土茯苓抗痛风作用研究进展

梁巧静 梁维萍 李 琼 郭宏伟,2 朱 丹

(1 广西医科大学药学院,南宁,530021; 2 长寿与老年相关疾病教育部重点实验室,南宁,530021; 3 广西医科大学转化医学中心,南宁,530021)

痛风属于核苷酸代谢障碍所引起的疾病,是由于长期高尿酸血症导致尿酸盐沉积于关节和软组织,从而形成异质性和代谢类的疾病[1]。由于在人和类人猿中缺乏普遍存在于其他哺乳动物体内的尿酸酶,无法将尿酸分解成水溶性好、易排出体外的尿囊素,加上肾脏有着较强的尿酸重吸收能力,结果导致人和类人猿血中的尿酸水平较高,成为人和类人猿所特有的一类代谢性疾病[2]。痛风的临床表现为急性关节炎、痛风石沉积、痛风性慢性关节炎和关节畸形等。治疗痛风的常用药有秋水仙碱、非甾体抗炎药、降尿酸药、糖皮质激素等,有一定疗效,但不良反应较大,常伴随肝肾功能损害、潜在的神经毒性及肌肉毒性和胃肠道反应等[3]。

土茯苓,为百合科植物光叶菝葜(SmilaxglabraRoxb.)的干燥根茎,又名禹余粮、冷饭团、红土苓等。其味甘,淡,平,归肝、胃经,具有解毒除湿,通利关节的功效,可用于治疗湿热淋浊,带下,筋骨疼痛,瘰疬,梅毒及汞中毒等[4]。现代药理研究表明土茯苓具有抗动脉粥状硬化、抗血栓、保护肝损伤、免疫抑制、利尿、抑菌、抗菌等作用[5]。以往研究表明土茯苓对痛风有一定的治疗作用,本文主要针对土茯苓的化学成分及抗痛风作用研究做一综述,为其进一步研究和开发利用提供依据。

1 土茯苓化学成分研究

土茯苓中主要化学成分有黄酮类、黄酮苷类、生物碱类、皂苷类、多糖类、挥发油类、苯丙素类、甾醇类、有机酸类、鞣质、蛋白质以及少量无机元素等。黄酮及黄酮苷类化合物主要为落新妇苷(Astilbin)、异落新妇苷(Isoastilbin)、新异落新妇苷(Neoisoastilbin)、异黄杞苷(Engeletin)、土茯苓素(Smitilbin)、土茯苓苷(Smiglabrin)和槲皮素(Quercetin)等。苯丙素类主要为3,5,4′-三羟基芪(白藜芦醇)、3,5,2′,4′-四羟基芪、2,4,3′,5′-四羟基芪(氧化白藜芦醇)等化合物。甾醇类化合物主要有β-谷甾醇、豆甾醇-3-0-B-D-吡喃葡萄糖苷等。有机酸类主要为油酸、亚油酸、棕榈酸、琥珀酸、阿魏酸和莽草酸等。皂苷类化合物主要有薯蓣皂苷、提果皂苷、(2R、3R)-花旗素-3′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、2,4,6-三羟基苯乙酮-2,4-二-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、白藜芦醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、正丁基-β-D-吡喃葡萄糖苷、正丁基-β-D-吡喃葡萄糖苷等。无机元素有Ca、Mg、Fe、Mn、Cd、K、Cu、Zn等。现代药理学研究其主要的活性成分为黄酮类和黄酮苷类、苯丙素类,也是发挥药理作用的基础物质,具有利尿、镇痛、抗炎、抗氧化、抗肿瘤和抗痛风等作用,而落新妇苷作为黄酮苷类主要成分,其含量高,具有显著生物学效应[6]。2015版《中华人民共和国药典》一部将落新妇苷作为土茯苓测定成分,规定土茯苓按干燥品计算,含落新妇苷(C21H22O11)不得少于0.45%。

