人參皂苷Re對(duì)心血管系統(tǒng)的藥理作用研究進(jìn)展

田 靜，任雨賀，劉淑瑩，2*，萬茜淋*

(1.長春中醫(yī)藥大學(xué)吉林省人參科學(xué)研究院，吉林長春 130117；2.中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，吉林長春 130022)

人參(PanaxginsengC.A.Mey.)為多年生草本植物，并享有“百草之王”的美譽(yù)，是我國乃至東南亞傳統(tǒng)中藥和滋補(bǔ)佳品，據(jù)《神農(nóng)百草經(jīng)》記載人參具有“主養(yǎng)命以應(yīng)天，無毒，多服久服不傷人，欲輕身益氣不老延年”的功效[1]。人參皂苷(ginsenoside)為人參中的主要活性成分，以糖苷基架構(gòu)的不同而被分為達(dá)瑪烷型和齊墩果烷型2種類型。原人參三醇型(protopanaxatriol type，PPT)屬于達(dá)瑪烷型皂苷，人參皂Re(ginsenoside Re，GS-Re)為原人參三醇型(PPT)中的單體皂苷之一，是近幾年來單體人參皂苷的研究熱點(diǎn)[2]。研究表明，人參皂苷Re主要存在于五加科人參屬植物及菌蘆科絞股藍(lán)屬植物的根、莖、葉或花蕾中[3]。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，目前我國因患有心血管疾病(cardiovascular diseases，CVD)的患者死亡率仍處于持續(xù)增長階段，占居民疾病死亡構(gòu)成的40%以上，高于其他疾病的致死率，位居榜首[4]。心血管疾病具有發(fā)病形式多樣、并發(fā)癥多等特點(diǎn)，它的發(fā)生發(fā)展與心肌生理結(jié)構(gòu)的改變、Ca2+離子信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞代謝功能、氧化應(yīng)激反應(yīng)、腎素-血管緊張素系統(tǒng)的激活和線粒體功能障礙等方面有著密切的聯(lián)系[5]。近年來，眾多學(xué)者對(duì)人參皂苷Re在保護(hù)心血管系統(tǒng)方面的藥理作用及作用機(jī)制進(jìn)行了研究。筆者歸納了人參皂苷Re對(duì)心血管系統(tǒng)保護(hù)作用的相關(guān)科研成果，為挖掘人參皂苷Re在保護(hù)心血管系統(tǒng)方面的臨床應(yīng)用與新藥研發(fā)提供參考。

1 對(duì)心肌缺血組織的保護(hù)作用

1.1改善心肌缺血作用心肌缺血(myocardial ischemia，MI)為中老年人常見的心血管疾病，是指心肌血液供需失衡，導(dǎo)致心臟供氧減少，出現(xiàn)心肌能量代謝出現(xiàn)障礙的病理狀態(tài)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在心肌缺血時(shí)人參皂苷Re具有升高血壓的作用，增加左室收縮壓與心率，調(diào)節(jié)心肌缺血時(shí)心肌的舒縮功能[6]。

