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寒凉性活血化瘀中药及其化学成分抗血小板聚集作用机制的研究进展*

2022-02-25俞佳峰吴先昊胡翠彭智祥王亚敏张娣王小青李雪

实用中西医结合临床 2022年20期
关键词:赤芍丹参血小板

俞佳峰 吴先昊 胡翠 彭智祥 王亚敏 张娣 王小青 李雪

(江西省中医药研究院 南昌 330046)

心血管类疾病随着社会老龄化的加重以及发病趋势日渐年轻化,已经成为全世界高致死率疾病之一[1],而血栓又是诱发心脑血管类疾病的重要因素。血栓的形成原因复杂,影响因素多,如内皮细胞损伤、血小板聚集、血液流变学异常等,其中血小板聚集是导致血栓形成的关键因素,抑制血小板聚集是治疗血栓最直接有效的策略之一[2]。目前对于血栓治疗的主要药物是抗血小板聚集类,如氯匹格雷、阿司匹林、替罗非班和阿昔单抗等,按各个药物作用机制的不同可以分为钙离子(Ca2+)通道拮抗剂、凝血酶受体拮抗剂、血栓素A2(TXA2)抑制剂、二磷酸腺苷(ADP)受体抑制剂、5-羟色胺(5-HT)受体拮抗剂、磷酸二酯酶抑制剂和糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体抑制剂等[3]。尽管此类药物的研发和使用历史悠久,且机制研究的相对透彻,但在一定程度上仍然会使患者出现过敏反应、出血、再生障碍性贫血、血小板减少及血小板减少性紫癜等不良症状。活血化瘀类中药在治疗血小板聚集时具有副作用小、药性温和、作用靶点多等特点,且效果较佳[4],但目前并未明确活血化瘀类中药抗血小板聚集作用的途径和靶点,本研究通过查阅《江西省中药材标准》2014版和《中国药典》2020版,共搜集并整理了149味具有活血化瘀功效的中药,其中39味活血化瘀中药的抗血小板聚集功效具有明确的文献报道,同时对其药性进行了归纳整理,并就其中7味寒性(牡丹皮、虎杖、郁金、益母草、赤芍、丹参、大黄)和1味凉性(毛冬青)活血化瘀类中药抗血小板聚集作用机制进行综述,以期为进一步研究提供一定的参考。现综述如下:

1 抑制花生四烯酸代谢途径

花生四烯酸(Arachidonic Acid),是全顺式-5,8,11,14-二十碳四烯酸(简称AA),为一种多不饱和ω-6脂肪酸,广泛存在于人和动物体内,尤其是在神经末梢处含量达70%[5~6],在维持机体细胞膜功能结构等方面具有举足轻重的作用。抑制AA代谢途径是抗血小板聚集重要的作用机制之一,当AA进入血液后,在环氧合酶(COX-1)作用下分解为前列腺素H2(PGH2)和前列腺素G2(PGG2),PGH2和PGG2分别经由血栓素合成酶和前列环素合成酶生成TXA2和前列环素(PGI2),TXA2和PGI2具有完全相反的药理活性,其中TXA2具有促进血管收缩、降低环磷酸腺苷(cAMP)水平、诱导血小板聚集的功效,而PGI2会提高腺苷酸环化酶活性,导致血小板cAMP水平升高,从而促进血管扩长,抑制血小板聚集。因此保持TXA2和PGI2在机体内的动态平衡对于抑制血小板聚集至关重要。目前抗血小板聚集机制为抑制花生四烯酸代谢途径的寒凉性中药有牡丹皮、郁金、益母草、毛冬青和赤芍。

1.1 牡丹皮牡丹皮常用于跌扑伤痛、营血、温毒发斑、夜热早凉、痈肿疮毒、经闭痛经等的治疗[7]。丹皮酚和芍药苷是牡丹皮中的重要活性物质,章丽等[8]对丹皮酚和芍药苷联合抗血小板聚集的作用效果进行了研究,研究结果显示高、中、低剂量组的丹皮酚和芍药苷均能显著抑制AA诱导的家兔血小板聚集,但其并未对AA诱导的血小板聚集相关机制进行深入研究。陈晓嫚等[9]通过结构修饰及改造,将丹皮酚分别与肉桂酸、阿魏酸和阿司匹林进行作用得到相应的丹皮酚酯类化合物,随后对丹皮酚酯类化合物进行抗血小板聚集活性实验,结果显示丹皮酚酯类化合物对AA诱导的血小板聚集抑制活性高于丹皮酚。丹皮酚在进行结构修饰之前水溶性较差、体内代谢慢,因而其生物利用度较低,在对其进行结构修饰后,通过引入极性基团提高其水溶性,进而提高其生物利用度,因此其抗血小板聚集的活性得到了显著提高,该研究为今后抗血小板聚集的研究提供了一定的指导意义。