2 土茯苓抗痛风作用及机制研究

2.1 土茯苓抗高尿酸血症的研究 由于体内嘌呤代谢紊乱,尿酸排泄障碍,细胞外液中的尿酸盐水平呈过饱和状态,在体内堆积,引起血中尿酸值增高,导致高尿酸血症。长期高尿酸血症会影响心脑血管系统与肾脏系统,血尿酸水平是诊断痛风、糖尿病、高血压等代谢障碍类疾病的重要生化指标[7]。在正常嘌呤饮食情况下,非同日两次空腹测定血中尿酸水平,尿酸-男性>416.5 μmol/L、尿酸-女性>357.0 μmol/L即可认定为高尿酸血症[8]。目前,西医治疗高尿酸血症药物主要包括4类:1)以嘌呤代谢酶为靶点的降尿酸药物;2)以肾小管尿酸转运体为靶点的降尿酸药物;3)黄嘌呤氧化还原酶和肾小管尿酸转运体双重抑制剂;4)尿酸氧化酶[9]。

临床研究表明,复方土茯苓颗粒可有效降低高尿酸血症患者血尿酸水平,对于痰湿阻滞相关的中医临床症状有改善作用,远期疗效及安全性好[10]。复方土茯苓颗粒降尿酸作用机制可能与上调高尿酸血症患者血清APN、NO水平,下调MCP-1、TNF-α、IL-6水平相关[11]。

黄嘌呤氧化酶(Xanthine Oxidase,XOD),是合成尿酸的关键酶,在动物肝脏中含量最高,可将次黄嘌呤和黄嘌呤氧化生成尿酸。随着XOD活性的增强,嘌呤的分解代谢也将增多,引起尿酸生成增多,导致血尿酸水平升高。研究表明,通过抑制XOD的活性,增强机体抗氧化作用,减少嘌呤类分解代谢,可有效降低血尿酸水平[12]。研究证明,多数黄酮类化合物和落新妇苷可通过抑制XOD活性及促进尿酸排泄等防治高尿酸血症[13]。郭淑云[14]等研究发现,土茯苓水提物可降低高尿酸血症模型小鼠血清尿酸水平和抑制血清XOD活性,推测其水提物可能是通过抑制XOD活性、减少嘌呤分解代谢,使尿酸生成减少,从而降低血尿酸水平。

尿酸排泄减少也会导致高尿酸血症,正常生理情况下,肾小球对尿酸进行滤过,肾小管则对尿酸重吸收和分泌,以维持人体内正常尿酸水平。肾小管上皮细胞管腔膜(刷状缘侧)与基底外侧膜上的某些有机阴离子转运蛋白(URAT1、OAT1和OAT3等)负责尿酸在肾脏中的转运。其中URAT1负责尿酸的重吸收,而OAT1和OAT3负责尿酸的排泄。这些阴离子转运蛋白可调控人体内血尿酸浓度,是调控体内尿酸水平的主要靶点,提示调控URAT1、OAT1和OAT3的水平可用于治疗高尿酸血症[15]。孙红[16]等研究发现土茯苓提取物可通过下调大鼠肾脏URAT1基因的mRNA表达来抑制对尿酸的重吸收,且作用强于苯溴马隆。

GLUT-9转运蛋白是重要的尿酸转运体,包括GLUT-9a和GLUT-9b,前者分布广泛,在肾脏、肝脏,软骨组织以及小肠中都有分布,后者仅在肾脏、肝脏中表达。GLUT-9类转运体具有高容量、亲和力低等特点,通过促进尿酸排泄,降低血尿酸水平。Liu等[17]研究发现,复方土茯苓颗粒可通过抑制高尿酸血症小鼠肾脏中GLUT-9的表达,从而抑制肾小球对尿酸的重吸收,促进尿酸排泄进而降低体内血清尿酸水平。