曹霞[7]研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Re能夠通過改善心肌萎縮和舒張、降低全身血液及血漿黏度，使心肌缺血的范圍縮小。陳彩霞[8]利用家兔復(fù)制觸發(fā)性室性心律失常模型，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Re能夠通過改善心肌萎縮和舒張、降低全身血液及血漿黏度，使心肌缺血的范圍縮小。冷雪等[9]以人參皂苷Re對(duì)急性心肌缺血大鼠進(jìn)行預(yù)處理證明，人參皂苷Re具有抗心肌缺血作用，其機(jī)制可能與增加心肌血流量、穩(wěn)定抗氧化系統(tǒng)、調(diào)節(jié)凋亡蛋白表達(dá)及Janus蛋白酪氨酸激酶2/轉(zhuǎn)錄激活子3(janus protein tyrosine kinase 2/transcriptional activator 3，JAK2/STAT3)信號(hào)通路有關(guān)。Wang等[10]以雄性Wistar大鼠為研究對(duì)象，連續(xù)7 d灌胃人參皂苷Re(5、20 mg/kg)，然后皮下注射異丙腎上腺素連續(xù)20 d，劑量為20 mg/(kg·d)；以肌鈣蛋白T、肌酸激酶MB、丙二醛(malonaldehyde，MDA)、谷胱甘肽(glutathione，GSH)等為指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Re通過調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的抗氧化功能，從而達(dá)到保護(hù)異丙腎上腺素誘導(dǎo)的心肌缺血的作用。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[11]，SLC4A1為紅細(xì)胞膜上的糖蛋白，在穩(wěn)定紅細(xì)胞膜生理結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)紅細(xì)胞攜氧、釋氧平衡及能量代謝等方面起著關(guān)鍵性作用，與心血管疾病有著密切的關(guān)聯(lián)。筆者認(rèn)為以上研究為人參皂苷Re對(duì)心血管疾病作用機(jī)制的研究提供新的參考方向。

1.2抗心肌缺血再灌注損傷心肌缺血再灌注損傷(ischemia reperfusion injury，IRI)是指心肌缺血組織恢復(fù)血流供給時(shí)，對(duì)器官造成了結(jié)構(gòu)上的損害及代謝功能上的障礙，是誘發(fā)冠心病的主要病因，臨床上患者主要表現(xiàn)為心絞痛、急性心肌梗死、心力衰竭等癥狀[12]。經(jīng)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，心肌缺血再灌注損傷的機(jī)制，主要是與缺血時(shí)細(xì)胞內(nèi)氧自由基(oxygen free radical，OFR)的產(chǎn)生過多、細(xì)胞內(nèi)的鈣超載、細(xì)胞中性粒細(xì)胞浸潤、細(xì)胞凋亡、微循環(huán)及能量代謝障礙等方面有關(guān)[13]。

心肌缺血時(shí)細(xì)胞內(nèi)OFR過剩，導(dǎo)致活性氧(reactive oxygen species，ROS)大量積蓄，而清除活性自由基的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、谷胱甘肽過氧化酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、過氧化氫酶(catalase，CAT)和維生素等的活性降低，機(jī)體內(nèi)的氧化與抗氧化作用失衡，ROS與不飽和脂肪酸及蛋白質(zhì)發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，破壞了細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)與生理功能[14-15]。 其中MDA為體內(nèi)自由基與生物膜的不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，因此是間接反映組織細(xì)胞的氧化損傷程度的指標(biāo)[16]。據(jù)研究表明，人參皂苷Re為三醇組中抗氧化能力最強(qiáng)[17-18]。李杰等[19]用高脂高糖飼料喂養(yǎng)，腹腔注射鏈脲佐菌素(streptozocin，STZ)35 mg/kg 制作Wistar大鼠糖尿病模型，以血糖、血脂、血清和心肌組織中SOD的活性與MDA為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Re能明顯提高抗氧化酶的活性，降低MDA 的水平。人參皂苷Re具有抑制內(nèi)源性及外源性的氧化劑，改善缺血再灌注心肌的收縮能力，可以增加心肌細(xì)胞的存活率，減少中性粒細(xì)胞數(shù)，降低髓過氧化物酶活性，減少自由基產(chǎn)生等[20-21]。