1.2 郁金郁金化学成分复杂,主要含有萜类、生物碱类和姜黄素类,具有广泛的药理学活性,包括镇痛、抗炎和抗肿瘤等,对心脑血管疾病也有很好的疗效[10]。宿玉等[11]报道了桂郁金具有抗三氯化铁诱导的血小板聚集作用,运用酶联免疫吸附测定(ELISA)法测定了血小板中血栓烷素B2(TXB2)和6-酮-前列腺素F1α(6-K-PGF1α)含量,并对6-K-PGF1α与TXB2之间的比值与血栓湿重的相关性进行了分析。结果显示郁金可以显著降低TXB2水平,同时促进6-K-PGF1α释放,因而可以保持两者之间的平衡,从而达到诱导血管舒张,抑制血小板聚集的目的。

1.3 益母草益母草具有多种药理作用,如收缩子宫、抗血小板聚集、心肌保护等,被称之为血家圣药[12]。目前对益母草的研究主要集中于妇科疾病方面,对其抗血小板聚集研究较少。在家兔体外实验中,张恩立等[13]发现益母草碱可不同程度地抑制ADP、AA诱导的血小板聚集。

1.4 毛冬青毛冬青的化学成分复杂,主要含有黄酮类、萜类、香豆素类等,具有广泛的药理学活性,在视网膜炎、心绞痛、咽喉炎和抗血小板聚集等方面均具有较佳的活性。谭庆龙[14]从毛冬青乙酸乙酯提取物中分类出了18个化合物,发现化合物其中8种化合物表现出显著的抗血小板聚集活性,其中毛冬青皂苷B3体外抗血小板聚集活性最强。后对其抗血小板聚集的作用机制进行了初步探讨,通过一系列研究发现毛冬青皂苷B3对AA、ADP、胶原蛋白和凝血酶原抑制的血小板聚集均具有抑制作用。

1.5 赤芍赤芍具有广泛的药理作用,如抗炎、抗肿瘤、保护心脑血管、抑制血小板聚集的目的。章丽等[8]比较了牡丹皮、赤芍和白芍对急性血瘀症大鼠的影响,并对三者抗血小板聚集机制进行了探讨,研究发现三者均具有显著的抗凝作用,同时通过对血清中TXA2与PGI2含量的测定,发现赤芍可以显著降低血清中TXA2含量,升高PGI2含量,这说明赤芍抗血小板聚集的机制可能与AA通路有关。

2 抑制血小板内容物释放类中药

血小板中的亚细胞器如α颗粒和致密颗粒会释放出相应的内容物,如血管性血友病因子(vWF)、血小板因子、P-选择素、纤维蛋白原、苏氨酸(THR)、5-HT、腺苷三磷酸(ATP)、ADP、血小板活化因子(PAF)和Ca2+等,这些内容物会导致血栓和动脉粥样硬化斑块的形成。目前抗血小板聚集机制为抑制血小板内容物释放的寒凉性中药有赤芍、牡丹皮、虎杖、益母草和毛冬青。

2.1 赤芍由于中药成分的复杂性,其抗血小板聚集可能有多条途径。王潇毅等[15]首先通过Ingenuity通路分析软件(IPA)筛选出了赤芍已知单体成分的作用靶点,随后通过实验进行验证。IPA结果显示:赤芍有可能通过影响一氧化氮(NO)水平、Ca2+浓度和环磷酸腺苷(cAMP)浓度抑制血小板聚集,研究结果显示赤芍可以显著降低ADP诱导的血小板内Ca2+浓度,能显著提升凝血酶激活血小板时所导致的NO水平降低的作用,同时赤芍对cAMP含量没有调控作用。另外有研究报道,赤芍乙醇提取物可以激活K型ATP和K型Ca2+通路,抑制L型Ca2+通道,通过松弛血管平滑肌达到抑制血小板聚集的目的[16]。

2.2 牡丹皮章丽等[8]不仅对牡丹皮抗AA诱导的血小板聚集活性进行了研究,还对其抗胶原和ADP诱导的血小板聚集活性进行了评价,结果发现牡丹皮中的有效成分丹皮酚与芍药苷具有显著的抗ADP诱导的血小板聚集活性,该研究结果表明牡丹皮抗血小板聚集的机制可能和抑制致密颗粒释放ADP有关。

