葛根素的現(xiàn)代分子藥理學(xué)作用機(jī)制及臨床應(yīng)用進(jìn)展

樊紅波 郭晶 辛斌全

天水市中醫(yī)醫(yī)院，甘肅 天水741000

葛根為臨床常用中藥，《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載葛根具有解肌退熱、升陽(yáng)透疹，生津止瀉的功效，葛根素是葛根本屬的特有成分且含量最高［1］?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，葛根素具有調(diào)節(jié)心臟代謝、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞、降血糖及抗炎等作用，其中以維護(hù)心腦血管健康的作用尤為顯著，臨床上主要用于治療心血管疾病［2］。深入了解葛根素的現(xiàn)代藥理學(xué)作用機(jī)制，可為其在臨床應(yīng)用中提供理論依據(jù)，以進(jìn)一步深入擴(kuò)展其臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 葛根素現(xiàn)代藥理學(xué)作用機(jī)制

1.1 治療心血管系統(tǒng)疾病

1.1.1 抑制血管平滑肌細(xì)胞的異常增殖。血管平滑肌細(xì)胞（vascular smooth muscle cell，VSMCs）的異常增殖在動(dòng)脈粥樣硬化、介入后再狹窄等血管增殖性疾病的發(fā)生發(fā)展過程中具有重要作用，因而降低VSMCs 異常增殖可有效地緩解該類疾病的發(fā)生及發(fā)展。有研究表明［3］，葛根素可抑制同型半胱氨酸所誘導(dǎo)的VSMCs 增殖，其濃度在10-7～10-5mol/L 時(shí)，抑制作用與濃度呈正相關(guān)，并對(duì)VSMCs 增殖周期中S 期及G0/G1 期細(xì)胞均有抑制作用，提示葛根素抑制VSMCs 增殖作用與細(xì)胞周期阻滯有關(guān)。葛根素對(duì)VSMCs 增殖抑制作用與抑制凝血酶受體mRNA 表達(dá)及c-fos 與bcl-2 基因表達(dá)有關(guān)［4］，但寧尚秋等［5］通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葛根素可有效地降低細(xì)胞核抗原表達(dá)，從而減少VSMCs 增殖。因此葛根素減少心腦血管疾病的發(fā)生發(fā)展可能與其對(duì)VSMCs增殖抑制作用有關(guān)，但其作用機(jī)制尚未明確，可能是通過對(duì)上述通路的抑制而發(fā)揮作用。

1.1.2 內(nèi)皮功能保護(hù)作用。血管內(nèi)皮功能不全是動(dòng)脈粥樣硬化的基本病理改變。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明［6］，葛根素能明顯降低血管緊張素（angiotensin，Ang）Ⅱ誘導(dǎo)的高血壓大鼠的血壓水平，減輕AngⅡ引起的動(dòng)脈內(nèi)膜增厚和心肌細(xì)胞肥大，削弱動(dòng)脈血管的內(nèi)皮依賴性舒張功能，避免內(nèi)皮功能及靶器官的損傷；同時(shí)能改善內(nèi)皮依賴性舒張功能，并逆轉(zhuǎn)AngⅡ引起的蛋白量變化，其機(jī)制可能和自身抗氧化及上調(diào)p-e NOs 的作用有關(guān)。氧化型低密度脂蛋白是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展中的關(guān)鍵物質(zhì)，而溶血磷脂酞膽堿為其主要成分，研究發(fā)現(xiàn)，葛根素可直接對(duì)抗溶血磷脂酰膽堿所致的血管內(nèi)皮功能損傷，這是通過降低糖基化牛血清白蛋白損傷兔血管內(nèi)皮依賴性舒張功能，升高血管組織中NO 含量和超氧化物歧化酶活性，從而對(duì)內(nèi)皮發(fā)揮保護(hù)作用［7］。

1.1.3 對(duì)離子通道的影響作用。有研究表明，葛根素在1.2~9.6mmol/L 時(shí)對(duì)大鼠心肌細(xì)胞離子通道瞬時(shí)外向鉀電流（Ito）沒有明顯的抑制效應(yīng)，然而在高濃度（19.2 mmol/L）時(shí)抑制作用明顯，通過對(duì)Ito 抑制而延長(zhǎng)有效不應(yīng)期，從而發(fā)揮抗心律失常的作用；此外，葛根素可增強(qiáng)大鼠腎動(dòng)脈血管平滑肌細(xì)胞大電導(dǎo)鈣激活鉀通道（BKCa）電流，而在缺氧條件下，能抑制心肌細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+濃度，對(duì)心肌具有一定的保護(hù)作用［8］。在體外心肌興奮性實(shí)驗(yàn)表明，葛根素可有效地延長(zhǎng)動(dòng)作電位2期時(shí)相和總時(shí)程［9］。早期研究發(fā)現(xiàn)葛根素可通過阻滯心肌細(xì)胞β 腎上腺能受體，從而發(fā)揮抗心肌缺血缺氧的功效［10］。

