抗缺氧中藥的研究進展

靳婉君，馬慧萍，楊林鵬，景臨林，樊鵬程

我國高原面積遼闊，缺氧是高原地區(qū)生活、工作和旅游常遇到的首要問題。當(dāng)機體不能適應(yīng)缺氧環(huán)境，則會引起一系列應(yīng)激反應(yīng)。機體對低氧環(huán)境的適應(yīng)能力不全而發(fā)生的綜合征稱為高原病[1]。當(dāng)機體緊急暴露于高海拔地區(qū)(≥2500 m)，會引起急性高原病，其主要癥狀有惡心、嘔吐、頭痛、頭暈、睡眠困難和疲勞等[1]。目前國內(nèi)外治療高原病的藥物主要是碳酸酐酶抑制劑、甲羥孕酮及糖皮質(zhì)激素類等[2]，但是這些藥物存在較大不良反應(yīng)，作為預(yù)防高原病的藥物并不理想。所以從傳統(tǒng)中藥中尋找不良反應(yīng)小、療效確切的候選中藥是當(dāng)前抗缺氧藥物研發(fā)的重點，以期開發(fā)出安全高效的抗缺氧損傷藥物。

1 具有潛在抗缺氧損傷的單味中藥

1.1胡黃連 胡黃連來源于玄參科植物胡黃連PicrorhizascrophulariifloraPennell的干燥根莖[3]。胡黃連的主要有效成分為胡黃連苷。胡黃連苷Ⅱ具有優(yōu)異的抗氧化作用，因為其含有兒茶酚基團的分子結(jié)構(gòu)，可以通過還原反應(yīng)直接清除氧自由基[4]。Li等[5]發(fā)現(xiàn)胡黃連苷可通過減少活性氧(reactive oxygen species， ROS)的產(chǎn)生和鈣積累以及增強抗氧化防御活性來保護心肌細胞免受缺氧/復(fù)氧(hypoxia/reoxygenation, H/R)引起的氧化應(yīng)激損傷。Meng等[6]通過胡黃連苷Ⅱ給藥干預(yù)新生大鼠H/R誘導(dǎo)心肌細胞，發(fā)現(xiàn)心肌細胞中ROS的產(chǎn)生和鈣的積累受到了抑制，證明胡黃連苷Ⅱ可以通過抑制ROS的產(chǎn)生改善線粒體功能，從而保護心肌細胞免受H/R誘導(dǎo)的細胞氧化應(yīng)激損傷和凋亡。

1.2紅景天 紅景天來源于景天科植物大花紅景天Rhodiolacrenulata(Hook. f. et Thoms.)H.Ohba的干燥根和根莖[3]。急性高海拔缺氧可誘導(dǎo)機體大腦神經(jīng)遞質(zhì)和激素水平的改變。李洋洋等[7]發(fā)現(xiàn)受試者服用紅景天后，再次暴露于低壓缺氧環(huán)境時，受試者體內(nèi)的多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素含量下調(diào)，腎上腺素含量升高，并且能提高機體在高海拔缺氧條件下的勞動能力。田心等[8]研究發(fā)現(xiàn)，紅景天苷可以減輕H/R對乳鼠心肌細胞造成的損傷，其作用途徑主要是通過減少心肌細胞的凋亡，保護心肌細胞線粒體功能來實現(xiàn)的。

1.3靈芝 靈芝來源于多孔菌科真菌赤芝Ganodermalucidum(Leyss. ex Fr.) Karst.或紫芝GanodermasinenseZhao的干燥子實體[3]，其有效成分為靈芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharides, PSG-1)，具有抗氧化和免疫調(diào)節(jié)活性的作用[9]。Li等[10]報道，PSG-1可以保護H/R損傷引起的心肌細胞的凋亡，減少H/R誘導(dǎo)的ROS產(chǎn)生，升高線粒體膜電位，降低細胞色素C從線粒體向質(zhì)的釋放。此外，PSG-1能夠顯著增加心肌細胞中錳超氧化物歧化酶的表達水平。Zhang等[11]發(fā)現(xiàn)PSG-1可以改善缺氧誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，并保護缺氧損傷引起的人臍靜脈內(nèi)皮細胞的凋亡。