近年来对于三磷酸腺苷结合盒转运蛋白G(ATP-binding Casstte Superfamily G Mumble,ABCG)的全基因关联研究证实,位于4号染色体的三磷酸腺苷结合盒转运蛋白G2(ABCG2)与血尿酸水平、痛风患病率有关[18]。ABCG2对血中尿酸浓度的调控起重要作用,是高尿酸血症药物治疗的靶点之一,可通过促进尿酸排泄以降低血尿酸水平[19]。李静[20]发现复方土茯苓颗粒能通过上调尿酸转运蛋白ABCG2的表达,促进尿酸排泄,从而降低大鼠体内尿酸水平。

2.2 土茯苓治疗痛风性关节炎 长期嘌呤代谢障碍会导致尿酸盐沉积在关节,可引起急性关节炎,局部关节出现红、肿、热、痛的症状。若反复发作且治疗不及时,容易引起慢性关节炎和关节变形,累及肾脏从而引起慢性间质性肾炎和肾尿酸结石形成。秋水仙碱、糖皮质激素和非甾体抗炎药物作为急性痛风性关节炎的一线治疗药物,可对急性痛风关节炎起到镇痛、抗炎、消肿的治疗作用,虽有一定疗效,但不良反应较大,不宜久用。根据临床研究表明,土茯苓可用于治疗急性痛风性关节炎。陈红明[21]运用通痹土茯苓汤观察治疗急性痛风性关节炎的临床疗效,并与秋水仙碱对照,结果发现通痹土茯苓汤总有效率为97.5%优于对照组的92.5%,并且不良反应少。贠明东[22]等研究发现,用土茯苓萆薢汤治疗急性痛风性关节炎的效果显著,可有效降低血尿酸水平。土茯苓萆薢汤观察组与秋水仙碱观察组比较发现,运用土茯苓萆薢汤治疗急性痛风性关节炎,疗效确切,且不良反应发生率低,更利于临床应用。李微[23]研究发现,以土茯苓作为君药的痛风饮治疗痛风性关节炎效果良好,有效率为93%,且安全性良好,未发现不良反应。

有研究表明,NF-κB信号转导通路调控炎性反应因子IL-β的产生,其在痛风性关节炎发病过程中发挥关键作用[24]。NF-κBp65是重要的核转录调节因子,参与调控致炎因子和炎性反应递质表达过程,IL-1β是重要的致炎因子,两者均在人体组织破坏、水肿形成等多种病理损伤过程中广泛存在[25]。若能有效降低单核细胞分泌的IL-1β、IL-6、PGE2和TNF-α等致炎因子水平,可消除炎性细胞在关节及其他结缔组织的大量聚集,从而起到治疗痛风性关节炎的作用。土茯苓中落新妇苷、二氢黄酮类以及薯蓣皂苷等具有较强的消炎作用。王环芬[26]等研究发现土茯苓萆薢方联合美洛昔康片治疗急性痛风性关节炎疗效显著,两者合用降低急性痛风性关节炎患者的IL-1β和NF-κB p65水平更显著。

mi-RNA是近年来发现的一类具有调控功能的小RNA片段,在诸多生物过程中起着不可忽视的作用。有学者[27]发现以土茯苓为主要成分的泄浊除痹方能显著降低高尿酸血症小鼠血清尿酸水平,并利用MicroRNA芯片筛选出32种发生显著变化的mi-RNA,进一步使用靶基因预测在线工具进行预测发现miR-146a的表达与炎性反应因子白细胞介素IL-1β、1L-6有关。另外研究显示[28],miR-146a可通过调控Treg细胞的功能从而抑制Th1型炎性反应因子的表达。朱明敏[29]等发现随着复方土茯苓颗粒剂量的增加,大鼠体内血药浓度增大,miR-146a mRNA表达上调,IL-1β、1L-6的表达则下调。提示复方土茯苓颗粒可能通过上调大鼠膝关节滑膜组织细胞miR-146a的表达,而抑制IL-1β、1L-6表达,从而缓解炎性反应。

