從“氣血理論”探討鐵代謝紊亂與心肌缺血再灌注損傷的關(guān)系*

王朔 ，孫星怡 ，董雨蓉 ，劉暢 ，解存 ，趙佳 ，李春潔

（1.天津醫(yī)科大學(xué)，天津 300070；2.天津市胸科醫(yī)院，天津 300222；3.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 301617）

心肌缺血再灌注（MI/R）是指心肌梗死早期通過溶栓、經(jīng)皮冠狀動脈介入等手段干預(yù)，在短時間內(nèi)恢復(fù)缺血區(qū)域血供，盡可能減少急性心肌缺血性損傷和梗死范圍的措施，但是在恢復(fù)血流同時會繼發(fā)血管損傷，引起心肌細胞損傷、壞死，心肌纖維溶解等，出現(xiàn)心肌頓抑，室性心律失常，“無復(fù)流”現(xiàn)象，甚至發(fā)生心源性休克，加重心臟惡化[1-2]。中醫(yī)認為，心肌缺血再灌注損傷主要責(zé)之心脈瘀阻，閉塞不通，其病機為陽微陰弦，有研究指出，心肌缺血再灌注損傷（MI/RI）的最終結(jié)局是心肌纖維化，其發(fā)生可由氧化應(yīng)激、細胞凋亡、壞死等多種環(huán)節(jié)所引起，而這種結(jié)局主要與痰濁、血瘀阻滯缺血部位，久之損傷心氣相關(guān)。從以藥示理，以方測證的角度看，益氣活血、化瘀通絡(luò)之法主要與抑制脂質(zhì)過氧化物損傷，防止由MI/R早期心肌損傷向后期心肌纖維化轉(zhuǎn)變的過程相關(guān)，其中，減輕脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致的膜結(jié)構(gòu)損傷，可保護心臟結(jié)構(gòu)和舒縮功能，保證血液在脈道運行暢通，屬于活血化瘀的范疇，而抑制細胞凋亡，可改善線粒體功能，增加三磷酸腺苷（ATP）產(chǎn)生，減少心肌能量消耗，屬于補氣固攝的范疇。因此，采用益氣活血、化瘀通絡(luò)之法協(xié)同改善脂質(zhì)過氧化物損傷，防止心肌纖維化，可作為MI/RI的重要辨治思路[3-4]。

鐵代謝紊亂是近年來發(fā)現(xiàn)的不同于以往研究的細胞死亡方式。研究指出，MI/RI病理機制與鐵穩(wěn)態(tài)改變相關(guān)，長期持續(xù)性缺血會引起較高濃度的鐵被動員至冠脈血流，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化沉積，引起質(zhì)膜破裂，從而加重心肌纖維化到死亡的進程[5-6]。鐵代謝平衡維持多細胞生物自身穩(wěn)態(tài)，在病理狀態(tài)下，因鐵合成異常導(dǎo)致的鐵離子過量和脂質(zhì)過氧化的蓄積，均可加重動脈斑塊的形成及破裂，而該環(huán)節(jié)與氣血理論“痰”“瘀”及“氣虛”病理進程相似，益氣活血、化瘀通絡(luò)可糾正鐵代謝紊亂，恢復(fù)平衡[7-8]。文章對鐵代謝特征及作用機制進行總結(jié)，探討鐵死亡與氣血理論的相似之處及中醫(yī)藥干預(yù)作用，以期進一步認識鐵死亡的機制，理解氣血理論的內(nèi)涵。

1 從“氣血理論”認識MI/RI

《素問·痿論》中云：“心主身之血脈?！奔葱慕y(tǒng)攝全身血液運行?！堆C論》中有“氣為血之帥，血隨之而運行”，說明血液的運行依賴于心氣的推動。病理狀態(tài)下，若心氣異常，則導(dǎo)致瘀血凝滯脈中，氣虛亦可導(dǎo)致血瘀，且這些致病因素往往相兼為患，互為因果。中醫(yī)認為，氣血失衡是一個動態(tài)漸進的過程，冠心病屬于“胸痹心痛”的范疇，一般認為，痰濁導(dǎo)致的脂質(zhì)代謝異常是其發(fā)病的始動因素，為急性心肌缺血階段，之后痰濁滯于胸中，留于心脈，由痰致瘀，瘀血內(nèi)生，影響血液流變并導(dǎo)致微循環(huán)障礙，為心臟功能減退階段，通過及時有效的干預(yù)，可恢復(fù)冠狀動脈血流，減輕心功能損傷，防止病證由實轉(zhuǎn)虛，轉(zhuǎn)變?yōu)闅馓撗鲎C。疾病日久，遷延不愈，必將導(dǎo)致心肌纖維化，最終演變?yōu)闅怅巸商摰男牧λソ撸℉F）[9-11]，見圖 1。