1.4黃芪 為豆科植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao或膜莢黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根[3]，在傳統(tǒng)中藥中，黃芪補氣虛，用于治療慢性疾病。黃芪總黃酮是黃芪的活性成分，Liu等[12]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪總黃酮可以舒張去氧腎上腺素收縮的腸系膜動脈，并在缺氧條件下顯著刺激細胞增殖，但在常氧條件下無影響。該作用途徑主要是Akt/eNOS信號通路的激活，從而促進血管舒張和發(fā)揮抗凋亡作用。黃芪甲苷Ⅳ是位于黃芪甲苷提取物中的單體，Guan等[13]發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷Ⅳ促進了缺氧環(huán)境下心肌細胞的存活，乳酸脫氫酶釋放減弱，ROS產(chǎn)生和細胞凋亡，穩(wěn)定了線粒體膜電位并降低了細胞內(nèi)鈣超載，對缺氧損傷的心肌細胞具有保護作用。Huang等[14]證實，黃芪甲苷Ⅳ對H/R損傷的心臟具有保護作用，是通過Notch1/Hes1信號通路來預(yù)防H/R損傷。

1.5枸杞 枸杞來源于茄科植物寧夏枸杞LyciumbarbarumL.的干燥成熟果實[3]，有效成分為枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharides，LBP)。Lam等[15]研究發(fā)現(xiàn)，LBP對慢性間歇性缺氧(chronic intermittent hypoxia， CIH)誘導(dǎo)的空間記憶缺陷具有神經(jīng)保護作用，LBP的抗氧化和抗炎特性對于CIH誘導(dǎo)空間記憶缺陷的神經(jīng)保護是至關(guān)重要的，因為LBP可以調(diào)節(jié)ROS和抗氧化酶的水平以拮抗CIH誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，同時還抑制了CIH誘導(dǎo)的炎癥。Li等[16]研究發(fā)現(xiàn)，LBP可改善缺氧條件下受到損傷的H9c2細胞的細胞活力，并抑制細胞凋亡，該作用途徑與LBP在缺氧時可以下調(diào)miR-122表達有關(guān)，從而在體內(nèi)發(fā)揮心臟保護作用。

1.6黃芩 黃芩為唇形科植物黃芩ScutellariabaicalensisGeorgi的干燥根[3]。黃芩苷是黃芩的有效成分，對心臟具有保護作用。黃芩苷能預(yù)防H/R誘導(dǎo)的H9c2心肌細胞凋亡和氧化應(yīng)激，其作用是通過增強H9c2心肌細胞中的線粒體醛脫氫酶2的活性和表達來實現(xiàn)的[17]。同時黃芩苷能抑制缺氧性肺動脈高壓條件下Ⅰ型膠原的形成，并且對Ⅰ型膠原的積累有著至關(guān)重要的作用，因此可用黃芩苷治療缺氧性肺動脈高壓以及預(yù)防缺氧環(huán)境下肺動脈重塑[18]。Zhang等[19]研究發(fā)現(xiàn)，黃芩苷給藥可抑制肺動脈平滑肌細胞(pulmonary artery smooth muscle cells, PASMCs)增殖，肺動脈高壓的特征主要是PASMCs的增殖，因此黃芩苷可以預(yù)防由慢性缺氧引起的缺氧性肺動脈高壓。

1.7白鮮皮 白鮮皮又名八股牛、羊鮮草，為蕓香科植物白鮮DictamnusdasycarpusTurcz.的干燥根皮[3]。Li等[20]通過白鮮皮水提物對H/R誘導(dǎo)心肌細胞氧化應(yīng)激和凋亡的研究，發(fā)現(xiàn)白鮮皮水提物干預(yù)可以降低心肌細胞ROS的產(chǎn)生、增加超氧化物歧化酶和降低丙二醛水平，同時可以改善H/R誘導(dǎo)的線粒體膜電位，使抗凋亡蛋白Bcl-2/促凋亡蛋白Bax比率增高以及細胞色素C的釋放增多，從而阻止H/R誘導(dǎo)的心肌細胞氧化應(yīng)激和凋亡。