1.1.4 舒張血管作用。劉蓉等［11］通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葛根素單體可舒張動(dòng)脈血管，在濃度為0.01g/L、0.05g/L及0.10 g/L 時(shí)對(duì)大鼠胸主動(dòng)脈舒張率分別為18.03%、45.73%及66.36%。也有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葛根素能夠濃度依賴性舒張已預(yù)收縮的大鼠腎動(dòng)脈，其最大舒張幅度為67.86%，但BKCa 阻斷劑的干預(yù)可使葛根素對(duì)大鼠腎動(dòng)脈的舒張幅度減小21.04%，表明其舒張動(dòng)脈作用與BKCa 有關(guān)［9］。

1.1.5 調(diào)節(jié)血脂及對(duì)凝血系統(tǒng)作用。血脂異常是多種心血管疾病的重要誘因。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，葛根素可降低高脂血癥小鼠的TC，LDL-C，升高HDL-C，有效調(diào)節(jié)小鼠血脂［12］。其對(duì)血脂的條件作用可能是由于其分子結(jié)構(gòu)中含豐富的酚輕基，是強(qiáng)大的氧自由基捕獲劑，不僅抑制自由基的產(chǎn)生，同時(shí)加快其清除，從而降低了血脂及其對(duì)凝血系統(tǒng)的影響［13］。血小板聚集及血栓形成是心血管疾病的病理基礎(chǔ)，凝血功能異常和血小板功能亢進(jìn)是促進(jìn)血栓形成的常見原因。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，葛根素高、中、低劑量組均可延長(zhǎng)出、凝血時(shí)間，且具有一定的量效關(guān)系，對(duì)ADP 誘導(dǎo)的血小板聚集也有較強(qiáng)的抑制作用且呈劑量依賴關(guān)系；在血液流變學(xué)方面，葛根素能降低高、中、低切變率時(shí)的全血黏度、可使紅細(xì)胞壓積、紅細(xì)胞變形指數(shù)及紅細(xì)胞電泳時(shí)間均降低；此外，葛根素具有抗凝血作用，能有效抑制血小板的聚集，降低血液黏滯度，改善血流，防止血栓的形成［14］。

1.2 治療糖尿病腎病作用 糖尿病腎?。╠abetic nephropathy，DN）是糖尿病常見的并發(fā)癥之一，具有較高的致死、致殘率，現(xiàn)代藥理學(xué)表明葛根素對(duì)DN 具有較好的治療作用［15］。有研究發(fā)現(xiàn)，葛根素對(duì)DN 的治療作用可能與其對(duì)多種生長(zhǎng)因子的抑制作用有關(guān)，如抑制結(jié)締組織生長(zhǎng)因子mRNA 及其蛋白的表達(dá)，下調(diào)DN 中高表達(dá)的TGF-β1 蛋白，降低腎臟細(xì)胞外基質(zhì)堆積，減輕腎臟及胞外基質(zhì)的纖維化，保護(hù)腎小管，從而延緩了DN 進(jìn)程［16］；也有學(xué)者認(rèn)為葛根素治療DN是通過阻斷蛋白糖基化的過程，降低血清非酶糖基化終末產(chǎn)物的形成，降低其對(duì)胰島細(xì)胞的氧化損傷，有效調(diào)控血糖水平進(jìn)行的［15］。

1.3 抗炎抗痛風(fēng)作用 炎癥的本質(zhì)是機(jī)體與致病因子進(jìn)行斗爭(zhēng)的免疫防御反應(yīng)，炎癥反應(yīng)過度表達(dá)會(huì)對(duì)人體造成損傷，如腦損傷、引起心血管疾病的發(fā)生等。葛根素具有較好的抗炎作用，不僅可以降低樹突狀細(xì)胞的抗原呈遞能力，還可從mRNA 水平抑制CRP、TNF-α、白介素、PAI-1 及黏附分子的表達(dá)，減輕了炎癥的放大反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)揮其抗炎作用［17］。此外，葛根素還可通過影響信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)而起到抗炎作用，如阻斷NF-κB 信號(hào)通路的激活間接抑制炎癥因子的分泌與表達(dá)，增加JAK/STAT 信號(hào)通路中JAK2/STAT3的磷化改善炎癥反應(yīng)，激活Keap1/Nrf-2/ARE 信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)HO-1 的表達(dá)，從而抑制炎癥反應(yīng)［18］。