Shen 等[22]在1972 年經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，夾閉犬心臟冠狀動(dòng)脈一段時(shí)間，再次進(jìn)行血液灌注后，會(huì)加快鈣離子在細(xì)胞內(nèi)的聚積，從而提出了在心肌缺血再灌注損傷中的鈣超載學(xué)說。經(jīng)進(jìn)一步研究表明，當(dāng)缺血再灌注發(fā)生時(shí)，細(xì)胞中因缺氧發(fā)生了糖降解反應(yīng)，造成乳酸的堆積，且在此期間存在能量代謝障礙，ATP急劇缺乏，加劇了細(xì)胞內(nèi)的鈉離子過載，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Na+外流、細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流，造成細(xì)胞內(nèi)鈣超載[23]。研究人員應(yīng)用單通道膜片鉗技術(shù)，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)人參皂苷Re可顯著抑制乳鼠培養(yǎng)心肌細(xì)胞鈣通道的活動(dòng)，且對(duì)通過通道的離子流幅度并無明顯影響[24-25]。人參皂苷Re可通過對(duì)K+-L型鈣離子通道的交換速率的調(diào)節(jié)作用，縮短動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間(action potential duration，APD)，從而保護(hù)心臟免受缺血再灌注損傷，并控制NO通道，參與機(jī)體的生命活動(dòng)[26]。此外經(jīng)研究證實(shí)，人參皂苷Re能夠減少大鼠心肌缺血再灌注損傷中的梗死區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)的面積比值(infarction size/area at risk，IS/AAR)，減少血清中LDH、CK、IL-1β、IL-8、TNF-α的含量[27-28]。

2 抗心肌細(xì)胞凋亡

心肌細(xì)胞的凋亡對(duì)心肌缺血和心肌梗死的發(fā)生發(fā)展均有一定的影響，其過程是受到許多因子的共同作用，其中最主要的就是Bcl-2/Bax值，其比值與細(xì)胞凋亡率呈反比例關(guān)系[29]。曾和松等[30-31]研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Re可以減少心肌細(xì)胞凋亡的機(jī)制，可能是抑制促凋亡基因(Bax、Bad、Fas)的表達(dá)，使Bcl-2/Bax、Bcl-2/Bad和Bcl-2/Fas比值增大。高瑩等[32]分析發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Re可減少胱天蛋白酶(Caspase-3)表達(dá)，減少大鼠的心肌細(xì)胞凋亡。參與細(xì)胞凋亡的不僅有凋亡的相關(guān)基因，還有細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中的信號(hào)通路。吳紅金等[33]用60Co照射心肌細(xì)胞誘導(dǎo)凋亡，經(jīng)試驗(yàn)得出結(jié)論，人參皂苷Re對(duì)60Co照射所致的心肌細(xì)胞凋亡具有明顯的保護(hù)作用，應(yīng)用RT-PCR和western blotting技術(shù)經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，其作用機(jī)制是有效抑制了凋亡基因Caspase-3、Bax的過度表達(dá)，并且與JNK、p38激酶信號(hào)通路的作用有關(guān)。

3 抗心律失常作用

3.1抗心肌縫隙連接重塑縫隙連接重塑(gap-junction remodeling)是指在病理狀態(tài)下，主要存在于心肌細(xì)胞中的縫隙連接蛋白CX43(connexin 43，CX43)的表達(dá)降低，并伴有非均勻化，改變電傳導(dǎo)的各向異性，降低電傳導(dǎo)速率[34]。其中縫隙連接蛋白的表達(dá)與分布異常及心臟電生理的改變會(huì)使竇房結(jié)細(xì)胞減少誘發(fā)病態(tài)竇房結(jié)綜合征，臨床表現(xiàn)為緩慢型心律失常[35]。張渤[36]利用血管緊張素Ⅱ在離體心房灌流模型中誘導(dǎo)縫隙連接重塑，經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Re通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptorγ，PPARγ)發(fā)揮抵制血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的縫隙連接重塑的作用。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，激活過氧化物酶體增殖物激活受體(eroxisome proliferator-activated receptor β，PPARβ)及其配體可通過抗炎、抗氧化應(yīng)激及改善糖、脂代謝等多靶點(diǎn)作用的機(jī)制，發(fā)揮預(yù)防及改善心血管系統(tǒng)疾病的作用[37]。