圖1 基于“氣血理論”對冠心病病機的認識Fig.1 Understanding of the coronary heart disease pathogenesis based on qi-blood theory

MI/RI是在行溶栓、球囊、介入等手段后對心臟血管繼發(fā)的心臟損傷，其病理機制可能與嚴重的氧化應(yīng)激和過度的局部炎癥反應(yīng)所導(dǎo)致的心肌病理改變相關(guān)。此時病理性質(zhì)由實轉(zhuǎn)虛，虛實夾雜，呈現(xiàn)“痰”“瘀”“氣虛”共生的狀態(tài)，患者多表現(xiàn)為胸痛、胸悶、氣短氣促、舌質(zhì)紫暗，舌下絡(luò)脈青紫，苔厚膩，脈弦滑等癥[12-13]。研究者發(fā)現(xiàn)，在冠心病介入術(shù)后，仍遵循“痰瘀兼化”的病機演變規(guī)律，處于由早期“濕化”到活動期“熱化”的階段，這個階段三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白（HDL-C）、低密度脂蛋白（LDL-C）、內(nèi)皮素（ET）等脂質(zhì)相關(guān)生物學(xué)表現(xiàn)有明顯改變，與“血瘀”存在密切相關(guān)性[14-16]。王階等[17-18]發(fā)現(xiàn)，在冠心病患者行介入術(shù)后的6個月，其證型逐漸由血瘀的單證演變?yōu)闅馓撗龅膹?fù)合證型，該證型是神經(jīng)免疫炎癥、氧自由基堆積導(dǎo)致的細胞功能障礙，加重冠狀動脈血管內(nèi)皮局限性損傷病變的證候表現(xiàn)。

重視MI/RI早期由實轉(zhuǎn)虛，虛實夾雜的病理性質(zhì)，從炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激等過程正確認識“痰濁”“血瘀”兼“氣虛”的病理變化，采用益氣活血、化瘀通絡(luò)法進行施治，以提高辨治的準確性、有效性。

2 鐵代謝紊亂與MI/RI的關(guān)系

鐵代謝紊亂是指因機體鐵轉(zhuǎn)運和存儲功能的異常導(dǎo)致的鐵離子過度蓄積。在MI/RI的病理狀態(tài)下，各種原因致使鐵調(diào)節(jié)素分泌異常，引起鐵吸收過度，催化自由基產(chǎn)生及不飽和脂肪酸羥化，導(dǎo)致脂質(zhì)和氨基酸代謝過量累積，破壞心肌細胞膜或內(nèi)皮細胞功能和結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致鐵依賴性脂質(zhì)過氧化死亡即鐵死亡[19-20]。根據(jù)其代謝的發(fā)生發(fā)展機制，主要分為以下4種途徑，見圖2。

圖2 鐵代謝紊亂途徑Fig.2 Pathways of iron metabolism disorder

2.1 鐵代謝 來源于食物中的鐵離子（Fe3+）與轉(zhuǎn)鐵蛋白（TF）形成的復(fù)合物，經(jīng)TFR1轉(zhuǎn)運至細胞中，在金屬還原酶STEAP3的作用下還原為亞鐵離子（Fe2+），通過TF進入到血液循環(huán)，形成了機體維持鐵穩(wěn)態(tài)的基本機制。在弱酸條件下，F(xiàn)e2+將電子轉(zhuǎn)移給胞內(nèi)氧，通過芬頓反應(yīng)活化過氧化氫（H2O2），生成大量氧自由基，并與脂質(zhì)反應(yīng)生成過氧化物。當(dāng)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化物大量累積并損傷細胞膜，最終導(dǎo)致細胞鐵死亡[21-22]。

