β1肾上腺素受体通路介导针刺与乌头碱合用治疗心衰增效减毒作用的思路探讨

刘群， 周晨， 辛娟娟， 赵玉雪， 高俊虹， 喻晓春

（中国中医科学院针灸研究所，北京 100700）

心力衰竭（以下简称“心衰”）是指由于心脏的收缩功能和（或）舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，而导致的心脏循环障碍症候群，主要表现为心脏的血流动力学异常和神经内分泌过度激活所引起的心室重构和分子异常。它是心脏疾病发展的终末阶段，不仅严重影响患者的生活质量，而且有较高的致残率和致死率，是心血管疾病患者死亡的重要原因。研究[1]显示，我国心衰的患病率已显著增加至2%～3%，心衰发病率为每千人0.7～0.9，每年新发心衰患者50万例，使国家医疗负担逐年加重，而近几年心衰的药物治疗方面却无重大突破。如何有效地减缓其发生发展及进行有效的治疗一直是医学界研究的热点。

1 乌头碱强心及毒性作用

乌头碱类中药附子是许多传统中药方剂的重要组成部分，具有回阳救逆、补火助阳、散寒止痛的功效，用于亡阳虚脱及阳虚诸证，许多治疗心衰的方药中均含有附子[2]。现代药理学研究证明，附子有效成分具有强心作用，对心衰有明显的治疗作用[3]。乌头碱是附子中含量较多的有效活性成分之一。采用Ⅱ导联心电图变化为指标，以心率、左心室内压最大上升速率和率压积观察表明乌头碱具有强心作用[4]。离体心脏研究表明，乌头碱对腹主动脉狭窄致心功能减退的心脏具有正性肌力作用，激动心肌钾通道可显著增强乌头碱的强心作用和有效浓度范围[5]。细胞水平的研究也表明，乌头碱对心衰模型有明显的强心作用[6]。

然而，乌头碱也是造成附子等中药毒副作用的原因之一[7]，过量地摄入乌头碱会导致严重副作用的产生，其心脏毒性反应最常见者为心律失常，具体表现为室性心动过速、双相室性心动过速、室性纤维性颤动等[8-9]。由于其毒性作用，缩窄了药物的安全范围，限制了乌头碱的应用，使其难以付诸于临床使用。因此，如何拓宽药物使用范围，寻找对附子及乌头碱具有增效减毒的方法，安全有效地治疗心衰，是人们十分关注以及亟待解决的问题。

2 针刺对心衰的治疗作用及针刺减毒作用

针灸在心血管疾病临床中的应用已经有了较多的经验积累，对心肌缺血、高血压等心血管系统疾病具有一定的疗效[10]。临床研究表明，针灸对心衰患者具有一定的治疗作用，尤其是针刺内关穴[11]。研究认为，心衰的基础病因以缺血性心肌损害为主，其病理机制与心脏重塑及神经内分泌密切相关[12]。而针灸相关的研究表明，针刺可以减轻缺血心肌的损害，改善心肌缺血大鼠左室收缩和舒张的功能[13]，针刺对缺血心肌的保护作用与β1肾上腺素受体的介导有关[14]。另外，针刺还具有可以通过β1肾上腺素受体介导其抑制缺血性心律失常的作用[15]。

针刺通过调节和调动体内的内源性机制发挥其治疗作用，其本身几乎无任何毒副作用，此外，它还可以调动机体自身能力，减少其他药物毒副作用的产生。临床上，通过针灸作用减少放、化疗副作用的临床研究时有报道，有效且无其他副作用[16-17]。研究表明，电针预处理后，大鼠对布比卡因引起的心脏毒性的耐受性似乎增加了，亦表明电针具有一定的减毒作用[18]。本课题组认为，针刺与洋地黄同用可能具有增效减毒作用[19]。本课题组前期研究也明确了二者同用，可以在减少洋地黄的用量，增加其治疗效应的同时，也增加其安全性，是一种较理想的与洋地黄类药物联用的增效减毒方法[20]。

由此可见，长期的针灸临床和基础研究，为针刺与乌头碱类治疗心衰产生的增效/减毒效应提供了可能性。

3 β1肾上腺素受体信号通路在正常及衰竭心脏中的作用

众所周知，β1肾上腺素受体在人类心脏中所占比例为70%～80%，是心脏中最强有力的受体，也是交感神经递质的主要靶受体，交感神经主要通过该受体控制和影响心脏的功能，正常心脏功能的维持与β1肾上腺素受体系统密切相关。正常生理情况下，儿茶酚胺作用于心脏中的β1肾上腺素受体，活化与之偶联的Gs信号通路，通过腺苷酸环化酶（AC）引起第二信使环磷酸腺苷（cAMP）的合成，活化蛋白激酶A（PKA）和下游的信号分子，使L型钙通道离子内流，触发肌浆网大量钙离子释放，进入细胞内液，细胞收缩；另一方面，受磷蛋白磷酸化，激活肌浆膜上的钙泵（SERCA），促使钙回摄，细胞舒张。

