天然药物抗氧化、抗衰老的研究进展
2014-03-08综述王春革审校
才 真(综述),王春革(审校)
(天津市第一中心医院药学部,天津 300192)
人体衰老是一个生物学变化过程,由遗传基因和复杂的内外环境等多种因素相互作用引起,是生命周期中按照自然发展的规律发生在人体内、器官、组织细胞的形态和功能的变化过程,表现为一系列随时间增龄而显示的全身整体性、渐进性、衰退性和不可逆的机体变化和功能紊乱。研究认为,机体衰老分为生理性的衰老与病理性的衰老[1],一般情况下出现的衰老是生理性的,是机体生理学和解剖学方面出现衰退变化以及对体内外环境的适应能力下降和代偿力减退;医学研究已经发现病理性衰老与临床上许多疾病(如良恶性肿瘤、各类炎症、心脑血管疾病,中枢神经病,风湿免疫性病、退行性骨关节炎等)的发生、发展相关而与年龄无关的渐进性退变[2]。现总结近年来机体衰老的成因机制,天然药物药理药效对抗氧化衰老的实验研究及预防衰老等方面的策略。
1 机体氧化衰老的原理
1.1自由基学说 机体抗氧化防御系统中的各种抗氧化酶和小分子非酶抗氧剂与自由基的产生在正常情况下处于动态平衡状态,陈瑾等[3]认为机体随着年龄的增长,自由基过剩或抗氧化剂缺乏时细胞膜中的不饱和脂肪酸被产生的自由基损害,引起脂质过氧化反应并对生物膜结构造成极大的破坏,使生物膜不饱和脂肪酸过氧化和膜功能受损双层结构得到破坏以及细胞器功能产生障碍,继而损伤蛋白质、脂质等生物大分子。在衰老有氧代谢过程中,由于自由基水平不断增加使机体的抗氧化能力下降,细胞毒性不同程度增加造成结构瞬间的不可逆改变损伤,环境外界刺激及线粒体、脂肪酸均可产生超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基等各种过氧化因子,可以触发生理性信号通路,诱导细胞内过氧化和细胞凋亡,加速推进衰老进程。最终,氧化衰老和细胞凋亡共同导致机体产生衰老相关的退行性疾病。
1.2脂褐质积累学说 随着年龄的增长脂褐质逐渐增多,大脑皮质和海马部分是衰老氧化的重要形态指标,脂褐质还可损伤神经,导致功能减退。李俊莲等[4]认为,脂褐质还可造成蛋白质损伤,DNA复制功能减退RNA合成受阻,如使脂褐质水平显著降低可抗衰老。
1.3端粒学说(细胞有限分裂学说) 端粒是存在于真核生物染色体末端的一种特殊结构端粒,其丢失的原因很可能与端粒相关基因的缺失有关,创造性地提出端粒的长度决定着细胞的寿命,进而决定机体寿命和功能[5]。
1.4遗传程序学说 机体内存在一些与长寿或抗衰老有关的基因。生物遗传学家新近发现了两类长寿基因:一类称为蛋白质生物延长因子基因;一类称为抗氧化酶类基因。这两类基因可使生物体内代谢呈正平衡并保护人体组织免受自由基的损伤,延长人类寿命。
1.5线粒体DNA损伤学说 线粒体DNA突变缺失与衰老关系的研究也是国内外研究衰老机制的热点,线粒体 DNA是裸露的,缺乏组蛋白和 DNA结合蛋白的保护,易受氧自由基损伤,且损伤后因缺乏修复系统而不易被修复[6]。
1.6人体衰老机制中医学说 侯俊林[7]认为衰老过程主要受到虚实两方面因素的影响,五脏虚损伴随“天癸竭”,随着年龄增长自然发生的气血阴阳虚衰,气血精津液的消耗,衰老过程中的产物痰湿、热毒,瘀血,气滞在形成后即加速人体衰老的过程,并促进相关疾病发生、发展,成为致衰生病的重要病因病机。
2 抗氧化衰老策略
人体在衰老增龄以后各系统功能呈瀑布型下降。为了使人们延缓衰老机体正常情况下有抗氧化防衰防御系统,赵贺华[8]认为这一系统有一系列酶组成:①超氧化物歧化酶;②过氧化氢酶;③谷光苷肽过氧化物酶。天然植物自由基清除剂和抗氧化剂的使用可作用到各种酶,针对各种与氧化损伤有关的自由基直接发挥作用:一是直接清除体内氧自由基,可清除一种或同时清除多种氧自由基;二是预防性抗氧化剂,抑制体内各种氧自由基的生成。
