益气活血类中药通过改善内皮细胞损伤治疗缺血性心脏病的机制研究概述

曹盼夏 葛鸾蝶 王棣丞 吴鸿

缺血性心脏病(ischemic heart disease,IHD)是心血管疾病患者死亡的重要原因。血管内皮细胞(vascular endothelial cell,VEC)损伤是IHD发生发展的关键环节,血栓形成、炎症和血管张力失调等经典的VEC功能破坏是IHD的病理基础[1]。中医将此病归为“胸痹、心痛”范畴,根据疾病的病机特点,结合“气为血之帅”和“血非气不运”的理论基础,建立了益气活血的治疗大法,使机体达到 “气血和,血脉通”““阴平阳秘”的生理状态。

现代研究发现 “自发性”血栓形成、冠状动脉血管痉挛、炎症、微血管功能障碍、内皮功能障碍和血管生成等都能导致VEC损伤,诱发IHD[2-4]。近年来关于益气活血法干预IHD血管内皮细胞损伤的药理研究日益增多,相关的复方、中成药和膏方有效成分提取制剂等疗效确切,得到了广泛认可。本文将从氧化应激、自噬、炎症、内皮功能障碍四个方面探讨益气活血法治疗IHD VEC的作用机制。

1 拮抗氧化应激

IHD病程中,多余的活性氧(reactive oxyge species,ROS)会形成超氧阴离子(O2-)和过氧化氢(H2O2)[5],增加血管中脂质过氧化产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)及其降解产物含量,减少抗氧化物如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)等含量,使内皮细胞的通透性和白细胞的黏附能力改变,引发血管内皮的炎性反应[6]。益气活血类中药以气血理论为指导,通过增加机体正气,调畅脉道,发挥治疗IHD作用。

1.1 益气中药大都针对VEC氧化反应中SOD、MDA、ROS等发挥作用

黄芪提取物白藜芦醇通过增加胞内SOD产生,抑制棕榈酸诱导的VEC氧化应激损伤[7];黄芪多糖可抑制缺血再灌注损伤的VEC中MDA、ROS的产生,减少氧化应激发生,发挥抗IHD的作用[8]。

人参皂苷Re是人参中的一种活性成分,黄贵峒等[9]通过蛋白质组学质谱分析发现, 人参皂苷Re在人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cell,HUVEC)氧化损伤模型中有15个蛋白点对抗氧化应激。其通过四甲基偶氮唑盐比色法、抗氧化指示剂比色法等分别从抗氧化系统、蛋白质合成、转录调控和翻译后修饰以及修复线粒体功能方面,验证了人参皂苷Re可降低胞内MDA、ROS水平,具有减少细胞氧化应激反应的作用。

三七皂苷R1是三七的一种独特成分,范春兰等[10]发现三七皂苷R1可减少高糖环境下肾小管上皮细胞中ROS水平,改善胞内代谢障碍,减少超氧化物产生,重建细胞氧化还原平衡,对细胞氧化损伤具有明显的保护作用。上官文姬等人[11]还发现,骨碎补提取的总黄酮可通过恢复VEC线粒体功能,抑制凋亡蛋白表达,发挥抗VEC氧化应激的作用。

由此可见,益气活血类中药中偏于益气之药,大都针对VEC氧化反应中SOD、MDA、ROS等发挥作用,提示其补气作用可能与提高VEC抗氧化能力有关。

1.2 益气活血复方抗氧化保护VEC的研究

当归补血汤是 “补益气血第一方”, 具有补气生血之功,以补气来化血,为气虚血虚之证的常用药。研究发现,本方可上调内皮型一氧化氮合成酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)表达,促进VEC合成释放一氧化氮(nitric oxide,NO),通过抗氧化作用发挥心血管保护效应[12-13]。本方通过不同配比均能增加IHD患者血清中SOD、GSH-Px水平,降低ROS水平,抑制气虚血瘀型患者血管病变的发生发展[14-16]。其化裁而成的正源方,由西洋参、仙鹤草、南沙参、当归、重楼组成,主要功效为益气养阴、活血清热解毒,能有效改善气血亏虚型患者中医证候表现。其通过抑制 MAPK 通路,减少VEC分泌ROS、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)及 MDA,增加SOD的分泌,发挥抑制VEC氧化应激的作用[17]。

补阳还五汤是王清任以“因虚致瘀”所创,治证以气虚为本,血瘀为标。其能提升SOD活力,降低MDA含量,抑制VEC内ROS的产生,逆转线粒体膜电位的下降,改善线粒体结构的破坏[18],抑制ROS引起的VEC凋亡,增加细胞存活[19]。

