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淫羊藿苷的心血管保护作用

2024-07-09张祎冰

大众科学 2024年5期
关键词:动脉粥样硬化心血管疾病高血压

张祎冰

摘 要: 淫羊藿苷是传统补益中药淫羊藿的有效单体成分,既往研究证明其具有抗炎、抗骨质疏松、抗肿瘤和免疫调节等药理作用。心血管疾病严重威胁着人类的健康,近年来,越来越多的研究证实了淫羊藿苷对心血管疾病具有保护作用,包括抗动脉粥样硬化、改善高血压、改善心肌缺血再灌注损伤以及抗心力衰竭等方面。淫羊藿苷的抗动脉粥样硬化作用包括保护血管内皮细胞和平滑肌细胞,抑制泡沫巨噬细胞的凋亡,降低体内血脂水平,减少白色脂肪的堆积。淫羊藿苷作为植物类雌激素,降低血压作用较为温和,并可以减轻高血压性肾脏病理损害。淫羊藿苷能够抑制心肌细胞的炎症反应和凋亡,保护心肌缺血再灌注损伤,减轻心肌细胞肥厚及心脏纤维组织增生等病理改变,改善心室重构,降低心力衰竭的发生率。淫羊藿苷的水溶性较差,生物利用度较低,设计新型纳米载运系统可提高淫羊藿苷的载药量及靶向性,有望为预防和治疗心血管疾病提供新思路。

关键词: 淫羊藿苷 心血管疾病 动脉粥样硬化 高血压 心肌保护

中图分类号: R917文献标识码: A文章编号: 1679-3567(2024)05-0067-03

基金项目:吉林省教育厅科学研究项目(项目编号:JJKH20221071KJ)。

Cardiovascular Protective Effects of Icariin

ZHANG Yibing

The First Hospital of Jilin University, Changchun, Jilin Province, 130021 China

Abstract: Icariin is an effective monomer component of epimedium, a traditional tonic Chinese medicine, and it has been proven to have pharmacological effects such as anti-inflammatory, anti-osteoporosis, anti-tumor and im‐munomodulatory effects by previous research. The cardiovascular disease is a serious threat to human health. In re‐cent years, more and more studies have confirmed that icariin has a protective effect on cardiovascular diseases, in‐cluding anti-atherosclerosis, the improvement of hypertension, the improvement of myocardial ischemiareperfusion injuries, anti-heart failure and other aspects. The anti-atherosclerotic effects of icariin include protecting vascular endothelial cells and smooth muscle cells, inhibiting the apoptosis of foam macrophages, reducing blood lipid levels in the body and reducing the accumulation of white fat. Icariin, as a phytoestrogen, has a mild effect on lowering blood pressure and can alleviate hypertensive renal pathological damage. Icariin can inhibit the inflamma‐tory response and apoptosis of myocardial cells, protect against myocardial ischemia-reperfusion injuries, reduce pathological changes such as myocardial cell hypertrophy and cardiac fibrous tissue proliferation, improve ventricular remodeling and reduce the incidence of heart failure. The water solubility of icariin is poor, and its bioavailability is low. Designing a novel nanocarrier system can improve the drug loading and targeting of icariin, which is expected to provide new ideas for the prevention and treatment of cardiovascular diseases.

Key Words: Icariin; Cardiovascular disease; Atherosclerosis; Hypertension; Myocardial preservation

淫羊藿源于小檗科植物淫羊藿、朝鲜淫羊藿、箭叶淫羊藿的干燥叶,分布于我国贵州、四川、湖南、湖北、宁夏、甘肃、内蒙古、青海等地,夏、秋季茎叶繁盛时采收,晒干或阴干。淫羊藿属补益类中药,始载于《神农本草经》,亦称“仙灵脾”,其应用已有上千年的历史。中医学认为,淫羊藿性辛温,归肝、肾经,具有补肝肾、强筋骨、助阳易精、祛风湿之功效,主治肾阳虚衰、风寒湿痹、腰膝软弱、四肢麻木等。淫羊藿苷是淫羊藿的主要活性成分之一,又称淫羊藿素,属8-异戊烯基黄酮醇苷类化合物,分子量676.662 g/mol,分子式为C33H40O15,是具有重要应用价值的一类中药单体。淫羊藿苷为淡黄色针状结晶,密度1.55 g/cm3,溶于乙醇和乙酸乙酯,不溶于醚、苯和氯仿。现代药理学对于淫羊藿苷的药理作用研究较为广泛,涉及抗骨质疏松、抗肿瘤、抗炎和免疫调节等方面[1]。

当前随着人口老龄化的加速以及城乡居民饮食结构的改变,在我国的致死性疾病中,心血管疾病已经占据重要的地位。急性心血管事件这一重大公共卫生问题已得到了科学工作者的深度关注,更新防治理念及转换干预策略是降低心血管事件发生率、改善患者预后的根本措施。我国自然资源丰富,积极研究开发天然药物,在心血管疾病防治方面的应用前景广阔。淫羊藿苷对心血管系统的保护作用近年得以证实,在其抗动脉粥样硬化、改善高血压、改善心肌缺血再灌注损伤以及降低心力衰竭发生率等诸多方面均取得了一些新的研究成果,为心血管疾病的防治提供了更多的理论依据,为后续新药研发和药效评价提供了一定基础。