3.2對(duì)離子通道的作用據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，人參皂苷抗心律失常的機(jī)制主要包含以下幾個(gè)方面：對(duì)鈣離子的控制作用、對(duì)ATP敏感性鉀通道(ATP sensitive potassium channels，KATP)的調(diào)節(jié)、消除氧自由基、促進(jìn)NO的生成以及膜穩(wěn)定性作用等[38]。Hu[39]研究指出，人參皂苷Re具有抗心律失常、抗缺血、促進(jìn)血管生成再生和相關(guān)的心臟電生理活動(dòng)的作用。陳彩霞[8]以家兔為動(dòng)物模型，經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Re對(duì)觸發(fā)性、缺血性、折返性心律失?？赡苡凶饔?，在臨床上可用于觸發(fā)性室性心律失常的治療。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，人參皂苷Re對(duì)心臟的收縮性與自律性均有影響，人參皂苷Re對(duì)心室肌細(xì)胞電壓依賴性的鈉通道有抑制作用，對(duì)鈣、鉀離子通道也產(chǎn)生抑制影響，其抑制程度與人參皂苷Re濃度呈正相關(guān)[40]。徐佳蘅等[41]利用斯氏法制備離體蟾蜍心臟標(biāo)本進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Re對(duì)離體蟾蜍心臟收縮性具有雙向調(diào)節(jié)作用，這種調(diào)節(jié)作用可能與調(diào)控心肌胞膜上的鈣離子通道有關(guān)。

4 對(duì)心肌細(xì)胞的減毒作用

參附注射液源自傳統(tǒng)古方參附湯，主要成分為人參皂苷和烏頭類生物堿，經(jīng)現(xiàn)代研究表明，它對(duì)心血管系統(tǒng)疾病具有治療作用[42]。肖勇[43]用注射烏頭堿誘發(fā)大鼠心律失常模型，觀察參附注射液對(duì)其作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其有效成分人參皂苷Re對(duì)細(xì)胞色素CYP2C11基因、CYP2J3基因及mRNA水平有誘導(dǎo)作用，對(duì)細(xì)胞色素P450 CYP4A1的mRNA及CYP4A1功能蛋白水平有抑制作用?？梢姡藚⒃碥誖e可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞色素羥氧化酶和表氧化酶之間的平衡發(fā)揮對(duì)心肌細(xì)胞的減毒保護(hù)作用。而目前人參皂苷Re的減毒作用機(jī)制相關(guān)報(bào)道較少，筆者認(rèn)為對(duì)此領(lǐng)域可進(jìn)一步深入研究。

5 結(jié)語

人們不均衡的日常飲食、不規(guī)律的作息時(shí)間等不良生活習(xí)慣導(dǎo)致心血管疾病的患病率持續(xù)增高。為攻克心血管系統(tǒng)疾病這一難題，科研者們需要尋找毒副作用小且具有多靶點(diǎn)作用的有效藥物。迄今為止，人們發(fā)現(xiàn)人參皂苷Re具有改善心肌缺血、抗心肌缺血再灌注損傷、抗心肌細(xì)胞凋亡、抗心律失常、對(duì)縫隙連接重塑的作用及對(duì)心肌細(xì)胞的減毒作用等方面對(duì)心血管系統(tǒng)的保護(hù)作用，為心血管系統(tǒng)疾病的治療帶來了希望。盡管近年來學(xué)者們對(duì)人參皂苷Re保護(hù)心血管系統(tǒng)的作用機(jī)制進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了一定的進(jìn)展，但是為了能給臨床應(yīng)用提供更多理論和數(shù)據(jù)支持，仍需進(jìn)一步的深入探討。筆者認(rèn)為需要以藥效研究為基礎(chǔ)，采用藥代動(dòng)力學(xué)研究和分析手段，進(jìn)一步挖掘透徹的作用機(jī)制，為研發(fā)新型高效的心血管系統(tǒng)保護(hù)劑提供指導(dǎo)性作用。