中药三七及其活性成分促进皮肤创面愈合的研究进展

崔秀秀,黄敬文,安丽凤,牛雯颖,韩 雪,张 欣

(1. 黑龙江中医药大学佳木斯学院,黑龙江 佳木斯 154000;2. 黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨 150040)

皮肤创伤是指在各种损伤因素如外科手术、外伤、高热、低温、化学物质和各类疾病等作用下,所造成的皮肤完整性的损害,同时伴随着皮肤和组织正常功能的破坏。创面愈合过程精密复杂,受多种细胞及生长因子的调控,大面积及难愈性创面的修复愈合一直是临床治疗上的难题。研究者们也从各个方面各种角度研究促进创面愈合的方法。中医药治疗各类皮肤创面历史悠久且疗效确切,随着现代医学对中医药研究的不断深入,单味中药及其活性成分促进创面愈合的作用机制研究成为热点。三七为伞形目五加科植物三七[Panax notoginseng(Burk.)F. H. Chen]的干燥根和根茎,有散瘀止血、消肿定痛的功效,临床多用于治疗咯血、吐血、衄血、便血、崩漏、外伤出血、胸腹刺痛、跌扑肿痛[1]。现代药理实验证明其具有抗炎[2-3]、抗肿瘤[4-7]、抗氧化[8-9]、免疫调节[10-11]、神经保护[12]等作用。目前针对三七及其活性成分促进创面愈合的研究较多,但缺乏系统全面的梳理与总结。本文系统梳理了近年来国内外有关三七治疗皮肤创面的研究报道,从三七促创面愈合相关的活性成分、药理作用及在各类型创面治疗中的应用三个方面进行综述,以期为三七在创伤治疗领域合理开发利用提供新的思路和理论依据。

1 三七活性成分促创面愈合的相关研究

1.1皂苷类 三七皂苷是三七中含量最高的活性成分,人参皂苷Rg1、Rb1和三七皂苷R1等是三七总皂苷(PNS)的主要活性单体,在创面修复领域具有广泛的应用前景。研究表明,PNS能升高中性粒细胞内环磷酸腺苷(cAMP),从而抑制氧自由基生成、减轻脂质过氧化损伤而发挥抗炎作用[13];通过清除羟自由基(·OH)和DPPH自由基而起到抗氧化作用[14];同时可以通过增加机体糖耐量及对胰岛素的敏感性来发挥降血糖作用[15]。马江波等[16]研究发现,血栓通注射液(有效成分主要为PNS)能改善糖尿病足溃疡的血供和神经营养,为溃疡创面愈合创造良好的微环境,有效促进溃疡愈合。Wang等[17]研究发现,PNS可能通过抑制核因子-κB(NF-κB)活性和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA表达发挥抗炎作用。

1.2黄酮类 三七中黄酮类化合物具有较高的药理活性,主要包括槲皮素、山柰酚、山柰酚-3-O-β-D-半乳糖苷、山柰酚-3-O-α-L-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-槐糖苷、甘草素、甘草芹糖苷、山柰酚-3-O-β-D-半乳糖(2→1)葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖(2→1)葡萄糖苷、山柰酚-3-O-(2″,3″-二反式对羟基桂皮酰基)-α-L-鼠李糖苷、山柰酚-7-O-α-L-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-β-D-葡糖苷[18]。槲皮素可通过促进巨噬细胞向M2型极化,抑制巨噬细胞向M1型极化,减轻伤口处炎症反应[19];通过抑制STAT3信号通路,降低瘢痕疙瘩成纤维细胞中STAT3和p-STAT3蛋白表达,抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖[20]。赵志宇等[21]研究发现,槲皮素壳聚糖复合药膜能明显缩小由NaOH造成的大鼠口腔溃疡面积,减少溃疡面感染,促进愈合;且认为该药膜可能是通过提高机体超氧化物歧化酶(SOD)活力,降低创面组织中丙二醛(MDA)含量,发挥抗氧化作用。除此之外,山柰酚、山柰酚-3-O-β-D-葡糖苷具有抗氧化、抗炎、抑菌的功效[22],同样对创面愈合有一定的促进作用。