麝香保心丸是治疗冠心病的代表性中成药,用于气滞血瘀所致的胸痹心痛等证,具有芳香温通,益气强心之功效。Ungvari Z等[20]发现,其通过提高eNOS活性来促进NO的生成,保护VEC免受ROS损伤。另外,人参—三七—川芎提取物能降低VEC内线粒体活性氧水平,增加SOD表达,通过抑制线粒体氧化应激反应减少VEC损伤[21]。

张锡纯指出气虚血瘀证成因有二:一为气虚无力运血,而因续致瘀;二为瘀血阻滞,既耗伤气血,又妨碍气血化生,而因瘀致虚。气虚可看作VEC损伤状态,血瘀为其引起病理性血管改变,二者可相互作用,互为因果。故提出益气活血治法,使益气与活血合一,补气而不壅中,攻伐而不伤正,破中有补,补中有行。以上研究都表明益气活血类中药能拮抗VEC氧化应激反应,提示益气活血类药发挥抗氧化的作用可能与保护VEC有关。

2 调控自噬

自噬失衡是引发IHD的关键因素,自噬缺陷的VEC内皮型 eNOS磷酸化和NO显著减少,ROS和炎性细胞因子的产生增加, 造成VEC损伤[22]。在此过程中,自噬相关蛋白LC3-II、抗凋亡蛋白BIRC2、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)表达失调,导致VEC结构和功能障碍,加快IHD进程[23-24]。益气活血类中药、复方对VEC自噬具有双向调节作用,体现了中医因病适宜的治疗优势。

2.1 抑制VEC自噬

自噬过度会导致VEC过度凋亡,从而影响血管功能。IHD究属本虚标实之证,气血亏虚为致病之本,故不可继续耗伤机体正气。VEC过度凋亡亦属损伤气血,需以益气活血法治之,益气化源,行“补其气而血自生,行其气而血自调”之功。研究发现,人参活性物质人参皂甙Rb1通过下调Beclin-1和LC3-II的表达来抑制自噬,人参皂苷Re抑制LC3-II的表达,并增强蛋白激酶α的激活,阻止血管细胞过度自噬[25-26]。

牡丹皮中的丹皮酚能减少VEC自噬泡形成,下调自噬相关蛋白LC3-II的水平,减少氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)诱导的VEC死亡[27]。

淫羊藿苷能显著抑制低浓度糖皮质激素诱导的内皮细胞自噬,增加外泌体中血管内皮生长因子A和转化生长因子-β等蛋白的表达水平,促进内皮细胞迁移和血管生成,发挥VEC的作用[28]。

2.2 促进VEC自噬

在病理情况下激活自噬可提高VEC的活性,从而在IHD引发细胞毒性状态下保护细胞并维持细胞稳态。《景岳全书》谓: “凡人之气血犹源泉也,盛则流畅,少则壅滞。”故气血虚损者必有瘀。《血证论》谓:“旧血不去,则新血断然不生,瘀血之去,则新血日生。”适当的自噬也可看作祛除“旧血”的过程。

黄芪被张锡纯称为 “补气之长”,有脱毒生肌之功。研究发现,黄芪提取物白藜芦醇通过激活环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)可通过自噬减轻细胞炎症[29],使内皮型eNOS和SIRT1表达上调,同时增加自噬相关基因γ-氨基丁酸A受体相关蛋白、LC3-II、金属硫蛋白1X基因的表达,诱导HUVEC进行适当自噬,发挥对心血管系统的保护作用[30]。

另外,有补气活血通络之功的通心络,可增加HUVEC中自噬蛋白LC3-II和凋亡蛋白Beclin-1的表达,诱导血管新生,保护HUVEC免受缺血性损伤[31]。

3 改善内皮功能障碍

VEC内皮功能障主要表现为NO生物利用率下降[32]。临床研究发现在VEC功能障碍的IHD患者血浆中纤维蛋白原增加,血小板活化增强,粘弹性变量增加,形成微血栓以及各组织缺血性改变[33-34]。临床采用益气活血方治疗IHD心绞痛临床患者,发现其可通过改善代谢当量、提高患者运动耐氧量,缓解冠心病稳定型心绞痛气虛血瘀证患者心绞痛的发作,恢复血管功能,改善其中医证候[35]。由此可知,益气活血类中药通过补虚扶正通络增加VEC中NO的产生与利用,调节血管张力,抑制血栓和缺血形成。

3.1 益气活血法通过增加NO恢复内皮功能

《内经》中有 “心之合脉也” “心者……其充在血脉”“心主身之血脉”,若脉道虚损,则血不得运,心失充养,导致一些列心血管疾病的发生。益气活血法通过增加NO的产生与利用可以在一定程度上修复VEC内皮功能。

人参提取物人参皂苷Re可以引起人脐静脉血管内皮细胞Ca2+内流并且增加NO的产生与利用,从而恢复受损的VEC功能[36]。研究发现,大剂量的黄芪注射液和小剂量的盐酸川芎嗪注射液联合使用,可促进小鼠脑微血管内皮细胞分泌NO,发挥舒张血管、保护血管的作用[37]。

