中药预处理保护肝脏缺血再灌注损伤的研究进展

薛佩彤，李宏

中药预处理保护肝脏缺血再灌注损伤的研究进展

薛佩彤1，李宏2

肝脏缺血再灌注损伤(HIRI)是由多种因素共同作用所引起的复杂的病理生理过程，是肝脏外科中重点关注的一个问题。减轻缺血再灌注损伤（IRI）将有助于肝病手术患者预后。目前临床普遍通过药物预处理来增强肝组织或肝细胞对IRI的耐受，并得到了较理想的效果。本文通过分析总结已证实的HIRI的发生机制，对目前用于干预治疗HIRI的中药制剂作一简单综述，希望能对临床提供一定的参考。

肝缺血-再灌注损伤；中药

肝脏是人体主要的代谢器官，自1716年Betra成功实施第一例小部分肝脏切除手术后，肝脏外科开始逐步发展[1]。我国肝病患者较多，外科起步于上世纪五六十年代,目前肝良恶性肿瘤、肝胆管疾病及肝脏外伤等均需要外科手术治疗，而肝移植术仍是治疗终末期肝病的唯一有效方式[2]。通常在手术过程中需要阻断肝门，这就不可避免的发生肝脏缺血再灌注损伤（hepatic ischemia reperfusion,HIRI），即肝脏组织缺血缺氧引起的可逆性损伤，在重新恢复血流后损伤加重或转化为不可逆损伤过程[3]，严重影响患者的预后并制约肝脏外科发展，因此如何有效地减轻HIRI将有助于降低手术对肝病患者的不良影响。

1 HIRI的病理生理改变

HIRI的概念是由Jennings在1960年首次提出，一般认为HIRI分为缺血期和灌注期，后者又分为两个阶段，第一阶段是再灌注开始至6 h[4]，主要表现为活性氧簇（reactive oxygen species,ROS）氧化应激、Kupffer细胞激活及炎性因子释放所导致的肝细胞凋亡；第二阶段是指再灌注后6 h～24 h[5]，主要表现是因中性粒细胞的激活所引起的后续损伤。

大量研究认为,HIRI发生的病理生理改变主要有：（1）缺血缺氧产生大量氧自由基[6]，脂质过氧化引起肝细胞膜通透性增加、肝窦内皮细胞受损，导致微血管破坏；核酸酶被氧化加速DNA裂解；（2）肝内无氧酵解增加，pH下降导致酸中毒，同时三磷酸腺苷（ATP）生成减少[1]，钙离子（Ca2+）依赖的钠钾泵(Na+-K+-ATP酶)活性降低，导致胞内Ca2+潴留[7]，进而激活钙依赖性降解酶，破坏细胞；(3)Kupffer细胞的激活[8]，释放并上调一系列促炎因子，包括：γ干扰素、白细胞介素（interleukins，ILs）IL-1、IL-6、IL-10、血管内皮因子等；以及肿瘤坏子因子-α（tumor necrosis factor,TNF-α）诱导产生上皮嗜中性粒细胞趋化因子，均可造成肝细胞损伤；（4）B细胞淋巴瘤基因-2（B cell lymphoma 2,Bcl-2）Bax、p53、Fas受体等介导的信号传导通路激活[9]以及ROS、核因子-κB(Nuclear Factor-κB,NF-κB)、促分裂原活化蛋白激酶[10]的活化，均可直接引起肝细胞凋亡；（5）血浆内皮素(Endothelin, ET)升高、一氧化氮(NO)下降，二者平衡破坏加重微血管收缩，导致肝细胞微循环紊乱[11-12]。

2 中药预处理对HIRI的保护作用

HIRI发生机制复杂,目前尚没有治疗HIRI的有效办法[13]，临床中多采用药物预处理来减轻HIRI[14]，即在术前通过胃肠道给药，或者术中在循环阻断前，经静脉注射或肝动脉灌注等给药途径，利用药物本身的活性成分直接或间接的药理作用来提高组织、细胞对长时间缺血缺氧的耐受，从而减轻再灌注损伤，如自由基清除剂、蛋白酶抑制剂、钙通道阻滞剂等，但其作用靶点均较单一。近年来，国内外已有大量的研究提出[15]，通过中医“扶正祛邪”、“气血平衡”的思想，应用单味中草药或其复方制剂，能够多重作用于损伤的肝细胞，发挥较好的保护作用。