1.3多糖类 三七多糖包括三七多糖Ⅰ、Ⅱ(Ⅱa、Ⅱb)、Ⅲ三大类,主要由半乳糖、葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖组成[23],在创面修复愈合中有一定的促进作用。杨洁等[24]研究发现,三七多糖可以降低糖尿病大鼠的随机血糖、糖耐量和肝糖原水平。除此之外,三七多糖可以清除OH自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基,具有很好的抗氧化作用[25],并且可以通过调控炎症细胞因子表达,影响花生四烯酸的代谢而起到抗炎作用,且可以在炎症发生初期和后期募集白细胞到炎症部位发挥免疫功能[26]。

1.4氨基酸 近年来,研究者已经从三七的不同部位检测出多种氨基酸类成分,且不同部位中氨基酸含量存在差异,以三七花中含量最高。三七花中含量最高的氨基酸成分三七素已被证实是三七发挥止血功效的主要活性成分。王珍等[27]研究发现,三七素可以影响大鼠体内的凝血系统、血小板聚集和纤溶系统,通过激活内源性多种凝血因子,提高血浆中纤维蛋白原含量,促进血小板第一相和第二相的聚集,抑制纤维蛋白溶解、形成血栓来达到止血效果。

1.5其他成分 三七中还包括挥发油、脂类化合物及多种微量元素,且已经有研究证实脂类化合物有抗皮肤溃疡的药理作用,挥发油及微量元素在创面愈合的治疗中也有一定的应用价值[28]。

综上所述,三七中促愈相关的活性成分主要包括皂苷类、黄酮类、多糖类及氨基酸类,但目前研究主要集中在皂苷类成分上,这可能跟皂苷类成分提取技术成熟、含量丰富、药理作用明确等有关。

2 三七促创面愈合相关的药理作用

《本草纲目》三七项下记载:“金刃箭伤,跌扑杖疮,血出不止者,嚼烂涂,或为末掺之,其血即止。”强调了三七修复皮肤创伤的重要作用。创面愈合是一个动态复杂的生物学过程,包含四个相互重叠的阶段,即止血期、炎症期、增殖期及重塑期。多项研究表明,中药三七在创面愈合的各个阶段均表现出明显的药物活性,不同阶段通过发挥不同的药理作用,促进创面愈合。

2.1止血作用 在创面修复的止血期,三七及其活性成分可起到明显的止血作用。研究表明三七能诱发血小板释放ADP、血小板因子Ⅲ和Ca2+等止血活性物质,发挥促凝血作用,而三七中三七素、Ca2+、槲皮苷亦是止血活性成分[29]。舒斌等[30]研究发现,注射用三七素对多种出血动物模型表现出明显的促凝止血作用,且能降低毛细血管通透性,同时推测三七素可通过抑制纤溶过程而发挥止血作用。张铁军等[31]研究表明,三七素是三七促凝、促血小板聚集发挥止血作用的物质基础;三七素、人参皂苷Rb2是三七缩血管发挥止血作用的物质基础。

2.2抗炎作用 创面修复的炎症期多种细胞如巨噬细胞、中性粒细胞等会在多种生长因子的趋化作用下向伤口处迁移,并同时释放多种促炎症因子和抑炎因子[32]。在创面愈合的过程中,相关的炎症因子促使创面适度的炎症反应正常进行,促炎因子递减和抑炎因子递增是炎症期向增生期过渡的正常过程。因此,炎症反应的过度激活会影响创面愈合的进程,所以抗炎作用在创面修复过程中异常重要。朱婷等[33]研究发现,三七皂苷R1能够抑制皮肤伤口组织炎症因子释放,在创面损伤的炎症期减轻炎症反应,减少炎性渗出,促进伤口再上皮化。陈媛媛等[34]研究发现,三七花水凝胶可明显促进创面炎性渗出物吸收,减轻创面炎症反应。

