土茯苓抗痛風作用研究進展

梁巧靜 梁維萍 李 瓊 郭宏偉,2 朱 丹

(1 廣西醫(yī)科大學藥學院,南寧,530021; 2 長壽與老年相關疾病教育部重點實驗室,南寧,530021; 3 廣西醫(yī)科大學轉化醫(yī)學中心,南寧,530021)

痛風屬于核苷酸代謝障礙所引起的疾病,是由于長期高尿酸血癥導致尿酸鹽沉積于關節(jié)和軟組織,從而形成異質性和代謝類的疾病[1]。由于在人和類人猿中缺乏普遍存在于其他哺乳動物體內的尿酸酶,無法將尿酸分解成水溶性好、易排出體外的尿囊素,加上腎臟有著較強的尿酸重吸收能力,結果導致人和類人猿血中的尿酸水平較高,成為人和類人猿所特有的一類代謝性疾病[2]。痛風的臨床表現(xiàn)為急性關節(jié)炎、痛風石沉積、痛風性慢性關節(jié)炎和關節(jié)畸形等。治療痛風的常用藥有秋水仙堿、非甾體抗炎藥、降尿酸藥、糖皮質激素等,有一定療效,但不良反應較大,常伴隨肝腎功能損害、潛在的神經毒性及肌肉毒性和胃腸道反應等[3]。

土茯苓,為百合科植物光葉菝葜(SmilaxglabraRoxb.)的干燥根莖,又名禹余糧、冷飯團、紅土苓等。其味甘,淡,平,歸肝、胃經,具有解毒除濕,通利關節(jié)的功效,可用于治療濕熱淋濁,帶下,筋骨疼痛,瘰疬,梅毒及汞中毒等[4]?，F(xiàn)代藥理研究表明土茯苓具有抗動脈粥狀硬化、抗血栓、保護肝損傷、免疫抑制、利尿、抑菌、抗菌等作用[5]。以往研究表明土茯苓對痛風有一定的治療作用,本文主要針對土茯苓的化學成分及抗痛風作用研究做一綜述,為其進一步研究和開發(fā)利用提供依據。

1 土茯苓化學成分研究

土茯苓中主要化學成分有黃酮類、黃酮苷類、生物堿類、皂苷類、多糖類、揮發(fā)油類、苯丙素類、甾醇類、有機酸類、鞣質、蛋白質以及少量無機元素等。黃酮及黃酮苷類化合物主要為落新婦苷(Astilbin)、異落新婦苷(Isoastilbin)、新異落新婦苷(Neoisoastilbin)、異黃杞苷(Engeletin)、土茯苓素(Smitilbin)、土茯苓苷(Smiglabrin)和槲皮素(Quercetin)等。苯丙素類主要為3,5,4′-三羥基芪(白藜蘆醇)、3,5,2′,4′-四羥基芪、2,4,3′,5′-四羥基芪(氧化白藜蘆醇)等化合物。甾醇類化合物主要有β-谷甾醇、豆甾醇-3-0-B-D-吡喃葡萄糖苷等。有機酸類主要為油酸、亞油酸、棕櫚酸、琥珀酸、阿魏酸和莽草酸等。皂苷類化合物主要有薯蕷皂苷、提果皂苷、(2R、3R)-花旗素-3′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、2,4,6-三羥基苯乙酮-2,4-二-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、白藜蘆醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、正丁基-β-D-吡喃葡萄糖苷、正丁基-β-D-吡喃葡萄糖苷等。無機元素有Ca、Mg、Fe、Mn、Cd、K、Cu、Zn等?，F(xiàn)代藥理學研究其主要的活性成分為黃酮類和黃酮苷類、苯丙素類,也是發(fā)揮藥理作用的基礎物質,具有利尿、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗氧化、抗腫瘤和抗痛風等作用,而落新婦苷作為黃酮苷類主要成分,其含量高,具有顯著生物學效應[6]。2015版《中華人民共和國藥典》一部將落新婦苷作為土茯苓測定成分,規(guī)定土茯苓按干燥品計算,含落新婦苷(C21H22O11)不得少于0.45%。