而在抗痛風(fēng)作用中，葛根素則是通過其分子核上的5、7 位羥基和4 位羰基與黃嘌呤氧化酶的鉬蝶呤活性位點(diǎn)之間形成氫鍵和靜電引力，抑制了尿酸代謝過程中黃嘌呤氧化酶的活性，并促進(jìn)人腎近曲小管上皮細(xì)胞基因ABCG2 基因的表達(dá)而促進(jìn)尿酸的排泄，進(jìn)而起到抗痛風(fēng)的作用［19］。

1.4 抑制癌細(xì)胞增殖作用 癌癥是目前臨床較常見的疾病，具有較高的致死率。包啟年等［20］通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葛根素可劑量依賴性的抑制去卵巢裸鼠移植人乳腺腫瘤的生長(zhǎng)，減輕瘤重，降低瘤體積，葛根素對(duì)腫瘤體積和重量抑制率可高達(dá)30.3%和32.8%。也有研究表明葛根素對(duì)人小細(xì)胞肺癌、結(jié)腸癌HT-29、肝癌、骨瘤等細(xì)胞的增殖具有良好抑制作用［21］，這可能與葛根素能顯著促進(jìn)腫瘤癌細(xì)胞的凋亡，并抑制細(xì)胞周期中S 期到G2-M 期的轉(zhuǎn)換，減慢周期的進(jìn)展，減少細(xì)胞分裂，抑制細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，進(jìn)而抑制腫瘤的形成和發(fā)展有關(guān)［19］。

1.5 對(duì)腦神經(jīng)保護(hù)作用 葛根是我國(guó)傳統(tǒng)藥食兩用植物，現(xiàn)代藥理學(xué)研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)葛根素對(duì)腦損傷性疾病具有良好的神經(jīng)保護(hù)作用［22］。在阿爾茨海默病動(dòng)物模型試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，葛根素可通過改善谷氨酸/γ-氨基丁酸的比率，改善海馬神經(jīng)元突觸重構(gòu)、增加突觸后蛋白-95 的表達(dá)而增強(qiáng)去勢(shì)小鼠的學(xué)習(xí)與記憶能力［23，24］。黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元減少并退化成非多巴胺能神經(jīng)元為帕金森病的特征，細(xì)胞凋亡是其關(guān)鍵的病理過程。在一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，葛根素可增加去勢(shì)雌性大鼠黑質(zhì)神經(jīng)元中細(xì)胞酪氨酸羥化酶陽(yáng)性率并減輕細(xì)胞凋亡，在對(duì)6-羥多巴胺誘導(dǎo)的黑質(zhì)損傷大鼠腹腔注射葛根素后，大鼠體內(nèi)多巴胺及其代謝物水平有一定的恢復(fù)，且細(xì)胞酪氨酸羥化酶陽(yáng)性率及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子水平均有所提高［25］。此外，葛根素可通過上調(diào)B 淋巴細(xì)胞瘤-2 基因，抑制細(xì)胞凋亡，進(jìn)而改善全腦缺血-再灌注損傷大鼠的學(xué)習(xí)與記憶能力［26］。

1.6 防治骨質(zhì)疏松癥的作用 骨質(zhì)疏松癥是一種全身性代謝性骨骼疾病，以骨量減少，骨微觀結(jié)構(gòu)退化，脆性增加為特征，骨質(zhì)疏松的重要誘因?yàn)樗ダ霞靶韵俟δ軠p退。目前臨床對(duì)于絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松癥的治療常以雌激素替代療法，而葛根素分子結(jié)構(gòu)與雌激素相似，有雌激素樣作用。有研究者將葛根素用于去卵巢大鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4 周后大鼠中血漿17β-雌二醇水平明顯增高，血漿甘油三酯水平明顯下降，且有效地抑制了股骨骨礦密度的降低；而體外實(shí)驗(yàn)表明，葛根素可上調(diào)細(xì)胞中成骨細(xì)胞分化標(biāo)記基因（堿性磷酸酶）mRNA 的表達(dá)，促進(jìn)骨分化，增加骨形成［27］。也有學(xué)者認(rèn)為葛根素對(duì)骨質(zhì)疏松的防治作用機(jī)理可能是其刺激成骨細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白Smad2/3mRNA 的表達(dá)，并刺激TGF-β1 的分泌與合成，進(jìn)而促進(jìn)骨形成，抑制骨吸收有關(guān)［28］。