2.1 清除氧自由基最早认为，ROS是导致肝细胞受损及引发后续炎症反应的始动因素[16]，而实际上大量研究证实ROS参与了HIRI整个时期的多个环节，且通过清除氧自由基，能够有效减轻HIRI[17]。现临床中多使用具有“益气养阴”、“活血化瘀”等功效的一类的中药[6]，来发挥清除氧自由基的作用。

2.1.1 丹参临床应用最广泛的中草药之一[18]，其主要成分为丹参酸、丹酚酸及丹参酮类等，具有抗氧化、抗血栓、改善微循环、调节免疫、抑菌抗炎等多种药理作用。Tsai等[19]使用丹酚酸（10mg/kg，2次/d）于术前4周连续灌胃于肝纤维化的大鼠实验指出,丹酚酸通过清除超氧阴离子，抑制线粒体膜脂质过氧化及ATP酶的失活,减少了肝细胞损伤。国内也有大量研究指出，丹参或丹酚酸能够降低氧自由基，增强超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性，改善肝纤维化[20]；并且影响活化转录因子-6(activating transcription factor-6,ATF-6)、葡萄糖调节蛋白78（glucose regulated protein78,GRP78）mRNA的表达,减弱内质网应激反应(endoplasmic reticulum stress,ERS),减轻肝细胞凋亡；高传长等[21]通过采用丹参（600mg/L）联合UW液灌注大鼠供肝移植实验认为，丹参能通过上调抗氧化基因血红素氧合酶1（heme oxygen enzyme，HO-1）的mRNA及其蛋白的表达减轻HIRI。

2.1.2 灯盏花素具有活血通脉的作用，大量研究得出灯盏花素可对抗氧自由基和抗脂质过氧化，改善再灌注后的微循环[22]。其有效成分黄酮类物质能刺激SOD活性增强；甘惠贞等[23]应用含灯盏花素（20mg/L）的UW液对大鼠供肝预处理发现，灯盏花素通过减轻氧化应激抑制炎症相关因子，保护内皮细胞改善微循环，减轻早期肝移植术后HIRI。

2.1.3 银杏叶中医认为银杏叶具有活血止痛、润肺平喘的功效，现代药理发现其内含有的银杏内酯、白果内酯及黄酮苷等活性物质，具有调节免疫、抗肿瘤及抗自由基等作用。张宇靖等[24]是在术前3 d给予大鼠0.5％的银杏叶提取物（200 mg/kg，3次/d）灌胃，后建立HIRI实验模型得出银杏叶提取物通过抗氧化和抑制细胞凋亡的作用，显著降低IRI大鼠血清中丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase，AST）、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）及肌酐清除率（Creatinine clearance rate，Ccr）指标水平，对肝、肾损伤均具有保护作用。刘花等[25]实验中在肝门血管阻断前经大鼠阴茎背静脉注射银杏叶提取物后检测发现，肝组织中SOD的消耗减少，氧自由基有效被清除；同时NF-κB p65的表达降低，减少了肝细胞凋亡。

2.2 减轻细胞内Ca2+超载Ca2+超载直接引起细胞破坏的同时又能够使活性氧自由基进一步生成增多，加速了肝细胞凋亡途径。参考近几年文献总结，中药多从“益气温阳”着手，辅以活血药物改善机体血流，从而减少胞内Ca2+的浓度。

2.2.1 黄芪素有益气活血，升阳固表，利尿消肿的功效，并且能够保肝、抗炎、抗血栓、调节免疫，其主要成分为黄芪多糖、多种黄酮类化合物。周立亚等[26]在实验麻醉前30min，于大鼠腹腔注射相应剂量的黄芪注射液后建立IRI模型，结果认为黄芪通过降低细胞Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶的活性，减少了细胞内Ca2+浓度，阻断钙超载。