2.3 虎杖虎杖具有保肝、抗炎和抗肿瘤等药理作用[17],有研究报道了其通过抑制血小板内容物的释放途径来达到抑制血小板聚集的目的[18],该研究发现虎杖主要成分黎芦醇可以抑制细胞内Ca2+的释放,同时较少细胞内储存的Ca2+流入血小板;Ca2+在血小板内的含量变化是影响血小板聚集的重要因素,通过减少Ca2+含量可以有效抑制血小板的聚集,该研究提供了一个新的虎杖抗血小板聚集机制,也为其临床用药提供了一定的理论指导价值。

2.4 益母草杨槐等[19]对益母草抗ADP诱导的血小板聚集活性进行了研究,该研究首先从益母草中提取出了十种香豆素类化合物,随后对这十种化合物进行了体外抗血小板聚集活性实验,结果显示异栓翅芹醇和九里香酮具有显著的抗ADP诱导的血小板聚集活性。刘娟等[20]同样对益母草的化学成分和抗血小板聚集活性进行了研究,其中益母草碱、蒙花苷和芹菜素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷对ADP诱导的血小板聚集具有显著的抑制作用,抑制率最高达33.82%。从上述研究可以看出,益母草对血小板聚集的机制可能和其抑制血小板内容物释放ADP有关,虽然抑制率达到了30%以上,但要真正运用于临床,还需要对其相关成分的结构进行进一步的研究。

2.5 毛冬青付晓春等[21]对缩醛基毛冬青化合物R4的抗血栓作用进行了研究,发现其具有抗ADP诱导的血小板聚集活性。林丽萍等[22]运用Born比浊法对毛冬青不同部位提取物的抗血小板聚集活性进行了研究,结果显示毛冬青浸膏、水提取物、正丁醇提取物、D101-50%乙醇提取物、D101-95%乙醇提取物和D101-水提物均能够显著抑制ADP诱导的血小板聚集。从上述研究可以看出,毛冬青对血小板聚集的抑制机制除了花生四烯酸代谢通路之外,还可以通过抑制血小板内容物释放ADP来达到抑制血小板聚集的目的。

3 血小板膜蛋白受体拮抗

血小板膜上的蛋白质种类多样,这些蛋白质不仅能够维持血小板形态完整及功能正常运行,同时也构成了血小板上各种活性化合物的受体,这些受体根据其功能及相应配体的差异可分为选择素受体、诱导剂受体和黏附受体,通过抑制血小板膜蛋白上的受体与相应化合物结合可达到抗血小板聚集的目的。血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa(GPⅡb/Ⅲa)是血小板膜上的主要受体,该受体会和纤维蛋白原结合,从而引起血小板聚集,当加入相应抗血小板聚集药物时,该药物会抑制纤维蛋白原与GPⅡb/Ⅲa受体结合,从而降低TXA2的含量,抑制血小板聚集。黏附受体包括血小板膜糖蛋白VⅠ(GPVⅠ)和血小板膜糖蛋白Ⅰa/Ⅱa(GPⅠa/Ⅱa)两个亚型,通过对GPVⅠ受体诱导剂CRP或GPⅠa/Ⅱa受体的抑制,可以对胶原诱导的磷酸化作用起到抑制,从而抑制血小板的聚集。另外,当血管受损后,血小板会黏附于受到损伤的血管上,使血小板被激活并且释放活性诱导剂(ADP、TXA2和5-HT等),从而加快血小板聚集,因此抑制血小板聚集的途径之一便是要抑制血小板激活后释放的诱导剂与血小板膜糖蛋白受体的相应结合。除了上述受体之外,中药抗血小板聚集也可以通过拮抗血小板THR受体、内源PAF受体和P2Y12受体等达到抑制血小板聚集的目的。目前抗血小板聚集机制为血小板膜蛋白受体拮抗的寒凉性中药有丹参和大黄。