益气复脉散注射剂也可以促进NO的产生和抑制炎症因素的表达,改善糖尿病小鼠微血管VEC障碍[38]。

3.2 益气活血法通过恢复内皮功能改善血运

《素问·调经论篇》云:“病在脉,调之血;病在血,调之络。”血瘀在作为IHD发病之标,多表现为血流动力学改变以及血液粘稠度增高,益气活血法可通过恢复脉道功能进而改善血运情况。

丹参的提取物丹酚酸B可明显提高细胞eNOS活化水平,增加NO生成和利用率,恢复VEC功能、抑制高糖诱导的VEC功能障碍[39]。丹参复方制剂丹红注射液,降低IHD患者血液粘性,促进VEC修复,恢复内皮功能,改善心绞痛症状[40]。

另外,动物实验表明,龙血通络胶囊改善IHD小鼠病变区域缺血情况,抑制单核细胞与VEC之间的粘附,并且能减轻ox-LDL刺激的HUVEC功能障碍[41]。

4 抑制炎症反应

Peng等[42]研究显示,IHD的疾病风险因素与炎症标志物C-反应蛋白(hypersensitivE-c-reactivE-protein,hs-CRP)密切相关,其会影响VEC中血管舒张因子的产生,导致VEC损伤。在此过程中,血液粘性的改变以及凝血功能障碍都可做气虚血瘀的表现。张仲景言:“夫脉当取太过不及,阳微阴弦,即胸痹而痛,所以然者,责其极虚也。今阳虚知在上焦,所以胸痹、心痛者,以其阴弦故也。”益气活血法通过补正祛邪,调和气血,使机体恢复“阴平阳秘”的状态,在临床上取得良好疗效。

4.1 益气活血法通过调节VEC分泌发挥抗炎作用

动物实验表明,益气活血方可减少气虚血瘀证大鼠血浆ICAM-1、白介素-6、肿瘤坏死因子-α等炎性因子的表达,降低血液黏度,通过调节血管内皮活性物质分泌,发挥保护VEC的功能[43]。李娇等[44]通过实验得出,川芎提取物川芎嗪可抑制由补体旁路激活导致的人微血管内皮细胞炎症反应中黏附因子及炎性介质的表达。

4.2 益气活血法抗炎的临床研究

临床研究表明,益气活血方高、低剂量均可降气虚血瘀证IHD患者低全血黏度,内皮素1(endothelin,ET-1)、白细胞介素-6等炎症因子的表达。自拟益气活血方具有相作用,其减少血浆hs-CRP等炎症因子表达,抑制内皮炎症,改善中医症候[43, 45]。

益气补肾健脾祛瘀汤可改善IHD患者血液高凝状态,减少血清hs-CRP含量,提示其通过抑制炎症反应,发挥保护VEC作用[46]。

补阳还五汤可降低缺血性脑卒中患者血清肿瘤坏死因子-α、白介素-6、hs-CRP、MDA、ET-1表达水平,减轻VEC损伤,缓解患者临床症状[47]。

芪苈强心胶囊联合曲美他嗪可降低慢性心力衰竭患者血清炎性相关因子白细胞介素-1β、白介素-6、肿瘤坏死因子-α、hs-CRP表达水平,升高舒血管因子NO、6-酮前列腺素 Fla表达水平,提示芪苈强心胶囊通过抑制炎症反应,发挥保护VEC的作用[48]。

养血通络汤可降低肾虚血瘀型IHD患者血浆黏度,有效改善患者血流状态组,降低hs-CRP、白介素-6 表达水平,提示其保护VEC的作用与抑制炎症反应有关[49]。

5 讨论

血管内皮损伤作为IHD的起始因素, 与IHD的发生、发展密切相关。气虚血瘀作为胸痹的主要病因与IHD的发展如出一辙,其都是由VEC损伤引发的各种血管病变。益气活血法作为IHD的治疗大法能从氧化应激、自噬、炎症、内皮功能障碍等多方面干预VEC损伤,具有良好的临床效果,本综述整理了益气活血方法在IHD中对VEC保护作用,有利于将传统中医药理念、经验和现代科技相结合,将古方的科学内涵和思维理念理解并发展传承下去,为解决临床实际问题,提供理论指导。

但目前关于益气活血法干预IHD中VEC损伤的研究尚处于初级阶段,现多采用中药针剂、中成药或中药单体活性成分进行研究,忽略中医药的整体观念与辨证论治,中医药发挥其补气活血之功是否与某些特定的作用通路或蛋白分子相关,尚未可知,有待更多的科研人员开展更深更广的探索与研究,为IHD的中医药治疗提供新靶点。