2.2.2 黄芩中医认为其味苦性寒，具有清热燥湿、泻火解毒、止血等功效，现药理实验证实，其有效成分黄芩素、汉黄芩素具有抗菌、抗病毒、抗血小板聚集、抗氧化等作用。Liu等[27]于实验前1 h经小鼠腹腔注射（200 mg/kg）黄芩素建立HIRI实验模型，结果认为黄芩素可通过下调NF-κB的活性，抑制TNF-α等促炎细胞因子的生成释放，进而保护肝细胞凋亡。

2.2.3 三七主要功效为散瘀止血、消肿定痛，姜丽等[28]总结认为，其主要成分三七总皂苷能抑制细胞膜Ca2+通道,防止钙超载；同时减少炎症因子的释放保护HIRI。

2.3 干预炎性因子释放中医学认为，炎症的病机是机体阴阳虚寒失调、气虚血瘀，表现的毒热蕴结之症，因此多从“痰瘀同治”辅以“解毒补虚”,从整体给予治疗[29]。

2.3.1 白术具有补气健脾、燥湿、益卫固表的作用，主要化学成分为挥发油和多糖。张培建等[30]在实验前两周连续使用白术多糖0.4 g/(kg·d)灌胃自体肝移植大鼠，研究发现白术多糖能通过抑制NF-κB的表达、减少炎症因子IL-1的生成，从而减轻HIRI。同样，张杰等[31]于实验前两周给予大鼠白术多糖（30mg/kg，1次/d）灌胃，实验HIRI模型建立后检测结果发现白术多糖可以提高大鼠肝胞NO的水平，同时降低内皮素-1（endothelin，ET-1）水平，从而改善HIRI的微循环障碍。

2.3.2 葛根具有疏散解热、透疹、生津止渴的作用，能够提高局部微血流量。廉皓等[32]实验将葛根素注射液（100 mg/ 2mL）在循环阻断前经鼠尾静脉注射，结果发现葛根素能下调TNF-α、IL-6水平,减弱中性粒细胞引发的炎症反应；能对抗自由基的损伤作用而改善肝细胞的缺氧状态，抑制中性粒细胞的激活，减少炎性因子产生。据研究同样具有类似作用的中药还有：黄芪、姜黄素、大黄、川芎、雷公藤内酯醇等，亦可与其配伍应用。

2.3.3 白藜芦醇因具有较强抗氧化作用而被广泛研究，宋娟等[33]在大鼠肝脏缺血40 min后经舌静脉注射白藜芦醇（10 mg/kg）,随后再灌注6 h后检测得知，白藜芦醇通过抑制TNF-α和IL-6的释放、促进IL-10和TGF-β的分泌而抑制炎症反应；也可降低血清ALT、AST及肝组织丙二醛（malondialdehyde，MDA）的含量，对HIRI有明显保护作用。而毕旭东等[34]在实验前10min，经大鼠阴茎背静脉注射白藜芦醇注射液（16 mg/kg），提出白藜芦醇改善大鼠HIRI、减轻胆道内皮细胞凋亡的作用优于丹参。

2.3.4 红花具有活血通经、散瘀解毒的功效,其主要成分有红花黄素、红花苷、红花醌苷等苷类。齐欣等[35]在建立大鼠HIRI实验模型中，于肝脏缺血前30 min经肠系膜静脉注射红花注射液（2 mL/kg），结果认为红花注射液能够通过下调TNF-α，巨噬细胞炎性蛋白-2（macrophage inflammatory protein，MIP-2）及血清细胞黏附分子-1（serum cell adhesion molecule，ICAM-1）mRNA水平抑制HIRI。杨春燕等[36]在大鼠HIRI实验中得出，七味红花殊胜散对肝损伤的保护作用与其能够保护抗氧化酶的活性有关，能减轻胞浆Ca2+浓度、减少凋亡基因Caspase-3的表达。

2.4 干预肝细胞的凋亡HIRI发展晚期就是肝细胞的凋亡和坏死，目前研究认为，细胞凋亡主要与Bcl-2、Bax、Fas等基因相关，Caspase-3基因表达则为凋亡的最终执行者[37]。