2.2 氨基酸代謝 谷胱甘肽過氧化物酶（GPXs）是維持機體氧化反應(yīng)的重要因子，其中GPX4是已知的唯一一種可將脂質(zhì)過氧化物還原為醇類的酶，其作用為催化H2O2分解為H2O2及相關(guān)醇，而谷胱甘肽（GSH）是該反應(yīng)的還原劑。紅細胞核因子2相關(guān)因子2（Nrf2）是參與GSH合成的關(guān)鍵基因，負責(zé)調(diào)節(jié)γ谷氨酰轉(zhuǎn)移酶，當(dāng)Nrf2釋放時，GSH底物合成受阻，進而導(dǎo)致GPX4活性降低，胞內(nèi)H2O2發(fā)生堆積，在Fe2+參與下通過Fenton反應(yīng)氧化脂質(zhì)，引起細胞損傷造成鐵死亡[23]。此外，P53和雷帕霉素靶蛋白（mTOR）可抑制細胞表面胱氨酸/谷氨酸轉(zhuǎn)運體（SystemXc-）的攝取，當(dāng)SystemXc-減少或失活時，細胞無法正常攝取足量的胱氨酸，GSH合成減少，也會引起鐵死亡[24-25]。

整合素受體（integrin）是存在于心肌細胞和成纖維細胞上的單次跨膜糖蛋白，由α和β亞單位構(gòu)成異二聚體。有研究指出，抑制心肌細胞整合素av/β5的表達可調(diào)控GPX4抗鐵死亡，減輕纖維化重塑進程[26]。此外，在心梗后修復(fù)階段，激活成纖維細胞可通過保護細胞外基質(zhì)（ECM），維持心臟功能和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，但長時間或過量的成纖維細胞的激活會活化轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β），誘導(dǎo)心肌心肌膠原增加及ECM的合成與分泌，促進肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化，加劇纖維化進程，最終導(dǎo)致HF[27]。

2.3 脂代謝 脂代謝是鐵死亡的中心環(huán)節(jié)，游離多不飽和脂肪酸（PUFAs）是脂質(zhì)過氧化物累積的主要成分，其中花生四烯酸（AA）和腎上腺素酸（AdA）容易發(fā)生過氧化反應(yīng)，而磷脂酰乙醇胺（PE）是誘導(dǎo)細胞鐵死亡的關(guān)鍵磷脂[28]。長鏈脂酰輔酶A合成酶4（ACSL4）和溶血卵磷脂?；D(zhuǎn)移酶 3（LPCAT3）與PE形成的復(fù)合物，在脂氧合酶（LOXs）的催化作用下會生成大量具有細胞毒性的脂質(zhì)活性氧（ROS），成為鐵死亡的終點因子，并加劇細胞鐵死亡[29]。

2.4 鐵自噬 鐵自噬是指通過自噬溶酶體介導(dǎo)鐵蛋白運轉(zhuǎn)至溶酶體，并降解、釋放出大量的Fe2+，從而調(diào)控細胞內(nèi)鐵含量的途徑。生理狀態(tài)下，鐵自噬可維持細胞內(nèi)鐵含量的穩(wěn)定，病理狀態(tài)下，過量的核受體共激活因子（NCOA4）可介導(dǎo)鐵蛋白被自噬溶酶體包裹，并增加細胞內(nèi)生物可利用的鐵含量，增加對鐵死亡的反饋機制和敏感性，誘導(dǎo)鐵死亡[30]。

MI/RI處于由實轉(zhuǎn)虛，虛實夾雜的病理過程。鐵死亡作為維持細胞穩(wěn)態(tài)的重要形式，也是機體自身調(diào)控氣血的重要方式。當(dāng)機體在鐵超載或氧化損傷形成后，因抗氧化酶類活性能力下降，引發(fā)鏈式脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物堆積，影響血液運行，出現(xiàn)“因瘀致痰”“痰瘀互結(jié)”的病理進程，破壞心肌細胞結(jié)構(gòu)和功能，并形成惡行循環(huán)，耗氣傷津，進行性加重心功能損傷，最終出現(xiàn)氣虛、痰濁、血瘀并行，虛實夾雜的病理狀態(tài)[31-34]?？傊?，鐵死亡最重要的生化特征就是鐵離子和脂質(zhì)過氧化物的蓄積，抗氧化系統(tǒng)的失衡是最關(guān)鍵的分子機制。結(jié)合氣血理論深刻闡明鐵死亡的機制，并運用中醫(yī)藥手段進行及時有效的干預(yù)，防止鐵死亡進展尤為重要。