2 土茯苓抗痛風作用及機制研究

2.1 土茯苓抗高尿酸血癥的研究 由于體內嘌呤代謝紊亂,尿酸排泄障礙,細胞外液中的尿酸鹽水平呈過飽和狀態(tài),在體內堆積,引起血中尿酸值增高,導致高尿酸血癥。長期高尿酸血癥會影響心腦血管系統(tǒng)與腎臟系統(tǒng),血尿酸水平是診斷痛風、糖尿病、高血壓等代謝障礙類疾病的重要生化指標[7]。在正常嘌呤飲食情況下,非同日兩次空腹測定血中尿酸水平,尿酸-男性>416.5 μmol/L、尿酸-女性>357.0 μmol/L即可認定為高尿酸血癥[8]。目前,西醫(yī)治療高尿酸血癥藥物主要包括4類:1)以嘌呤代謝酶為靶點的降尿酸藥物;2)以腎小管尿酸轉運體為靶點的降尿酸藥物;3)黃嘌呤氧化還原酶和腎小管尿酸轉運體雙重抑制劑;4)尿酸氧化酶[9]。

臨床研究表明,復方土茯苓顆粒可有效降低高尿酸血癥患者血尿酸水平,對于痰濕阻滯相關的中醫(yī)臨床癥狀有改善作用,遠期療效及安全性好[10]。復方土茯苓顆粒降尿酸作用機制可能與上調高尿酸血癥患者血清APN、NO水平,下調MCP-1、TNF-α、IL-6水平相關[11]。

黃嘌呤氧化酶(Xanthine Oxidase,XOD),是合成尿酸的關鍵酶,在動物肝臟中含量最高,可將次黃嘌呤和黃嘌呤氧化生成尿酸。隨著XOD活性的增強,嘌呤的分解代謝也將增多,引起尿酸生成增多,導致血尿酸水平升高。研究表明,通過抑制XOD的活性,增強機體抗氧化作用,減少嘌呤類分解代謝,可有效降低血尿酸水平[12]。研究證明,多數黃酮類化合物和落新婦苷可通過抑制XOD活性及促進尿酸排泄等防治高尿酸血癥[13]。郭淑云[14]等研究發(fā)現(xiàn),土茯苓水提物可降低高尿酸血癥模型小鼠血清尿酸水平和抑制血清XOD活性,推測其水提物可能是通過抑制XOD活性、減少嘌呤分解代謝,使尿酸生成減少,從而降低血尿酸水平。

尿酸排泄減少也會導致高尿酸血癥,正常生理情況下,腎小球對尿酸進行濾過,腎小管則對尿酸重吸收和分泌,以維持人體內正常尿酸水平。腎小管上皮細胞管腔膜(刷狀緣側)與基底外側膜上的某些有機陰離子轉運蛋白(URAT1、OAT1和OAT3等)負責尿酸在腎臟中的轉運。其中URAT1負責尿酸的重吸收,而OAT1和OAT3負責尿酸的排泄。這些陰離子轉運蛋白可調控人體內血尿酸濃度,是調控體內尿酸水平的主要靶點,提示調控URAT1、OAT1和OAT3的水平可用于治療高尿酸血癥[15]。孫紅[16]等研究發(fā)現(xiàn)土茯苓提取物可通過下調大鼠腎臟URAT1基因的mRNA表達來抑制對尿酸的重吸收,且作用強于苯溴馬隆。

GLUT-9轉運蛋白是重要的尿酸轉運體,包括GLUT-9a和GLUT-9b,前者分布廣泛,在腎臟、肝臟,軟骨組織以及小腸中都有分布,后者僅在腎臟、肝臟中表達。GLUT-9類轉運體具有高容量、親和力低等特點,通過促進尿酸排泄,降低血尿酸水平。Liu等[17]研究發(fā)現(xiàn),復方土茯苓顆粒可通過抑制高尿酸血癥小鼠腎臟中GLUT-9的表達,從而抑制腎小球對尿酸的重吸收,促進尿酸排泄進而降低體內血清尿酸水平。

近年來對于三磷酸腺苷結合盒轉運蛋白G(ATP-binding Casstte Superfamily G Mumble,ABCG)的全基因關聯(lián)研究證實,位于4號染色體的三磷酸腺苷結合盒轉運蛋白G2(ABCG2)與血尿酸水平、痛風患病率有關[18]。ABCG2對血中尿酸濃度的調控起重要作用,是高尿酸血癥藥物治療的靶點之一,可通過促進尿酸排泄以降低血尿酸水平[19]。李靜[20]發(fā)現(xiàn)復方土茯苓顆粒能通過上調尿酸轉運蛋白ABCG2的表達,促進尿酸排泄,從而降低大鼠體內尿酸水平。