2.3抑菌作用 细菌生物膜是细菌吸附于创面而形成具有立体结构的膜样复合物,对抗生素具有很强的耐药性,是导致创面难愈的重要因素。近年来研究发现,多数中药及其复方制剂可通过诱导细菌生物膜凋亡、减少细菌生物膜内细菌数量、降低生物膜细菌黏附性、增强细菌对抗生素的敏感性及改善细菌生物膜的耐药性,促进创面愈合[35]。Hong等[36]研究发现,三七花中黄酮类化合物对金黄色葡萄球菌、嗜水菌和铜绿假单胞菌均有明显的抑制作用。目前针对三七及其活性成分在创面治疗中抑菌作用及其机制的研究还比较少,可作为未来研究三七促进创面愈合的一个新方向。

2.4抗氧化作用 活性氧在创面愈合中扮演着重要的角色,其具有双面性,一方面可适度地发挥其生理学作用;另一方面当其产生过多时,机体或组织无力抵抗,会导致机体过度氧化,进而使组织或细胞被破坏。三七根、茎、叶、花提取物均具有超氧阴离子及羟自由基清除活性,具有较好的抗氧化作用[37]。姚娟等[38]研究发现,三七提取物在体外可清除自由基,并且可以增强6-羟基多巴胺损伤PC12细胞的抗氧化作用。由此可以预见,三七在创面愈合的炎症阶段可发挥抗氧化作用,其机制可能与抑制活性氧的积累、清除自由基及提升组织细胞的抗氧化能力有关。

2.5降血糖作用 糖尿病溃疡创面是临床上最常见的一种慢性创面,糖代谢障碍是导致创面难愈的一个重要因素。若机体长时间处于高血糖水平,会导致皮肤过度炎症反应,抑制相关生长因子释放,并引发微血管病变及神经结构功能损伤[39]。钟振东等[40]研究表明,PNS可通过提高KK-Ay鼠对胰岛素的敏感性来降低血糖,且认为Rb1可能为PNS提取物中的降血糖成分。孟霄等[41]研究发现,知母-三七粉、三七提取物均可降低高血糖模型大鼠空腹血糖并提高其糖耐量。因此,三七的降血糖作用可改善糖尿病溃疡创面的局部微环境,在炎症阶段可避免过度的炎症反应,对创面修复有良好的促进作用。

2.6促血管新生作用 毛细血管是肉芽组织的重要组成部分,新生毛细血管不仅可以为新生组织提供氧气和营养,而且在创面组织改造重塑阶段还起到协助作用。庞宇轩等[42]通过实验研究发现,PNS可通过上调成骨细胞和血管内皮细胞中的血管内皮生长因子(VEGF)表达,促进血管内皮细胞增殖,进而增加创面毛细血管数量。Wang等[43]研究发现,PNS可通过激活AMPK和eNOS信号通路促进血管内皮细胞生成。

2.7促成纤维细胞增殖作用 创面愈合的增殖期涉及的主要细胞为成纤维细胞,其在此阶段的主要作用是分泌胶原蛋白、合成细胞外基质、促进肉芽组织形成。因此,适度促进成纤维细胞增殖、分泌胶原蛋白,有利于创面愈合。俞蕾媛等[44]研究发现,三七含药血清可促进成纤维细胞增殖和迁移,并通过上调VEGF、转化生长因子-β(TGF-β)、Ⅰ型胶原蛋白的表达发挥促愈作用,且有剂量依赖性。You等[45]研究表明,三七根提取物可促进人真皮成纤维细胞Ⅰ型胶原蛋白合成。由此可见,三七促进成纤维细胞增殖、分泌胶原蛋白的作用有利于创面再上皮化,可加速增殖期进程,促进创面愈合。