1.8五味子 五味子為木蘭科植物五味子Schisandrachinensis(Turcz.)Baill.的干燥成熟果實[3]，習(xí)稱“北五味子”。五味子醇乙素(schisandrin B， Sch.B)是從五味子中分離出的最豐富的二苯并環(huán)辛二烯。Sch.B可以作用于靶向轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor-β1， TGF-β1)對缺氧所致的肺動脈高壓進行保護，Wu等[21]發(fā)現(xiàn)Sch.B可以減輕缺氧條件下培養(yǎng)的PASMCs及肺動脈高壓的嚴重程度。保護途徑主要是通過TGF-β1下游信號通路直接作用于血管平滑肌細胞介導(dǎo)的，此研究結(jié)果為肺動脈高壓的治療提供了實驗基礎(chǔ)。

2 具有潛在抗缺氧損傷的復(fù)方藥物

2.1通心絡(luò)膠囊 通心絡(luò)膠囊由人參、酸棗仁(炒)、冰片等組成，目前常被用來治療心血管疾病。急性心肌梗死進行成功的心肌缺血再灌注是挽救瀕危心肌細胞并改善臨床預(yù)后的最有效策略[22]，然而，再灌注的過程又會誘發(fā)新的損傷。Chen等[23]研究發(fā)現(xiàn)，通心絡(luò)膠囊處理增加了核糖體蛋白S6激酶(p70s6k)的磷酸化，并通過促進p70s6k1的表達保護心肌細胞不受H/R誘導(dǎo)的損傷。因此通心絡(luò)膠囊可以作為預(yù)防心肌再灌注損傷的潛在藥物。Wang等[24]研究發(fā)現(xiàn)，通心絡(luò)膠囊可緩解低壓缺氧性肺動脈高壓，主要通過減輕肺小動脈增厚、平滑肌增厚和增殖來預(yù)防血管重塑。慢性缺氧后血管損傷主要為內(nèi)皮損傷和緊密連接(tight junctions， TJs)的結(jié)構(gòu)性損傷，從而導(dǎo)致各種心血管疾病，而通心絡(luò)膠囊可以改善體內(nèi)和體外慢性缺氧后內(nèi)皮功能，作用機制與通心絡(luò)膠囊促進內(nèi)皮細胞增殖和增加Krüppel樣轉(zhuǎn)錄因子4磷酸化的能力有關(guān)，從而逆轉(zhuǎn)其對TJs結(jié)構(gòu)性損傷的影響[25]。

2.2丹紅注射液 丹紅注射液以丹參、紅花為主藥，被廣泛用于治療缺血性心臟病。Duan等[26]使用H/R損傷和H2O2氧化應(yīng)激損傷的模型，發(fā)現(xiàn)丹紅注射液可以抑制H/R誘導(dǎo)的ROS產(chǎn)生，以及H2O2誘導(dǎo)的線粒體Ca2+超載，從而對缺氧損傷的心肌進行保護，其作用機制是通過減輕ROS產(chǎn)生，以及抑制線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔開放來保護心肌。

2.3芪參益氣滴丸 該藥由黃芪、丹參、三七、降香組成，具有益氣通脈，活血止痛的功效。Yu等[27]探討該藥對慢性缺氧性心肌損傷的影響，結(jié)果顯示芪參益氣滴丸能改善慢性缺氧引起的心肌損傷，改善心肌功能，減少心肌細胞凋亡，從而為臨床用于治療慢性心血管疾病提供實驗依據(jù)。

