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石斛对心血管疾病的药理作用研究进展

2022-05-31李玉香

中国食物与营养 2022年4期
关键词:石斛铁皮多糖

摘要:目的:对石斛对心血管疾病的治疗作用及其机制的研究进展进行综述,为心血管疾病的临床治疗提供科学依据。方法:从中国知网、万方、维普、Pubmed等数据库检索相关文献,提取石斛对心血管疾病的药理作用相关信息,进行归纳汇总。结果:共纳入53篇相关文献,发现不同品种石斛以及石斛不同成分,对冠状动脉粥样硬化性心脏病(CHD)、心肌纤维化、缺血性心脏病、心肌肥大、心力衰竭等心血管疾病有治疗作用,且均有相关机制研究。结论:近年来,随着不同石斛品种及其药理成分对心血管系统疾病研究的深入,石斛广泛应用于心脑血管系统疾病的治疗和保健等方面。

关键词:石斛;药理作用;心血管疾病;研究进展石斛为兰科石斛属植物,在全球广泛分布,约有1 500多种,我国有74种,2个变种,主要分布在云南、广西、广东、海南、安徽以及四川一带[12]。石斛除了具有观赏价值,也是中国传统的滋补药材,《本草纲目》记载,石斛有“强阴益精,久服厚肠胃”的功效,2020年被纳入《中国药典》[34]。研究证实,其在抗肿瘤、抗炎、提高免疫、改善眼部疾病、降血糖、改善神经系统功能等方面有显著疗效[59]。同时,作为一种药食同源的中药材,以石斛开发研究出的相关保健品广泛应用于心脑血管系统疾病的治疗和保健等方面。

1石斛主要功能成分

石斛的营养成分主要为水分、灰分、蛋白质、脂肪、氨基酸、纤维、微量元素等,功能成分主要为多糖类、石斛碱、酚酸类、倍半萜等[3]。石斛不仅钙、镁、钾等常量元素含量较高,还含有人体所需所有的微量元素,其中锌、铜、铁、锰等含量尤其丰富[10]。另外,石斛还含有必需氨基酸中的缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸,含量在0.45%~1.45%,平均为0.91% [11]。

石斛的功能成分研究较多的是石斛多糖、石斛碱等,主要集中在分离纯化、含量测定、结构鉴定及活性研究等方面。石斛多糖在根、茎、叶中广泛存在,可采用热水浸提法、超声辅助法、微波辅助提取法、酶法等[1215]。通过红外鉴定、甲基化和核磁共振波普等结果显示[16],石斛多糖是D木糖、L阿拉伯糖和D葡萄糖等单糖以β(1→4)等多糖糖苷键连接而成的复杂高分子聚合碳水化合物,主要为O乙酰化葡甘露聚糖,分子量约为1.66×106[17]。对于石斛碱,1964年Onaka确定了其具有倍半萜骨架结构[18],目前只在金钗石斛、矩唇石斛、棒節石斛以及线叶石斛中检测出有石斛碱的存在,其中石斛碱成分不低于0.4%是金钗石斛的检测标准[4,19]。由于其具有抗肿瘤、抗炎、保护心血管等作用,人们也在不断探索进行人工合成石斛碱,自1970年Kaneko等首次以二氢黄蒿萜酮为材料合成了石斛碱的三环骨架结构以来,人们对石斛碱的人工合成途径在不断完善和改进,但其合成途径仍有待进一步研究[20]。

2石斛对心血管疾病传统危险因素的作用

2.1高血压

我国高血压普查数据显示,2012—2015年高血压患病率为27.9%,≥75岁居民患病率高达59.8%[21],高血压已证实是心脑血管疾病的重要危险因素[22]。石斛作为一种药食同源的中药材,有研究证实,不论是新鲜石斛、石斛花,还是石斛水提物、石斛醇提取物都有很好的降压效果,可有效提高患者生存率,减少中风的发生,其降压效果与西药络活喜接近[2326]。

关于石斛的降压机制,研究发现,新鲜石斛可使自发性高血压大鼠肾脏组织血管紧张素Ⅱ 1型受体(AT1R)mRNA水平降低,但内皮素1(ET1)无变化,而石斛醇提取物则可使肾脏ET1 mRNA表达降低,即可认为新鲜石斛可能是通过降低AT1R mRNA水平达到降压作用,而石斛醇提取物是通过降低ET1 mRNA表达达到降压作用[23,26]。而对于“饮食不节”导致的高血压大鼠,石斛复方不仅可使血清高密度脂蛋白胆固醇(HDLc)升高,动脉粥样硬化指数降低,同时还能降低血清ET1和细胞间黏附因子1(ICAM1)的水平,增强PI3K/AKT/e NOS信号通路,进而保护血管内皮,改善主动脉病变,最终使血压降低[27]。在高糖高脂饮酒所致的高血压大鼠模型中,石斛花可通过抑制主动脉内皮细胞脱落,降低血浆ET1、血栓素B2(TXB2)水平,升高前列腺素I2(PGI2)、一氧化氮(NO)含量,且长期给药后可使胸主动脉血管内皮依赖性舒张明显增加,即其可通过保护血管内皮细胞,改善血管舒张功能,进而达到降压效果[28]。由于高血压病因不明确,石斛中的药理成分多,关于石斛的降压作用及相关机制仍不十分明确,今后的研究仍有较大空间。