2.4.1 甘草素有“和事老”的美名，其补益心气、缓急止痛、解热毒、调药性等作用也被用于防治HIRI。现代研究已证实，甘草还具有较强的抗炎功能，阳毅等[38]研究认为，甘草黄酮能够促进肝组织细胞凋亡调控基因p53表达的下调，从而起到保护肝脏的作用。

2.4.2 芍药苷来源于芍药科植物的根，具有镇痛镇静、解热解痉、扩血管的作用。临床主要应用其抗炎、保护心脑血管缺血和调节免疫等作用，Zhao等[39]建立小鼠HIRI实验模型，在术前30min经鼠尾静脉注射不同剂量芍药苷注射液，研究得出芍药苷不仅能够减少ROS的生成，而且能下调基因Caspase-3和Caspase-8的表达，维持Bcl-2与Caspase-3的平衡，抑制HIRI的细胞凋亡。同样有研究指出苦参、鸢尾苷元等中药也具有上述的保护作用。

3 其他

首先同一种中草药不是只作用于IRI其中一个环节，而是参与作用于整个损伤过程。如丹参，在早期就有学者提出，其可作为膜受体的Ca2+阻滞剂，能对受损肝细胞的超微结构的病理改变发挥保护作用[40]；同时具有与川穹嗪[41]类似的功效，能抑制血小板的黏附、聚集，调节血液中前列环素(prostaglandin，PGI2)和血栓素A2(thrombo-xane，TXA2)的平衡，改善组织器官循环。异甘草酸镁不仅能够提高肝细胞SOD含量，而且能抑制肝细胞NF-κB的表达，降低TNF-α、IL-1β水平[42]。而具有养血敛阴、柔肝止痛功效的芍药，Tao等[43]总结认为，针对HIRI芍药不仅可以减少氧化应激和炎症反应，而且能减少与细胞凋亡相关的蛋白表达。

其次，临床中多采用中药配伍用药或其复方制剂，多层次、多靶点发挥协调作用。如丹红注射液、参附注射液、四君子汤及小柴胡汤等，均有大量相关文献支持其对HIRI有显著的保护作用且临床效果确切。但也有关于丹红注射液可引发自体肝损伤个案报道[44]。因此，一定要严格掌握各种中草药的药物配比及其各自的药效特性，严格把握其适应证、密切监测肝功能。

4 展望

我国中医学文化底蕴浓厚，中医药材种类繁多，与其他预处理措施比较，中草药预处理治疗HIRI具有明显而独特的优势。随着对IRI发生机制的进一步研究，还有很多的中草药值得我们去验证，而其最优的给药方式、时间以及其具体的作用靶点、保护机理还有待于进一步的探索。

[1]李伟男,彭慈军,舒德军,等.肝脏缺血再灌注损伤的研究进展[J].世界华人消化杂志,2015,23(22):3554-3559.

[2]Czigány Z,Iwasaki J,Yagi S,et al.Improving Research Practice in Rat Orthotopic and Partial Orthotopic Liver Transplantation:A Re⁃view,Recommendation,and Publication Guide[J].Eur Surg Res，2015,55(1-2):119-138.

[3]Liu A,Fang H,Dahmen U,et al.Chronic lithium treatment pro⁃tects against liver ischemia/reperfusion injury in rats[J].Liver Transpl,2013,19(7):762-772.

[4]Qiao YL,Qian JM,Wang FR,et al.Butyrate protects liver against ischemia reper-fusion injury by inhibiting nuclear factor kappa B activation in Kupffer cells[J].JSurg Res,2014,187(2):653-659．

[5]段启瑞,邱颐,王彩霞.炎症因子与缺血再灌注损伤研究进展[J].内蒙古医科大学报,2016,38(2):181-184.

[6]郭建荣,王继亮.肝脏缺血再灌注损伤与脂质过氧化反应的关系[J].世界华人消化杂志,2016,24(8):1191-1197.