3 基于調(diào)氣活血法談?wù){(diào)節(jié)鐵代謝紊亂對MI/RI的影響

目前，中醫(yī)藥干預(yù)鐵死亡途徑改善MI/RI的相關(guān)研究主要集中于探索藥物的作用靶點及機制，闡釋中醫(yī)藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)方面，通過梳理中藥活性成分/單味藥、中藥復(fù)方對鐵死亡途徑的影響，以期歸納總結(jié)益氣活血、化瘀通絡(luò)法對MI/RI的作用。

3.1 中藥活性成分/單味藥調(diào)節(jié)鐵代謝紊亂改善MI/RI 研究指出，活血化瘀藥物及其有效成分可以調(diào)節(jié)鐵死亡，改善MI/RI?；⒄染哂猩鲋雇吹淖饔?，白藜蘆醇作為虎杖的主要有效成分，能增強糖氧剝奪誘導(dǎo)H9c2細胞中超氧化物歧化酶（SOD）的表達，降低丙二醛（MDA）的表達，增強細胞氧化活性，并顯著提高鐵死亡相關(guān)蛋白GPX4和鐵蛋白，重肽1（FTH1）的表達，減輕MI/RI[35]。三七莖葉總苷具有化瘀止血的功效，研究發(fā)現(xiàn)，三七莖葉總苷對大鼠心肌損傷的保護作用機制與其提高心肌組織SOD、GSH-GPx活性，降低氧自由基超載，保護細胞膜損傷有關(guān)[36]。對MI/R大鼠皮下注射大薊的有效成分金合歡素，發(fā)現(xiàn)金合歡素可上調(diào)SOD表達水平，降低MDA表達水平，并通過激活Nrf2/血紅素氧合酶-1（HO-1）通路抑制氧化應(yīng)激，減輕 MI/RI[37]。蘇木酮A是活血止痛中藥蘇木的有效成分，研究指出以劑量依賴性方式進行蘇木酮A干預(yù)，可減少MI/R心肌梗死面積，并通過抑制ROS和MDA的表達水平，增加Nrf2轉(zhuǎn)錄，促進SOD和GSH-Px活性，發(fā)揮抗氧化和維持氧化還原的平衡作用，減輕心功能損傷[38]。

具有益氣、理氣類中藥也可通過改善氧化應(yīng)激和鐵自噬機制發(fā)揮抗鐵死亡作用，從而減輕MI/RI。槲皮素是桑葉、柴胡等具有理氣功效中藥的活性成分，建立MI/R大鼠模型和缺氧/復(fù)氧心肌細胞損傷模型，采用不同濃度的槲皮素進行預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)槲皮素能減小心肌梗死面積，降低ROS水平，改善氧化應(yīng)激和心室重構(gòu)，減輕MI/RI[39]。花青素是行氣藥物紫蘇的有效成分，觀察發(fā)現(xiàn)，花青素對MI/RI大鼠模型和糖氧剝奪/復(fù)養(yǎng)（OGD/R）H9c2細胞模型的氧化應(yīng)激和鐵死亡有明顯改善，可能是通過抑制NOCA4和自噬相關(guān)蛋白（LC3）Ⅱ/LC3Ⅰ的表達，下調(diào)TFR1并上調(diào)GPX4的表達發(fā)揮作用[40]。

3.2 中藥復(fù)方調(diào)節(jié)鐵代謝紊亂改善MI/RI 中藥復(fù)方在中醫(yī)理論的指導(dǎo)下由多種中藥組合而成，具有多組分、多靶點、多通路的作用機制。采用中藥復(fù)方調(diào)節(jié)MI/RI中鐵離子過度累積和脂質(zhì)過氧化蓄積的病理狀態(tài)，可改善鐵死亡相關(guān)蛋白表達，減輕MI/RI。