2.2 土茯苓治療痛風性關節(jié)炎 長期嘌呤代謝障礙會導致尿酸鹽沉積在關節(jié),可引起急性關節(jié)炎,局部關節(jié)出現(xiàn)紅、腫、熱、痛的癥狀。若反復發(fā)作且治療不及時,容易引起慢性關節(jié)炎和關節(jié)變形,累及腎臟從而引起慢性間質性腎炎和腎尿酸結石形成。秋水仙堿、糖皮質激素和非甾體抗炎藥物作為急性痛風性關節(jié)炎的一線治療藥物,可對急性痛風關節(jié)炎起到鎮(zhèn)痛、抗炎、消腫的治療作用,雖有一定療效,但不良反應較大,不宜久用。根據臨床研究表明,土茯苓可用于治療急性痛風性關節(jié)炎。陳紅明[21]運用通痹土茯苓湯觀察治療急性痛風性關節(jié)炎的臨床療效,并與秋水仙堿對照,結果發(fā)現(xiàn)通痹土茯苓湯總有效率為97.5%優(yōu)于對照組的92.5%,并且不良反應少。贠明東[22]等研究發(fā)現(xiàn),用土茯苓萆薢湯治療急性痛風性關節(jié)炎的效果顯著,可有效降低血尿酸水平。土茯苓萆薢湯觀察組與秋水仙堿觀察組比較發(fā)現(xiàn),運用土茯苓萆薢湯治療急性痛風性關節(jié)炎,療效確切,且不良反應發(fā)生率低,更利于臨床應用。李微[23]研究發(fā)現(xiàn),以土茯苓作為君藥的痛風飲治療痛風性關節(jié)炎效果良好,有效率為93%,且安全性良好,未發(fā)現(xiàn)不良反應。

有研究表明,NF-κB信號轉導通路調控炎性反應因子IL-β的產生,其在痛風性關節(jié)炎發(fā)病過程中發(fā)揮關鍵作用[24]。NF-κBp65是重要的核轉錄調節(jié)因子,參與調控致炎因子和炎性反應遞質表達過程,IL-1β是重要的致炎因子,兩者均在人體組織破壞、水腫形成等多種病理損傷過程中廣泛存在[25]。若能有效降低單核細胞分泌的IL-1β、IL-6、PGE2和TNF-α等致炎因子水平,可消除炎性細胞在關節(jié)及其他結締組織的大量聚集,從而起到治療痛風性關節(jié)炎的作用。土茯苓中落新婦苷、二氫黃酮類以及薯蕷皂苷等具有較強的消炎作用。王環(huán)芬[26]等研究發(fā)現(xiàn)土茯苓萆薢方聯(lián)合美洛昔康片治療急性痛風性關節(jié)炎療效顯著,兩者合用降低急性痛風性關節(jié)炎患者的IL-1β和NF-κB p65水平更顯著。

mi-RNA是近年來發(fā)現(xiàn)的一類具有調控功能的小RNA片段,在諸多生物過程中起著不可忽視的作用。有學者[27]發(fā)現(xiàn)以土茯苓為主要成分的泄?jié)岢苑侥茱@著降低高尿酸血癥小鼠血清尿酸水平,并利用MicroRNA芯片篩選出32種發(fā)生顯著變化的mi-RNA,進一步使用靶基因預測在線工具進行預測發(fā)現(xiàn)miR-146a的表達與炎性反應因子白細胞介素IL-1β、1L-6有關。另外研究顯示[28],miR-146a可通過調控Treg細胞的功能從而抑制Th1型炎性反應因子的表達。朱明敏[29]等發(fā)現(xiàn)隨著復方土茯苓顆粒劑量的增加,大鼠體內血藥濃度增大,miR-146a mRNA表達上調,IL-1β、1L-6的表達則下調。提示復方土茯苓顆?？赡芡ㄟ^上調大鼠膝關節(jié)滑膜組織細胞miR-146a的表達,而抑制IL-1β、1L-6表達,從而緩解炎性反應。