2.8抑制瘢痕形成作用 在创面修复愈合的后期往往伴随着瘢痕组织的过度增生,不仅影响美观,而且可能导致机体局部组织功能受损,及时有效地抑制瘢痕组织形成是治疗各类创面的重要环节。Men等[46]研究发现,三七皂苷可以抑制人成纤维细胞3T3的增殖,并能明显增加3T3细胞中的一氧化氮(NO)水平,从而减少伤口中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,达到促进创面愈合并抑制瘢痕形成的作用。刘凯等[47]研究证实,PNS能通过抑制TGF-β1mRNA的表达,降低TGF-β1在瘢痕组织中的含量,从而抑制成纤维细胞的过度增殖及细胞外基质(ECM)的过度沉积,抑制瘢痕组织过度增生。Zhi等[48]研究表明,PNS可能通过参与调节TRPM7和PI3K/AKT信号通路,而发挥对增生性瘢痕成纤维细胞(HSFs)的抗凋亡和抗纤维化作用。此外,还发现PNS可以通过降低Ⅲ型胶原和a-SMA的合成来抑制增生性瘢痕(HS)的形成和ECM的沉积,且认为TRPM7可能是治疗HS的一个新的分子靶点。黄敬文等[49]研究发现,三七皂苷R1水凝胶对兔耳皮肤增生性瘢痕有一定的控制与修复效果,其机制与升高瘢痕组织中bFGF蛋白和mRNA表达,降低TGF-β1蛋白和mRNA表达有关。

综上所述,三七及其活性成分促愈相关的药理作用主要包括止血、抗炎、抑菌、抗氧化、促血管新生及调控成纤维细胞增殖,而降血糖的药理作用主要针对糖尿病溃疡创面,可通过改善机体持续高血糖状态来调整创面局部微环境,进而推进创面愈合进程。

3 三七在各类型皮肤创面中的应用

3.1糖尿病溃疡创面 雷霆等[50]研究发现,三七/白及胶海绵敷料可使糖尿病足(DFU)创面愈合率增加,其作用机制可能与Wnt/β-catenin通路中β-连环素(β-catenin)、R-脊椎蛋白3(Rspo3)的mRNA表达的上调和糖原合成激酶-3β(GSK-3β)mRNA表达的下调相关。该课题组还发现白及胶/微米三七含药血清可以抑制细胞炎症损伤模型中的TNF-α、白细胞介素6(IL-6)和NO,通过改善炎症微环境,促进创面愈合[51]。杜玉青等[52]研究发现,PNS联合骨髓干细胞可以有效治疗糖尿病足溃疡创面损伤,其机制可能与TLR4/NF-κB通路上调miR-146a的表达有关。Zhang等[53]研究证实了三七皂苷Ft1通过激活PI3K/Akt/mTOR信号通路来增强成纤维细胞的增殖,并可以抑制创面的炎症反应,从而加速糖尿病小鼠的伤口愈合。该课题组还发现三七中原人参萜二醇(PPD)可以通过促进血管生成、胶原蛋白合成及防止炎症反应,加速糖尿病小鼠的伤口愈合[54]。

3.2烧烫伤创面 张莉等[55]研究发现,PNS能加速浅表Ⅱ度烧伤模型大鼠烧伤皮肤创面修复,其机制与皮肤组织中的PDGF-BB/PDGFR-β的表达上调有关。该课题组还发现人参皂苷Rb1同样可以促进Ⅱ度烧伤模型大鼠的创伤修复,其潜在机制与上调FGF-2/PDGF-BB/PDGFR-β基因和蛋白的表达密切相关[56]。