病理心脏的变化亦与β1肾上腺素受体系统密切相关。心衰的一个重要特征即是β1肾上腺素受体系统的异常[21-22]。心衰时，患者体内发生一系列神经内分泌改变，交感神经系统和肾素-血管紧张素系统均呈现活跃状态，在疾病发生之初代偿性降低了血压和心搏出量，长时间则增加了心脏工作量，导致适应不良性心脏重构和心肌细胞死亡。心衰时β1肾上腺素受体及其mRNA下调50%～70%，与疾病的严重程度相关[23]，而且β1受体密度减少。目前认为，心衰的病因以缺血性心肌损害为主，而心肌的缺血性损害与缺血过程中的交感神经及心脏β1肾上腺素受体过度兴奋，经一系列的信号转导机制，最终导致心肌细胞内钙超载等因素有关[24]。可见，β1肾上腺素受体及其细胞内信号传导系统是正常心脏与衰竭心脏功能调节的重要途径。针刺可能通过调节心肌细胞内β 1肾上腺素受体信号系统来介导其心衰治疗作用。

4 附子/乌头碱强心及毒性反应与β1肾上腺素受体相关的作用机制

β1肾上腺素受体介导的信号通路，可使L型钙通道离子内流，进一步导致心肌细胞内钙离子稳态的改变，介导心肌细胞的收缩和舒张。附子/乌头碱的强心及毒性反应与心肌细胞内β1肾上腺素受体及其下游的钙离子调节密切相关。附子提取物属于β1肾上腺素能兴奋剂，能兴奋豚鼠的离体心脏，使收缩频率增加，心率加快[25]。附子煎剂对动物蛙、蟾蜍、兔等均具有强心作用，尤其是在心功能不全时效果更为明显，这种强心作用的机制主要与兴奋和激动β1肾上腺素受体，释放儿茶酚胺有关[26]。卢志强等[27]研究表明，乌头碱类中药附子对急性心衰大鼠具有明显的强心作用，β1受体阻断药能显著拮抗附子加快心率的作用，说明其强心作用部分机制与β1肾上腺素能受体有关。参附注射液可阻止心肌缺血再灌注导致的β1肾上腺素受体功能性解偶联或减少其脱敏作用，从而维持正常心肌收缩力，增强心脏功能[28]。附子的抗心律失常作用机制亦可能与激动心肌β1肾上腺素受体，轻微阻断钙离子内流及降低细胞内钙离子浓度有关[29]。

李建良等[30]通过网络药理学的研究方法研究表明，乌头碱毒性可能与心脏β1肾上腺素受体系统有关，蒙药诃子可通过调节心肌细胞肾上腺素能信号等通路调节心脏功能来缓解草乌引起的心脏毒性。乌头碱可致心肌细胞急性自发性钙释放，β1肾上腺素能受体介导cAMP通路激活造成的肌浆网内钙超载和钙泄漏参与了乌头碱的毒性机制[31]。乌头碱能上调心肌β1肾上腺素受体含量，增加血清cAMP的含量[32]。田真等[33]研究表明，乌头碱致大鼠心律失常时去甲肾上腺素水平明显升高，提示可能存在着交感神经的极度激活。

以上提示β1肾上腺素受体信号系统及钙离子可能参与介导了乌头碱的正性肌力效应及其毒理作用。

5 β1肾上腺素受体介导针刺与乌头碱类药物合用治疗心衰的增效减毒作用的思路

针刺可以通过调节β1肾上腺素受体系统，进一步调节细胞内钙离子，改善心肌缺血大鼠左室收缩和舒张功能。针刺内关穴也可以减轻缺血性心肌损害，抑制缺血性心律失常，对缺血心肌的保护作用与β1肾上腺素受体的介导有关，可通过调节包括β1肾上腺受体及其信号分子等在内的众多与钙信号调节相关的蛋白或分子等发挥其作用。本课题组既往研究显示：电针与洋地黄联用可减少其毒副作用，提示针灸与乌头碱联用亦可能起到增效减毒的作用。心衰时心脏中最强有力β1肾上腺素受体的数目/功能改变，可引起受体后信号转导通路的一系列变化，进而引起心肌细胞内钙离子变化，导致心脏功能损害。而乌头碱的强心及毒性作用均与细胞内β1肾上腺素受体系统及钙离子稳态密切相关。以上提示针刺有可能通过调节心肌细胞的β1肾上腺素受体系统，进一步调节细胞内钙离子浓度，抑制心衰的发展，在有效增强心肌收缩功能的同时，防止或减轻因乌头碱过量引起的心律失常等毒副作用的产生，从而起到对乌头碱的增效减毒作用，拓宽其药物使用范围。对这些问题的研究将为针药结合治疗心衰开辟一条有效、安全的新途径，为治疗其他疾病开创一个针灸与药物结合的新的治疗思路。