損傷保護作用機制研究［J］.中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志，2004，14（9）：142－143.

［31］陳建，吳衛(wèi)真，余毅，等 .黃芪對腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.中華泌尿外科雜志，2000，21（4）：211－212.

［32］何波，張應添，孫勁松，等 .黨參皂甙減輕大鼠移植腎缺血再灌注損傷中細胞凋亡的作用及其機制［J］.中華器官移植雜志，2010，31（11）：692－695.

［33］潘鵬，郭濤，馬塵超，等 .黃芪對大鼠缺血再灌注腎組織細胞凋亡的影響［J］.江蘇大學學報（醫(yī)學版），2009，19（6）：485－488.

［34］張亞，周云，洪志華，等 .山藥對大鼠腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.江蘇醫(yī)藥，2008，34（8）：809－811.

［35］張亞，周云，張建，等 .山藥及干細胞對腎缺血再灌注損傷的保護作用［J］.江蘇醫(yī)藥，2009，35（8）：926－928.

［36］石旦，何小舟，徐海燕，等 .腎缺血再灌注損傷及其保護的研究進展［J］.醫(yī)學綜述，2009，15（18）：2802－2806.