中医认为肾是人体先天之本,主藏精生髓,陈益强等[9]认为人体衰老是因肾虚导致机体的虚损与失衡。虚者补之,通过养生、滋补、药物、食疗和运动可以提高机体的功能。补肾壮阳药可以延缓衰老,对人体的骨骼、血液循环及神经内分泌免疫系统和高级中枢等方面均有重要的调节作用,使衰老的机体得到改善达到祛病延年的目的。中医药有关养生、抗衰老的研究十分丰富,从逐瘀、泻热、益气,补虚方面着手,有效消除血瘀,净化血管,延缓衰老,从而达到抗衰老目的。
3 人体氧化衰老与疾病的关系
临床医学证实氧自由基的危害与疾病关系密切,这些疾病主要包括动脉硬化、老年痴呆、肝功能损伤、糖尿病、肿瘤哮喘及自发免疫病等。活性氧自由基还能诱导和促进疾病的发展和加重。李玲孺等[10]认为,氧化衰老是各种疾病发生、发展的重要机制,早期抗氧抗衰可以预防此类疾病的发生。
4 天然药物抗氧抗衰的有效成分
天然药物抗氧化清除自由基的主要成分很多,在自然界中分布广泛、资源丰富,来源于植物、动物、矿物、海洋生物和菌类。
4.1黄酮类 许多植物黄酮类成分具有广泛的抗氧化活性,梁婕等[11]研究认为,黄酮具有清除活性氧自由基及抗脂质过氧化等作用,但都与自由基作用密切相关。Carneiro等[12]认为,黄酮的抗氧化活性是最大程度地保护单体细胞不受氧化伤害,使机体内的自由基逐渐被清除掉。
4.2生物碱类 生物碱在天然药物中分布广泛。其结构多样具有广泛的生理活性,包括抗氧化、抗衰老、镇痛、抗心律失常、抗血小板聚集、降压、调节免疫等功能。程轩轩等[13]一直对此类生物碱的药理活性以及构效关系进行研究。
4.3多糖类 近年来对多糖的研究日益深入,现已从天然药物中分离出大约300多种多糖类化合物。药理和临床研究证明,多糖有抗衰老、抗氧化,增强免疫功能。近年来,陈伟光[14]研究中药多糖抗氧化活性的药理作用发现,其具有抗肿瘤、抗辐射等广泛的生物活性。
4.4其他 包括植物甾醇类、挥发油类、氨基酸、维生素及微量元素等多种活性化学成分。许士凯等[15-17]认为,随着植物化学研究的日益深入,提取、分离、鉴定技术不断改进完善,相继发现了不少新的化合物,维生素及微量元素、挥发油类、氨基酸等。并确定了它们的化学结构,逐步阐明其化学、植物生理化学和药理学特性,能显著地减少细胞脂质氧化损伤指标,增加超氧化物歧化酶活性,抑制超氧阴离子产生、增强机体清除活性氧类能力,提高机体的抗氧化能力,达到抗氧化的目的。
5 抗氧化衰老的天然药物
医学巨著《本草纲目》更是蕴藏着众多令世界惊叹的养生抗衰老知识,其中有关药物、付方就有258首,衰老性疾病就有211种,为后世研究抗衰老疾病的治疗做出了巨大的历史贡献。
现代药理研究发现,许多天然药物的功效为补益虚损,补肾强身,都具延缓衰老的作用,任玉新等[18]研究认为,从五加科植物(如人参、刺五加、三七等)中提取的多糖具有十分重要与特殊的生物活性,如有保肝、增强心肌代偿能力、抗衰老等多种药理作用。其他具有抗衰老作用的中药还有芦荟、红景天,何首乌、女贞,山楂叶、当归、麦冬、附子、黄芪、葛根,枸杞,山药等,它们都具有抗自由基防衰老的效果[19-20]。王芬英等[21]认为,多味药物协同通过中药多途径、多靶点、多层次的整合效应而加强抗衰老的临床疗效,并从多方面探讨天然药物抗衰老的作用机制。何赛萍等[22]研究认为,天然药物的益气化瘀、清热解毒的作用,能够抵抗病理毒素的产生,减少内脏线粒体DNA的损伤,降低线粒体DNA的损伤突变率,从而延缓细胞的衰老和死亡。
6 小 结
人体氧化衰老机制复杂,各种加速衰老的因素通过各自的途径,导致细胞和机体某些功能的塌陷,继而引起细胞和机体功能全面的破坏衰落,这可能是机体衰老氧化的普遍机制。中国是世界上天然药物产量最高的国家,虽然目前对天然植物抗氧化剂研究的较多,但对其抗氧化作用的分子靶点的研究还不深入,从基因水平的研究也较少。只有在分子水平上研究抗氧化机制,才能深入到问题的本质,为寻找并合成高效、低毒的复合型天然药物抗氧化剂指明方向。相信不久的将来,进一步开发出能延缓衰老的一系列具有医疗保健作用的药品食品,应是天然植物抗氧化剂机制研究的进一步发展方向。
[1] 张萍,崔燕,吴燕璟.衰老与基因关系的研究进展[J].中国心血管病研究,2010,8(11):865-867.