2.3 土茯苓治療高尿酸血癥腎病的研究 高尿酸血癥腎病是繼發(fā)于高尿酸血癥后的繼發(fā)性腎病,由于長期血尿酸水平過高且未得到有效控制,尿酸鹽結晶聚積于腎小管細胞及腎間質中,從而引發(fā)炎性反應,導致腎功能損傷,可出現(xiàn)蛋白尿、夜尿以及滲尿等,其前期起病隱匿,易被誤診,持續(xù)發(fā)展將導致腎臟纖維化甚至導致腎衰竭。伴隨高尿酸血癥發(fā)病率的逐年升高,高尿酸血癥腎病發(fā)病率也呈逐年上升趨勢,在繼發(fā)性腎損傷中占有重要位置。有研究表明,高尿酸血癥腎病與痛風性關節(jié)炎輕重程度無關,即輕度關節(jié)炎患者也可能有腎損傷,重癥關節(jié)炎患者不一定有腎臟病變。遺傳因素、代謝異常、飲食不當、年齡增長等因素均可導致痛風性腎病[30]。

巨噬細胞和單核細胞在高尿酸血癥腎病的發(fā)生發(fā)展過程中起主要作用。單核細胞可分泌前炎性反應因子如TNF-α、IL-1β和IL-6等,其中TNF-α和IL-1β可以激活血管內皮細胞表達內皮細胞選擇素、血管細胞粘附分子、細胞間粘附分子,誘導中性細胞積聚至晶體沉積部位[31]。這些細胞因子通過促進腎小球系膜細胞增生、炎性反應細胞浸潤、細胞外基質沉積等,促使腎小球硬化與間質纖維化,最終導致終末期腎病。苯溴馬隆、別嘌醇等此類藥物雖能較快較好的降低血液中尿酸水平濃度,但對皮膚、血液系統(tǒng)和肝腎功能均有不同程度損害,停藥后易復發(fā)也使得高尿酸血癥的臨床用藥受到限制。

土茯苓中黃酮類成分具有抗炎、抗氧化活性,可能是土茯苓治療高尿酸血癥腎病的另一原因[32]。高尿酸血癥狀態(tài)下,腎小管細胞代謝異常產生活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS),通過氧化NF-κB而促進TNF-α和IL-1β的釋放,TNF-α和IL-1β增強一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase,iNOS)與環(huán)氧合酶-2(Cyclooxygenase-2,COX-2)的活性,分別產生NO和PGE2,最終導致腎損傷的炎性反應級聯(lián)反應。前人研究表明土茯苓中落新婦苷能有效減少ROS的蓄積,減少脂質過氧化,抑制自由基生成,還對NF-κB活化,TNF-α、IL-6的生成起抑制作用。落新婦苷能降低尿酸水平,改善高尿酸血癥引起的腎臟損傷,可通過抑制PGE2、TGF和CTGF的生成,從而保護腎臟功能[33]。

3 小結與展望

隨著生活水平的提高,大量嘌呤被攝入人體,導致痛風的發(fā)病率逐年增多。痛風的發(fā)病機制為人體尿酸失衡,包括:1)尿酸排泄減少;2)尿酸生成增多,導致尿酸鹽結晶引起炎性反應,其中,70%的痛風患者是由于體內尿酸排泄減少導致。目前治療痛風的藥物仍以西藥為主包括促進尿酸排泄藥物以及降低對尿酸重吸收藥物,但存在種類少、生物利用度低、耐受性差、不良反應多等缺點。因此,尋找資源廣、不良反應少、高效的治療痛風藥物迫在眉睫。從中醫(yī)學中尋找治療痛風的新藥物為治療痛風提供新方案,土茯苓中黃酮類、落新婦苷、苯丙素類、多糖類成分具有利尿、鎮(zhèn)痛、抗氧化、提高免疫力等藥理活性。但目前研究其作用機制多以粗提物或復方制劑為主,單一成分作用機制研究較少,且多數研究集中在高尿酸血癥,而針對痛風性關節(jié)炎和高尿酸血癥痛腎病的研究則相對較少。在今后的研究中,可側重于土茯苓中分離出來單體成分抗痛風作用及機制研究,從而開發(fā)安全有效治療痛風的藥物,為痛風患者謀福利。