2.2糖尿病

除高血压外,葡萄糖代谢紊乱也是心血管疾病的危险因素,而糖尿病是葡萄糖代谢紊乱最直接的结果。据研究报道,依据WHO1999标准,2015—2017年我国18岁以上成年人糖尿病患病率高达11.2%,严重威胁着人们的身体健康和生活质量[29]。中医认为,石斛可治疗消渴症,而消渴证具有“渴而饮水多,小便数,无脂似麸片甜”等特点,与糖尿病的临床表现类似[3031]。相关研究也证实,石斛可降低空腹血糖、提高胰岛素敏感性、改善胰岛素抵抗、使2型糖尿病患者空腹血糖和糖化血红蛋白降低等[3235]。参与调节血糖的石斛活性成分有铁皮石斛素A、穆坪马兜铃酰胺、顺式N阿魏酰基酪胺等,这些活性成分可通过基质金属蛋白酶9(MMP9)、磷酸肌醇3激酶催化亚基G肽(PIK3CG)、NFκB1、磷脂酰肌醇4,5二磷酸肌醇3激酶(PIK3CA)、HMGCR等靶点,共同调控胰岛素抵抗、低氧诱导因子1(HIF1)、Toll 样受体等信号通路,从而起到治疗2型糖尿病的作用[36]。另外,石斛酚对高糖引起的视网膜血管内皮损伤有治疗作用,可能是通过AKT信号通路,使细胞活力上调、凋亡能力下降、抗氧化能力增强,进而抵抗高糖对视网膜的影响[37]。石斛多糖可通过上调2型糖尿病小鼠Ecadherin蛋白水平,下调Twist、Snail1和Vimentin蛋白水平,进而减少心脏和肾脏组织纤维化,延缓糖尿病并发症的发生及进展[38]。

2.3高脂血症

动脉粥样硬化与血脂异常及脂质过氧化密切相关,而石斛可降低血脂[39]。对高糖高脂所致的高脂血症,铁皮石斛不仅可使肝脏脂质沉积得到改善,还可降低血清总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDLC)、丙二醛(MDA)、氧化低密度脂蛋白(OXLDL)水平,血清超氧化物歧化酶(SOD)活性可增强5.48%(P<0.05),进而维持血脂稳定[40]。在金钗石斛中也发现,其水提物可降低血清中甘油三酯(TG)、LDLC的水平,升高高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)水平,肝脏中MDA降低,而SOD、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)活性升高,进而对高脂血症起到治疗作用[41]。其中的机制可能是石斛使肝脏MDA含量降低,作为脂质过氧化的终产物,MDA的降低抑制了氧化还原反应,进而控制了体内脂质过氧化进程,进而降低氧化损伤,从而达到降血脂的作用[42]。

3石斛对冠状动脉粥样硬化性心脏病的影响

冠状动脉粥样硬化性心脏病(CHD)作为一种常见的心血管疾病,常与血糖、血脂、体脂肪分布异常以及慢性炎症相关,以上异常代谢指标和炎症状态会破坏血管内皮细胞功能和完整性,促进脂质沉积,导致冠状动脉粥样硬化及管腔狭窄乃至闭塞,最终导致CHD的发生,临床主要为心绞痛,严重时可发生心肌梗死、心力衰竭,甚至猝死[4344]。唐汉庆课题组[45]研究表明,与无干预组相比,铁皮石斛可使CHD家兔血清白介素8(IL8)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、血管细胞黏附分子1(VCAM1)、细胞间黏附因子(ICAM1)水平显著下降,左室舒张压降低,而左室收缩压、左室压力变化最大上升和下降速率,以及动脉收缩压均显著升高,血管壁变厚情况也得到有效改善,即铁皮石斛可通过改善血管病理变化减轻血管损伤,进而起到对CHD的治疗作用。在唐汉庆课题组的另一项研究中发现,铁皮石斛中的功能成分(铁皮石斛多糖)对CHD家兔也表现出相同的作用效果,且心肌细胞α肌球蛋白mRNA表达显著升高,而β肌球蛋白表达下降,即铁皮石斛多糖在一定程度上改善了心肌舒张和收缩能力,进而改善心功能[46]。临床应用发现,获得国家专利的霍山石斛复方在治疗冠心病心绞痛时,表现出比传统用药消心痛更好的临床效果,使患者心痛程度、持续时间、发作次数及心电图STT段改变均得到有效改善[47]。与临床传统用药相比,加用铁皮石斛可显著降低患者血清TC、TG和LDLC水平,升高HDLC水平,且可使C反应蛋白(CRP)下降,外周血8isoPGF2α、MDA、TNFα、VCAM1、ICAM1、单核细胞趋化蛋白1(MCP1)水平降低,VEcadherin、SOD水平增高,即铁皮石斛的添加可通过调节冠心病患者体内氧化应激、炎症因子,从而起到治疗CHD的作用[48]。