2.3 土茯苓治疗高尿酸血症肾病的研究 高尿酸血症肾病是继发于高尿酸血症后的继发性肾病,由于长期血尿酸水平过高且未得到有效控制,尿酸盐结晶聚积于肾小管细胞及肾间质中,从而引发炎性反应,导致肾功能损伤,可出现蛋白尿、夜尿以及渗尿等,其前期起病隐匿,易被误诊,持续发展将导致肾脏纤维化甚至导致肾衰竭。伴随高尿酸血症发病率的逐年升高,高尿酸血症肾病发病率也呈逐年上升趋势,在继发性肾损伤中占有重要位置。有研究表明,高尿酸血症肾病与痛风性关节炎轻重程度无关,即轻度关节炎患者也可能有肾损伤,重症关节炎患者不一定有肾脏病变。遗传因素、代谢异常、饮食不当、年龄增长等因素均可导致痛风性肾病[30]。

巨噬细胞和单核细胞在高尿酸血症肾病的发生发展过程中起主要作用。单核细胞可分泌前炎性反应因子如TNF-α、IL-1β和IL-6等,其中TNF-α和IL-1β可以激活血管内皮细胞表达内皮细胞选择素、血管细胞粘附分子、细胞间粘附分子,诱导中性细胞积聚至晶体沉积部位[31]。这些细胞因子通过促进肾小球系膜细胞增生、炎性反应细胞浸润、细胞外基质沉积等,促使肾小球硬化与间质纤维化,最终导致终末期肾病。苯溴马隆、别嘌醇等此类药物虽能较快较好的降低血液中尿酸水平浓度,但对皮肤、血液系统和肝肾功能均有不同程度损害,停药后易复发也使得高尿酸血症的临床用药受到限制。

土茯苓中黄酮类成分具有抗炎、抗氧化活性,可能是土茯苓治疗高尿酸血症肾病的另一原因[32]。高尿酸血症状态下,肾小管细胞代谢异常产生活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS),通过氧化NF-κB而促进TNF-α和IL-1β的释放,TNF-α和IL-1β增强一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase,iNOS)与环氧合酶-2(Cyclooxygenase-2,COX-2)的活性,分别产生NO和PGE2,最终导致肾损伤的炎性反应级联反应。前人研究表明土茯苓中落新妇苷能有效减少ROS的蓄积,减少脂质过氧化,抑制自由基生成,还对NF-κB活化,TNF-α、IL-6的生成起抑制作用。落新妇苷能降低尿酸水平,改善高尿酸血症引起的肾脏损伤,可通过抑制PGE2、TGF和CTGF的生成,从而保护肾脏功能[33]。

3 小结与展望

随着生活水平的提高,大量嘌呤被摄入人体,导致痛风的发病率逐年增多。痛风的发病机制为人体尿酸失衡,包括:1)尿酸排泄减少;2)尿酸生成增多,导致尿酸盐结晶引起炎性反应,其中,70%的痛风患者是由于体内尿酸排泄减少导致。目前治疗痛风的药物仍以西药为主包括促进尿酸排泄药物以及降低对尿酸重吸收药物,但存在种类少、生物利用度低、耐受性差、不良反应多等缺点。因此,寻找资源广、不良反应少、高效的治疗痛风药物迫在眉睫。从中医学中寻找治疗痛风的新药物为治疗痛风提供新方案,土茯苓中黄酮类、落新妇苷、苯丙素类、多糖类成分具有利尿、镇痛、抗氧化、提高免疫力等药理活性。但目前研究其作用机制多以粗提物或复方制剂为主,单一成分作用机制研究较少,且多数研究集中在高尿酸血症,而针对痛风性关节炎和高尿酸血症痛肾病的研究则相对较少。在今后的研究中,可侧重于土茯苓中分离出来单体成分抗痛风作用及机制研究,从而开发安全有效治疗痛风的药物,为痛风患者谋福利。