1.7 降低眼內(nèi)壓及視網(wǎng)膜保護(hù)作用 趙春穎等［29］臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葛根素不僅可明顯改善原發(fā)性開角型青光眼患者的視力、眼內(nèi)壓及視野，還可改善盤沿面積、盤沿容積、視盤容積和杯盤水平徑等。此外青光眼的發(fā)病因素之一為氧化應(yīng)激，而葛根素為強(qiáng)大的自由基捕獲劑，具有抗氧化作用，在該臨床試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，接受葛根素治療組患者抗氧化能力水平指標(biāo)均顯著高于對(duì)照組，而氧化反應(yīng)產(chǎn)物則明顯降低［29］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，葛根素可上調(diào)急性高眼壓后大鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞中抗細(xì)胞凋亡蛋白Bcl-2 的表達(dá)，并下調(diào)了促細(xì)胞凋亡Bax 蛋白表達(dá)［30］。陳放等［31］通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，葛根素可抑制糖尿病視網(wǎng)膜病變大鼠視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，并抑制NK-κB 的激活，從而下調(diào)多種炎癥因子的表達(dá)，減少對(duì)視網(wǎng)膜造成的損傷。因此葛根素降低眼內(nèi)壓及視網(wǎng)膜保護(hù)的作用可能與其抗氧化應(yīng)激有關(guān)。

2 葛根素臨床應(yīng)用及不良反應(yīng)分析

2.1 葛根素的臨床應(yīng)用 目前，國(guó)內(nèi)臨床可應(yīng)用的葛根素制劑包含注射液和滴眼液，在我國(guó)葛根素已廣泛用于心血管系統(tǒng)疾病及視網(wǎng)膜保護(hù)的治療，且取得較為滿意的治療效果。在一項(xiàng)薈萃分析中發(fā)現(xiàn)，臨床1231 例心血管疾病患者，包括冠心病、高血壓肺心病、風(fēng)濕性心臟病、肺心病及擴(kuò)張型心臟病，葛根素注射液聯(lián)合西藥不僅在臨床治療綜合療效改善程度高于單用西藥效果外，在提高左室射血分?jǐn)?shù)、心輸出量及心臟指數(shù)等方面也優(yōu)于西藥單用效果［32］。在另一項(xiàng)葛根素治療早期糖尿病腎病的薈萃分析中發(fā)現(xiàn)，葛根素在治療低劑量（4200mg）和高劑量（14 000mg）時(shí)減少空腹血糖及血漿膽固醇時(shí)與對(duì)照組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而能顯著降低患者微量尿蛋白和血漿丙二醛，及升高血漿超氧化物歧化酶，改善紅細(xì)胞聚集指數(shù)等，在其治療中等劑量（7000～8400mg）時(shí)可顯著降低患者空腹血糖［33］。也有研究者將葛根素穴位注射用于帕金森病患者，結(jié)果表明其可更好的改善患者精神、行為、情緒癥狀及日?；顒?dòng)能力，而將葛根素靜滴用于絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女時(shí)發(fā)現(xiàn)，加葛根素組可明顯提高患者骨密度，降低患者疼痛評(píng)分［34，35］。

2.2 不良反應(yīng)分析 葛根素具有廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)代藥理學(xué)的諸多作用間接證明了其作用靶點(diǎn)較廣泛，但其不良反應(yīng)較多。在一項(xiàng)對(duì)葛根素的不良反應(yīng)進(jìn)行回歸分析的研究中發(fā)現(xiàn)，1016 例出現(xiàn)不良反應(yīng)的患者中，以皮膚系統(tǒng)不良反應(yīng)占比最高，主要表現(xiàn)為皮疹及瘙癢，消化系統(tǒng)次之，主要表現(xiàn)為惡心嘔吐，神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)占位第三，主要表現(xiàn)為面色潮紅、頭暈、頭痛。在與性別關(guān)聯(lián)中發(fā)現(xiàn)，女性消化系統(tǒng)及視覺系統(tǒng)不良反應(yīng)發(fā)生多，男性皮膚及視覺系統(tǒng)不良反應(yīng)發(fā)生概率較高［36］。而隨著用藥時(shí)間的增長(zhǎng)，泌尿系統(tǒng)、皮膚系統(tǒng)及變態(tài)反應(yīng)發(fā)生概率隨之增加，同時(shí)過敏性休克、溶血等不良反應(yīng)多為遲發(fā)型，臨床用藥中應(yīng)密切關(guān)注。

3 展望

葛根素是我國(guó)傳統(tǒng)中藥葛根的有效提取成分，是我國(guó)中醫(yī)藥的瑰寶，其現(xiàn)代藥理學(xué)作用提示了其潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，然而由于治療作用廣泛勢(shì)必帶來(lái)較多不良反應(yīng)，因而限制了其臨床應(yīng)用。目前葛根素的諸多藥理作用尚未完全明確，因此，我們應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其分子學(xué)藥理作用機(jī)制的開發(fā)。