[7]Gua LY,Fu PY,Li PD,et al.Mechanisms of hepatic ischemia-re⁃perfusion injury and protective effects of nitricoxide[J].World J Gastrointest Surg,2014,6(7):122-128．

[8]Stewart RK,Dangi A,Hhuang C,et al.A novelmousemodel of de⁃pletion of stellate cells clarifies their role in ischemia/reperfu⁃sion-and endotoxin-induced acute liver injury[J].J Hepatol,2014, 60(2):298-305．

[9]Shamas-Din A,Kale J,Leber B，et al.Mechanisms of action of Bcl-2 family proteins[J].Cold Spring Harb Perspect Biol,2013,5 (4):a008714.

[10]Wang QQ,Zhao X,Chen YC,et al.Research advances in mecha⁃nisms and inter-vention of hepatic ischemia-reperfusion injury[J]. JClin Hepatol,2016,32(6):1225-1229．

[11]Li J,Li RJ,Lyu GY,et al.Themechanisms and strategies to pro⁃tect from hepatic ischemia-reperfusion injury[J].Eur Rev Med Pharmacol Sci,2015,19(11):2036-4207．

[12]黄涛,尔启东,邓锋,等.高渗盐水预处理对大鼠肝脏缺血再灌注损伤血清一氧化氮和内皮素-1表达水平的影响[J].中国普外基础与临床杂志,2015,(11):1323-1326.

[13]王清卿,赵鑫,陈玉超,等.肝脏缺血再灌注损伤机制及干预的研究进展[J].临床肝胆病杂志,2016,32(6):1225-1229.

[14]Yamanaka K,Houben P,Bruns H,et al.A Systematic Review of Pharmacological Treatment Options Used to Reduce Ischemia Re⁃perfusion Injury in Rat Liver Transplantation[J].Gracia-Sancho J, PLoSOne，2015,10(4):e0122214.

[15]段心科.中药治疗肝脏缺血再灌注的研究进展[J].光明中医, 2014,29(3):659-661.

[16]Zhang W,Wang M,Xie HY,et al.Role of reactive oxygen species in mediating hepatic ischemia-reperfusion iniury and its therapeu⁃tic applications in liver transplantation[J].Transplant Proc,2007,39 (5):1332-1337．

[17]Theodoraki K,Karmaniolou I,Tympa A,et al.Beyond Precondi⁃tioning:Postconditioning as an Alternative Technique in the Pre⁃vention of Liver Ischemia-Reperfusion Injury[J].Oxid Med Cell Longev,2016,2016:8235921.

[18]巴翠晶,李得鑫,段雪磊,等.丹参的药理研究进展[J].中国兽医杂志,2016,(1):65-67.

[19]TsaiM K,Lin Y L,Huang Y T.Effects of salvianolic acids on oxi⁃dative stress and hepatic fibrosis in rats[J].Toxicol Appl Pharma⁃col,2010,242(2):155-164.

[20]张涛,张娟红,徐丽婷.中药丹参类制剂临床研究及应用进展[J].实用药物与临床,2015,18(3):330-334.

[21]高传长,李冬盛,王恺,等.丹参对大鼠移植肝血红素氧合酶1表达的影响[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15(31): 5722-5725.

[22]Lin YZ,Lu ZY,Liang XH,et al.Effect of breviscapine against he⁃patic ischemia reperfusion injury[J].J Surg Res，2016，203(2): 268-274.

[23]甘惠贞,何谦,艾秋宝,等.灯盏花素预处理供肝减轻大鼠肝移植后早期缺血再灌注损伤[J].中华器官移植杂志,2012,33(1):44-47.

[24]张宇靖.银杏叶提取物对大鼠肝脏缺血再灌注的影响分析[J].中外医学研究,2012,10(17):143-144.

[25]刘花,高卉.银杏叶提取物对肝缺血再灌注NF-κB p65表达的影响[J].时珍国医国药,2015,(12):2865-2867.

[26]周立亚,邹季,周立文.黄芪注射液对大鼠脊髓缺血再灌注模型AQP4、Ca2+与神经细胞凋亡表达的影响[J].中华中医药杂志, 2015,30(5):1841-1844.