[2] 单海燕,白小涓.衰老血管功能失调与核苷酸修复DNA相关[J].中华医学杂志,2012,92(28):1987.
[3] 陈瑾,李荣亨.衰老的自由基机制[J].中国老年学杂志,2004,24(7):677-679.
[4] 李俊莲,吴晋英,李艳彦,等.军蛭煎剂对D-半乳糖致衰老小鼠皮肤脂褐质含量影响的实验研究[J].山西中医学院学报,2009,10(6):10-11.
[5] Grillari J,Grillari Voglauer R.Novel modulators of senescence,aging,and longevity:small non-coding RNAs enter the stage[J].Exp Gerontol,2010,45(4):302-311.
[6] D′Aquila P,Rose G,Panno ML,etal.SIRT3 gene expression:a link between inherited mitochondrial DNA variants and oxidative stress[J].Gene,2012,497(2):323-329.
[7] 侯俊林.对中医衰老学说的再认识[J].江苏中医药,2009,41(9):4-5.
[8] 赵贺华.氧自由基的概念与临床医学的意义[J].中国保健营养,2013,23(1):72.
[9] 陈益强,赖世兴.从阴阳平衡论谈现代中医养生及抗衰老[J].中国医药指南,2012,10(5):216-217.
[10] 李玲孺,王济,李英帅,等.氧化应激机制在痰湿体质研究中的应用探索[J].南京中医药大学学报,2013,29(1):5-8.
[11] 梁婕,黄宝康.黄酮抗氧化及对缺血再灌注损伤的保护作用[J].海峡药学,2010,22(11):1-3.
[12] Carneiro CD,Amorim JC,Cadena SM,etal.Effect of flavonoids on 2′-deoxyguanosine and DNA oxidation caused by singlet molecular oxygen[J].Food Chem Toxicol,2010,48(8/9):2380-2387.
[13] 程轩轩,王冬梅,杨得坡,等.异喹啉类生物碱的生物活性和构效关系研究进展[J].中草药,2006,37(12):1900-1904.
[14] 陈伟光.多糖抗氧化药理研究进展[J].中国药业,2000,9(2):53-54.
[15] 许士凯,王晓东,赵军宁,等.天然药物抗衰老有效成分研究进展(之一)[J].现代中西医结合杂志,2005,14(19):2497-2499.
[16] 许士凯,王晓东,赵军宁,等.天然药物抗衰老有效成分研究进展(之二)[J].现代中西医结合杂志,2005,14(20):2635-2637.
[17] 许士凯,王晓东,赵军宁,等.天然药物抗衰老有效成分研究进展(之三)[J].现代中西医结合杂志,2005,14(21):2773-2774.
[18] 任玉新,金立弟,韩宇,等.五加科植物多糖的药理作用研究进展[J].中国药业,2012,21(6):83-86.
[19] 李建华.芦荟的药理作用[J].中国实用医药,2012,7(15):245-247.
[20] 许晗,尹伟伟,丁鼎,等.高山红景天总甙抗衰老作用机理的实验研究[J].浙江中医药大学学报,2011,35(2):248-249,252.
[21] 王芬英,顿耿.六味地黄丸抗衰老的机理探讨[J].光明中医,2008,23(10):1630-1631.
[22] 何赛萍,徐莉.抗衰汤对血瘀证大鼠肝脏线粒体DNA的影响[J].浙江中医杂志,2012,47(7):487-489.