4石斛对心肌纤维化的影响

心肌纤维化常由糖尿病发展而来,铁皮石斛不仅对糖尿病有治疗作用,对糖尿病心肌病也有很好的治疗作用,研究显示,铁皮石斛可通过加速脂质转运、抑制胰岛素抵抗和抑制上皮间质转化(EMT)改善糖尿病心肌病[49]。另外,铁皮石斛对缺血再灌注后心衰心气虚型大鼠也有治疗作用,其可使心动周期左室舒张末期内径、左心射血分数、左心室短轴缩短率明显升高,左室收缩末期内径、I型胶原羧基端前肽、Ⅲ型胶原羧基端前肽明显降低,心肌半乳糖凝集素3(Gal3)、转化生长因子β(TGFβ)、Smad同源物3重组蛋白(Smad3)蛋白表达显著降低,进而有效抑制缺血再灌注后心衰心气虚型大鼠心肌纤维化,改善心脏功能[50]。

5石斛对其他心血管疾病的影响

冠状动脉粥样硬化斑块常导致心肌缺血,进而引发缺血性心脏病,其与氧化应激、线粒体功能障碍和凋亡级联激活有关,铁皮石斛作为一种珍贵中药,其水提物对心肌缺血有潜在治疗作用,这些作用可能与其抗氧化活性、抑制心肌细胞凋亡和调节心肌细胞周期停滞的调节剂Meis1 表达相关[51]。另外,对于异丙肾上腺素引起的心肌肥大大鼠,铁皮石斛可通过抑制ERK信号通路改善心脏血流动力学和心脏结构,进而防治心脏肥大,预防心衰的发生[52]。心力衰竭是各种心血管疾病慢性发展的终末阶段,其与心肌结构及功能出现不同程度的异常会导致心肌代谢异常,这与心脏前后负荷过重密切相关。在石斛改善心衰机制的研究中表明,霍山石斛可通过抑制心肌细胞凋亡,降低血清白介素6(IL6)和TNFα的水平,但增加SOD2的表达,显著降低阿奇霉素诱导的心脏损伤血清生物标记物乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)和天冬氨酸转氨酶(AST)水平,并减少了心肌纤维化,进而改善心衰[53]。

6结论与展望

石斛品种众多,通过以上综述可发现,铁皮石斛、霍山石斛、金钗石斛对心血管疾病的影响研究较多,且不仅是新鲜石斛,石斛花、石斛水提物、石斛多糖、石斛醇提取物、石斛酚等对CHD、心肌纤维化、缺血性心肌病、心肌肥大、心衰,以及其高危因素高血压、糖尿病、高血脂症均有不同程度的治疗作用。相关机制以及临床验证还需进一步研究证实,以待早日在临床推广运用。参考文献

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Research Progress on Pharmacological Effects of Dendrobium on Cardiovascular DiseasesLI Yuxiang

(Department of Cardiology,Peoples Hospital of Xintai City of Shandong Province,Xintai 271200,China)Abstract:Objective To review the research progress on therapeutic effects and mechanism of dendrobium on cardiovascular diseases to provide scientific basis for the clinical treatment and daily health care of cardiovascular diseases.Method Relevant literatures were retrieved from databases such as CNKI,Wanfang,VIP,and Pubmed,and the relevant information on the pharmacological effects of dendrobium on cardiovascular diseases was extracted and summarized.Result A total of 53 related literatures were included,and it was found that different varieties of Dendrobium and different components of Dendrobium have therapeutic effects on coronary atherosclerotic heart disease,myocardial fibrosis,ischemic heart disease,myocardial hypertrophy,heart failure and other diseases,and all of them have related mechanism studies.Conclusion In recent years,with the indepth research of different varieties of dendrobium and its pharmacological components on cardiovascular system diseases,dendrobium is widely used in the treatment and health care of cardiovascular and cerebrovascular diseases.

Keywords:dendrobium;pharmacological action;cardiovascular disease;research progress

作者简介:李玉香(1968—),女,硕士,副主任医师,研究方向:心血管疾病诊疗。

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