研究表明，芪藶強心膠囊可能通過Nrf2信號通路上調(diào)SystemXc-/GSH/GPX4通路，從而逆轉(zhuǎn)H9c2心肌細胞損傷導(dǎo)致的鐵死亡[41]。王智超等[42]發(fā)現(xiàn)，參附注射液可有效降低心肌組織MDA的蛋白表達，提高SOD的蛋白表達，可能通過Nrf2/HO-1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，抑制脂質(zhì)過氧化程度，增強抗氧化能力，減輕MI/R氧化應(yīng)激損傷。參麥注射液可激活Nrf2/GPX4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，降低氧化因子SOD活性，下調(diào)Nrf2和GPX4蛋白表達，并上調(diào)ACSL4的蛋白表達，抑制鐵死亡，改善大鼠MI/RI[43]。國醫(yī)大師劉志明教授認為，MI/RI主要責(zé)之腎虛血瘀，并通過滋腎活血方干預(yù)缺氧復(fù)養(yǎng)所致的H9c2細胞損傷模型，發(fā)現(xiàn)滋腎活血方可以通過激活mTORC1/固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c（SREBP1c）通路，減少ROS生成，抑制脂質(zhì)過氧化水平，發(fā)揮抗鐵死亡，保護心肌細胞的作用機制[44]。

血府逐瘀膠囊是由活血化瘀的經(jīng)典名方血府逐瘀湯采用現(xiàn)代制劑加工而成，具有活血化瘀，行氣止痛的功效，由桃仁、紅花、枳殼等多味中藥組成。研究指出，芍藥苷、新橙皮苷、苦杏仁苷、柚皮素等是血府逐瘀膠囊發(fā)揮藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的主要活性成分[45-46]。芍藥苷、苦杏仁苷能提高心肌SOD、GSHPx活性，降低細胞內(nèi)ROS水平抑制氧化應(yīng)激，并通過調(diào)節(jié)絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，減輕心肌纖維化，延緩心肌重構(gòu)[47-49]。分別建立MI/R大鼠模型和H9c2細胞損傷模型，研究發(fā)現(xiàn)柚皮素預(yù)處理可明顯減輕MI/R大鼠心肌梗死面積，改善心功能，并可通過調(diào)節(jié)體內(nèi)外Nrf2/SystemXc-/GPX4軸抑制脂質(zhì)過氧化，逆轉(zhuǎn)鐵死亡，減輕MI/RI[50]。新橙皮苷可升高大鼠MI/R模型SOD、MDA的表達水平，降低c-Jun氨基末端激酶（JNK）磷酸化的表達水平，抑制MAPK通路，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用[51]。

芪參益氣滴丸是臨床證據(jù)明確的用于治療冠心病心絞痛的中成藥，具有益氣養(yǎng)血、活血化瘀、行氣止痛之功[52]。橙皮素也是芪參益氣滴丸的有效活性成分之一，研究顯示，橙皮素預(yù)處理可明顯減少H2O2引起的MDA及ROS含量，提高細胞內(nèi)SOD表達水平。見表1。

表1 中醫(yī)藥對MI/RI鐵代謝紊亂的調(diào)節(jié)作用Tab.1 Regulatory effect of traditional Chinese medicine on iron metabolism disorder in MI/RI

由此可見，中醫(yī)藥在調(diào)節(jié)MI/RI鐵代謝紊亂方面具有療效，采用益氣活血、化瘀通絡(luò)之法，可減輕鐵離子累積和脂質(zhì)過氧化水平，恢復(fù)機體氣血平衡狀態(tài)，從而減輕MI/RI。

4 討論

綜上，缺血性心臟病的發(fā)生發(fā)展是一個動態(tài)漸進的過程，鐵死亡作為鐵代謝紊亂所致的鐵依賴性細胞死亡形式，在MI/RI的病理進程中發(fā)揮重要作用。重視MI/RI早期由實到虛病機的微觀轉(zhuǎn)化，積極采用益氣活血、化瘀通絡(luò)法進行干預(yù)，減少鐵離子過量累積和脂質(zhì)過氧化物沉積，延緩痰瘀互結(jié)向氣虛血瘀痰濁的進行性改變，以期逆轉(zhuǎn)心肌纖維化進程，從而穩(wěn)定心臟結(jié)構(gòu)和功能，恢復(fù)機體氣血平衡狀態(tài)。雖然目前從調(diào)氣活血法角度探討調(diào)節(jié)鐵代謝紊亂防治MI/RI微觀作用機制及病-證-方的研究較少，但本文為中西醫(yī)結(jié)合防治MI/RI提供了新的診療思路和研究方向。