2.4益氣補腎方 白附片、玉竹、黨參、黃芪、淫羊藿等是組成益氣補腎方的主要藥物，具有補腎、益氣、健脾寧神的功效，臨床上多用于治療糖尿病性腦病。Liu等[28]研究發(fā)現(xiàn)，缺氧和氧化應(yīng)激與糖尿病并發(fā)癥和神經(jīng)退行性疾病有關(guān)，該藥具有抗氧化作用，并通過調(diào)節(jié)凋亡從而實現(xiàn)對H/R誘導(dǎo)海馬神經(jīng)損傷的保護作用。該藥主要是通過降血糖、抗氧化活性，進而改善H/R誘導(dǎo)的腦損傷。

2.5利舒康膠囊 利舒康膠囊由紅景天、手掌參、甘青青蘭、烈香杜鵑、黃柏、甘草加工而成。具有溫升胃火，生精養(yǎng)血等功效。馬慧萍等[29]通過常壓密閉缺氧耐受力實驗和急性減壓缺氧耐受力實驗發(fā)現(xiàn)，利舒康膠囊對模擬高原缺氧環(huán)境造成的缺氧損傷具有明顯的緩解作用。

2.6血府逐瘀湯 該方由柴胡、當(dāng)歸、地黃、赤芍、紅花等組成，具有活血祛瘀，行氣止痛的作用。臨床上常用來治療各種心血管疾病，如不穩(wěn)定型心絞痛和心肌缺血再灌注損傷等。Shi等[30]通過建立H/R誘導(dǎo)的H9c2細胞損傷模型發(fā)現(xiàn)，血府逐瘀湯干預(yù)后，自噬體形成減少，LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ蛋白表達比率降低和Beclin 1的表達減少，說明血府逐瘀湯干預(yù)顯著抑制H/R誘導(dǎo)的自噬。其機制是抑制AMPK的活化并上調(diào)哺乳動物雷帕霉素靶蛋白的磷酸化，從而發(fā)揮在H/R期間的心臟保護作用。

3 思考與展望

3.1建立穩(wěn)定可靠的缺氧模型 目前常見的缺氧損傷有急性高原病、腦水腫、肺水腫、肺動脈高壓、高原性心臟病等[31]。而解釋各類缺氧的病理機制，尋找和發(fā)現(xiàn)抗缺氧藥物重要的途徑就是建立穩(wěn)定可靠的缺氧動物或者細胞模型，并應(yīng)用模型進行生理、藥效研究，從而探究出缺氧損傷的機制以及給藥干預(yù)的結(jié)果。常用的抗缺氧模型包括：物理缺氧，其主要是通過控制氧氣濃度以及降低壓力來建立缺氧模型；化學(xué)缺氧，其主要是使用化學(xué)試劑導(dǎo)致血紅蛋白數(shù)量減少或性質(zhì)改變而建立缺氧模型。但臨床上所見的缺氧往往是包括了低張性缺氧、循環(huán)性缺氧、血液性缺氧、組織性缺氧的混合性缺氧[32]。如由缺氧誘導(dǎo)的心肌細胞損傷，可能是心肌缺血再灌注損傷的重要過程，以及慢性缺氧可能是肺動脈高壓肺動脈重塑的重要危險因素，如何復(fù)制缺氧誘導(dǎo)的肺動脈重塑模型，在研究肺血管重塑方面具有重要意義[33]。而目前所用的缺氧模型仍以單一缺氧為主，準確復(fù)制復(fù)雜缺氧疾病的相關(guān)模型尚有待建立。因此建立穩(wěn)定可靠的缺氧模型對今后缺氧相關(guān)疾病的研究至關(guān)重要。

3.2展望 近年來，中藥由于療效好、不良反應(yīng)小的優(yōu)點在臨床缺氧性疾病治療中的應(yīng)用越來越廣泛，但目前大多數(shù)研究對抗缺氧損傷的中藥僅限于藥效的研究。因此，通過深入研究抗缺氧藥物的保護機制，并進一步開展其藥動學(xué)及臨床療效研究，充分發(fā)揮其藥理活性是今后的研究方向，抗缺氧中藥及其復(fù)方制劑將得到更好的開發(fā)和應(yīng)用。