3.3压疮创面 中医学理论认为压疮的病因病机主要为气血亏虚、气滞血瘀导致局部肌肤失养,血败肉腐。潘秋景等[57]使用三七粉联合红霉素软膏治疗Ⅱ、Ⅲ期压疮患者,发现该药可快速使创面干燥,加速新生肉芽组织生长,并能快速达到消肿止痛的效果。赵瑞芳[58]用中医辨证施护结合复方三七愈疮散治疗压疮患者,发现该治疗方法可提高治愈率,加速创面愈合。以上研究结果均提示压疮创面愈合与三七祛瘀生新、止血不留瘀、能通能补、消肿止痛的功效特点有关。

3.4其他创面 王超等[59]使用三七粉外敷治疗大白兔局部皮肤深Ⅱ度以上冻伤,结果发现三七粉可以加速冻伤创面坏死组织的脱落,并能促进上皮细胞生长及VEGF生成,在冻伤创面修复愈合中有很好的治疗作用。

综上所述,三七及其活性成分促进各类型皮肤创面愈合的作用机制主要表现在促血管生成、抗炎、促成纤维细胞增殖及促肉芽组织形成几个方面。

4 讨论与展望

三七在中国分布广泛且资源丰富,被广泛应用于临床,特别是在治疗急慢性皮肤创伤方面作用独特且疗效确切,有较大的开发潜力。近年来,关于三七活性成分及药理作用的研究较多,经现代鉴定结果可知,三七中含有皂苷类化合物、黄酮类化合物、多糖类化合物、氨基酸类化合物、脂类化合物以及挥发油、微量元素等多种化学成分,而这些化学成分在皮肤创面修复治疗中均表现出一定的药理活性,主要通过抑制创面炎症反应、抑制机体氧化应激、抑制创面细菌活性、促血管生成及调控成纤维细胞增殖,促进创面愈合。目前三七皂苷类化合物促进创面愈合的研究报道相对较多,且人参皂苷Rg1、Rb1和三七皂苷R1为常用单体成分。

笔者通过对三七促创面愈合相关药理作用的归纳总结发现,虽然三七在创面愈合的各个阶段都表现出明显的药理活性,但在三七促愈相关的药理作用研究中,实验多数不在皮肤创伤模型中进行。创面修复过程复杂,愈合各阶段相互重叠,且相互影响,相关药理作用能否真正促进皮肤创面愈合有待进一步证实。今后应扩大应用各类型皮肤创伤模型进行三七促愈药理作用的实验研究,明确三七在创面愈合的各个阶段所发挥的药理作用及作用机制,例如应用皮肤创伤模型观察研究三七如何诱导细菌生物膜凋亡及具体抑制创面中哪种细菌来发挥创面抑菌作用。同时应深入研究三七及其活性成分促进成纤维细胞增殖的相关机制。

三七及其活性成分在治疗糖尿病溃疡创面、烧烫伤创面、压疮创面等各类创面中均显示出促进愈合的作用。其机制主要体现在减轻炎症反应、抑制细菌生长、改善创面缺氧缺血状态、促进肉芽组织形成以及调控生长因子的表达等方面。但目前大多数的研究仅停留在疗效观察层面,虽然对三七促进创伤愈合的机制有部分阐释,但多数只是观察到某种细胞或分子的变化,进而推测该药物的作用机制,对分子层面的信号通路机制的研究相对较少。因此寻找确切的信号通路与明确三七促创面愈合的作用机制,仍是目前需要解决的问题。

三七具有良好的材料特性,无论是制备散剂、粉剂、膏剂还是加工为膜剂,均可吸收创面中的炎性渗出物,通过改善炎症微环境起到促进创面愈合的作用。此外,三七还能和壳聚糖、明胶、白及胶等材料结合,制备出具有促愈功效的医用复合外用敷料。虽然目前对三七促愈的剂型研究很多,但针对不同剂型治疗不同类型的创面疗效差异性对比研究还比较少,未来针对不同类型的创面设计不同的剂型是三七开发利用的重要任务。同时将新型材料与三七相结合改进传统剂型,制备成经济有效的现代剂型,也将成为三七临床应用的新的研究方向。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。