3.1 丹参丹参在抗肿瘤、保护心血管、抗纤维化及神经系统疾病和抗血小板聚集等方面具有很好的药理活性[23]。目前对丹参抗血小板聚集机制研究主要以网络药理学和分子对接技术为主,唐惠兰[24]以分子对接技术和斑马鱼血栓模型,筛选出了丹参中抗血小板聚集的活性成分,分别为丹参酚酸B(SAB)、迷迭香酸(MA)、紫草(LA)和木犀草苷(LG),随后对这些活性成分进行了抗血小板聚集实验,发现其均能有效抑制AH和PHZ诱导的血小板聚集。霍苏等[25]运用网络药理学对丹参抗血小板聚集的活性成分、作用靶点和信号通路进行了预测,结果显示丹参中含有65个抗血小板聚集活性化合物和84个作用靶点,GO富集分析结果显示丹参能够抑制ADP与血小板G蛋白偶联受体和P2Y12受体的结合,因而可以抑制血小板激活并释放ADP,以达到抗血小板聚集的目的。除此之外,李谢等[26]运用生物活性评价和化学计量学对三叶丹参抗血小板聚集活性物质进行了筛选,发现丹参中的活性物质丹参素、丹酚酸A、丹酚酸B和迷迭香酸均与P2Y12受体表现出很好的结合能力,该研究表明丹参中的某些活性成分是很好的P2Y12受体拮抗剂。

3.2 大黄大黄中有效成分以蒽醌类和蒽酮类为主,具有抗炎、抗癌和抗血小板聚集等广泛的药理活性[27]。谭鹏等[28]运用生物效价测定法对大黄中的10个蒽醌类化合物抗血小板聚集活性强弱进行了对比,与此同时,为验证生物效价的检测结果,作者采用分子对接术对大黄酚-8-O-β-D-葡萄糖苷和大黄酸与P2Y12受体蛋白受体在最佳结合时的抑制常数(Ki)进行了计算,结果显示,大黄酸和大黄素具有显著的抗ADP诱导的血小板聚集活性,从分子对接结果来看,大黄酚-8-O-β-D-葡萄糖苷和大黄酸对P2Y12受体具有较强亲和力,抑制常数达到了5.73和2.51μmol/L,该研究说明大黄可以通过抑制P2Y12受体来发挥其抗血小板聚集的功效。大黄在实际应用过程中存在生物利用度低和溶解性差的问题,为解决此问题,丁乐等[29]基于拼合原理,以烷基链为基本骨架,将大黄酸与烟酸偶联,得到了5个新的化合物,随后对这5个化合物进行抗血小板聚集活性测试,发现3a、3b和3e抗血小板聚集的活性比阿司匹林强,且3a的活性最强。

4 影响核苷酸系统

核苷酸系统包括cAMP系统和环磷酸鸟苷(cGMP)系统,其中cAMP是由腺苷酸环化酶水解三磷酸腺苷生成,是细胞内的重要信号传输物质,在PLC介导的血小板聚集和释放具有重要的调控作用。cGMP是由三磷酸鸟苷经由鸟苷酸环化酶分解产生的,它可以经由非依赖性通路和依赖性通路对血小板聚集进行调控,并且可以降低细胞内Ca2+浓度,使得血管得到舒张从而达到抑制血小板聚集的目的。因此,提高血小板内cAMP和cGMP的水平或者抑制其水解是抑制血小板聚集的重要通路。目前抗血小板聚集机制为影响核苷酸系统的寒凉性中药有丹参。

4.1 丹参霍苏等[25]在文章中不仅发现丹参可以抑制ADP与血小板上的P2Y12和P2Y1受体结合,还发现丹参中的水溶性成分丹酚酸A和丹酚酸B可以增加血小板的cAMP通路,其中丹酚酸A可以抑制P13K/AKT信号通路中的下游磷酸化,丹酚酸B可以增强cAMP调控磷酸二酯酶活性水平,磷酸二酯酶具有抑制cAMP降解的功效,因此丹参中的丹酚酸可以通过抑制cAMP降解和增加cAMP通路的方式达到抑制血小板聚集的目的。

5 讨论

综上所述,寒凉性活血化瘀药物抑制血小板聚集的作用机制主要分为抑制花生四烯酸代谢途径、抑制血小板内容物释放、血小板膜蛋白受体拮抗和影响核苷酸系统四种,以前两种居多。目前对于寒凉性活血化瘀中药抗血小板聚集机制的研究较少,部分中药的机制研究仅仅局限于其中的一种或者几种,并未进行系统深入的研究,因此对寒凉性活血化瘀中药抗血小板聚集的机制进行系统且深入的研究确有必要。经调研大量文献,发现寒凉性中药大黄、丹参、郁金的抗聚集作用值得深入研究。中药活性成分复杂,药理活性普遍比较广泛,运用现代信息学技术如分子模拟对接技术、网络药理学、蛋白质组学等,全方位的探索中药抗血小板聚集作用机制,更能精确地阐明作用通路(靶点)。因此本研究对寒凉性活血化瘀类中药从抗血小板聚集的作用机制角度进行了系统归纳和总结,可以为活血化瘀中药抗血小板聚集后续研究提供新的研究思路。

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