[27]Liu A,Huang L,Fan H,et al.Baicalein pretreatment protects against liver ischemia/reperfusion injury via inhibition of NF-κB pathway in mice[J].Int Immunopharmacol，2015,24(1):72-79.

[28]姜丽,宁可,包怡敏.三七总皂苷抗缺血再灌注损伤机制研究进展[J].中华中医药学刊,2016,34(2):267-270.

[29]王宁,严冬.中医药抗心肌缺血再灌注损伤的研究进展[J].山东中医药大学报,2016,40(2):188-19.

[30]张培建,张杰,卜平,等.白术多糖对缺血再灌注损伤大鼠肝脏的保护作用[J].中国普通外科杂志，2011,20(1):63-65．

[31]张杰,刘歆农,张培建,等.白术多糖预处理对大鼠肝脏缺血再灌注损伤的实验研究[J].中国现代普通外科进展,2013,16(6): 421-425.

[32]廉皓,殷涛.葛根素对大鼠肝缺血再灌注损伤的影响[J].吉林医学, 2014,35(4):677-679.

[33]宋娟,郭雅玲,任广宗,等.白藜芦醇对大鼠肝脏缺血再灌注损伤的保护作用及机制研究[J].长治医学院学报,2015,29(3):170-173. [34]毕旭东,孙清森,赵晶.白藜芦醇预处理对大鼠肝脏热缺血再灌注损伤的保护作用[J].中国现代医学杂志,2010,20(20): 3088-3092,3096.

[35]齐欣,车向前,王超,等.红花注射液对肝热缺血再灌注损伤保护作用的研究[J].中国普通外科杂志,2008,17(7):658-662.

[36]杨春燕,曹成珠,汪晓筠,等.七味红花殊胜散对肝缺血再灌注损伤中caspase-3的影响[J].中国民族民间医药,2011,20(18): 47-53.

[37]Park MS,Joo SH,Kim BS,et al.Remote Preconditioning on Rat Hepatic Ischemia-Reperfusion Injury Down regulated Bax and Cleaved Caspase-3 Expression[J].Transplant Proc.2016,48(4): 1247-1250.

[38]阳毅，莫伟彬，李启畅.甘草黄酮对大鼠肝组织自由基代谢p53 mRNA表达的影响[J].中国实验方剂学杂志，2013,19（19）：245-249.

[39]Zhao J,Ming Y,Wan Q,et al.Gypenoside attenuates hepatic isch⁃emia/reperfusion injury in mice via anti-oxidative and anti-apop⁃totic bioactivities[J].Experimental and Therapeutic Medicine,2014, 7(5):1388-1392.

[40]卢绮萍,史陈让,吴在德,等.丹参防治肝缺血再灌注期肝细胞内钙超载的实验与临床研究[J].中华外科杂志,1996,34(2):98-101.

[41]金超.川芎嗪对围术期肝缺血再灌注损伤患者血浆TXA2/PGI2的调控作用[J].临床医药，2008,28(4):87-88．

[42]卢景宁,杨红,彭民浩,等.异甘草酸镁对大鼠肝脏缺血再灌注损伤保护作用的研究[J].药物与人,2014,27(8):22-23.

[43]Tao YE,Wen Z,Song Y,Wang H.Paeoniflorin attenuates hepatic ischemia/reperfusion injury via anti-oxidative,anti-inflammatory and anti-apoptotic pathways.[J].Exp Ther Med,2016，11(1): 263-268.

[44]王宏蕾,范峥,郭桂明.丹红注射液致药物性肝损害1例[J].中国医院药学杂志,2015,35(16):1527-1528.

（收稿：2016-01-26修回：2016-05-20）

（责任编辑 李文硕 屈振亮）

R631

A

1007-6948(2016)05-0511-04

10.3969/j.issn.1007-6948.2016.05.029

1.甘肃中医药大学研究生院（兰州730030）

2.天津市武警后勤学院附属医院麻醉手术一科（天津300100）

李宏,E-mail：fch6161@sina.com