1 淫羊藿苷的抗动脉粥样硬化作用

动脉粥样硬化是冠心病、心肌梗死和脑梗死等心脑血管疾病发病的重要病理基础之一,其致病机理复杂,涉及脂质代谢异常、血管内膜损伤、炎症反应、免疫功能障碍等方面。动脉粥样硬化及其并发症严重威胁着人类的健康,他汀类药物是目前临床中最常应用的降血脂和防治动脉粥样硬化用药。一方面,他汀类药物的副作用如肌炎、横纹肌溶解及肝功能损害等,是造成部分患者主动停药的原因之一;另一方面,对于某些易感人群,应用他汀类药物并不能充分延缓动脉粥样硬化的进展,患者仍需承担急性心血管事件发生的风险。因此,寻求新的治疗药物是防治动脉粥样硬化的重要策略。

动脉粥样硬化涉及脂质沉积、内皮损伤、泡沫细胞堆积和不稳定斑块的破裂等病理过程。血管内皮细胞的重要功能包括维持血管壁的完整性及内表面光滑、维持凝血与抗纤溶平衡、参与炎症与血液免疫反应、分泌活性物质调节代谢功能等。血管内皮细胞的损伤是动脉粥样硬化的始动因素,血管内皮细胞衍生的间充质细胞分层并迁移到血管下层组织中,内皮细胞逐渐失去原有形态和功能,并获得增殖、迁移和合成胶原等间充质细胞的特点,加速动脉粥样硬化的形成,而血管平滑肌细胞增殖和迁移是促成内膜斑块形成的必要事件。巨噬细胞是动脉粥样硬化斑块中最重要的免疫细胞,其数量和功能对斑块的大小和稳定性有直接的影响,并通过分泌多种炎症因子,进一步介导免疫细胞浸润不稳定斑块,引发斑块内细胞的凋亡和坏死,进而加速不稳定斑块的破裂。

近年来,国内外学者通过多种细胞模型及动物模型对淫羊藿苷的抗动脉粥样硬化作用进行了大量研究,证实其可以通过多种途径干预动脉粥样硬化的发生发展[2]。淫羊藿苷可以通过抑制血管内皮细胞的损伤及凋亡,干预血管内皮细胞的内皮间质转化,阻滞血管平滑肌细胞的增殖及迁移,抑制泡沫巨噬细胞的凋亡,减少促炎因子的分泌,进而延缓动脉粥样硬化的进展。有研究证实,淫羊藿苷也可能对动脉粥样硬化病理过程中氧化应激引起的血管异位钙化具有潜在的干预作用,这种作用可能与淫羊藿苷阻断内质网应激途径有关。动脉粥样硬化发生发展的病理环境与脂肪组织密切相关,淫羊藿苷能够降低体内血脂水平,从而减少白色脂肪的堆积,改善动脉粥样硬化病理环境。血小板不仅参与动脉粥样硬化血栓形成,而且参与动脉粥样硬化的早期过程。淫羊藿苷可抑制胶原及凝血酶所诱导的血小板粘附和聚集,在一定程度上改善血液流变参数,且其干预作用呈浓度依赖性。淫羊藿苷的动脉粥样硬化保护作用已逐渐通过实验研究证实,但目前以其作为单体药物在安全性、毒理学、药代动力学、制备工艺、理化性质及临床应用质量标准方面的研究很少,仍处于基础研究阶段,并且尚未进行临床试验。随着研究的不断深入,以淫羊藿苷为主要药理成分的抗动脉粥样硬化新药有望应用于临床。

2 淫羊藿苷的改善高血压作用

高血压是心血管病的独立危险因素,原发性高血压的发病率呈逐年升高趋势。高血压的发病机制包括交感神经系统(如肾素-血管紧张素系统)激活、毛细血管血流受损、内皮功能紊乱及遗传等学说。一氧化氮是血管性疾病的关键调节因子,作为一种内皮源性舒张因子,具有较强的舒张血管的作用,许多常用的血管保护药物通过一氧化氮途径发挥治疗作用。目前公认的研究原发性高血压的动物模型是自发性高血压大鼠,最新研究证实淫羊藿苷能够通过改善内皮功能,影响血清一氧化氮及内皮素-1的表达水平,降低去势雌性自发性高血压大鼠的血压。淫羊藿苷可以通过影响钙离子通道来达到舒张血管的作用,对内皮完整性主动脉环的舒张作用显著,同时降低收缩压水平,并呈剂量依赖性,这种舒张作用也与血清一氧化氮水平有关。

越来越多的研究发现,植物类雌激素对于心血管有积极影响。既往认为雌激素有血管保护作用,能够改善冠状动脉反应性,减少动脉僵硬性,降低外周阻力,从而降低血压,而雄激素能够升高血压。激素能够降低血管紧张素转换酶的水平,减少肾素的释放及血管紧张素Ⅱ的合成,同时下调血管平滑肌表面AT1受体的表达。目前已经证实的具有类性激素的单体成分有大豆异黄酮、柴胡皂苷d、白藜芦醇、三羟异黄酮、淫羊藿苷等。作为植物类雌激素,淫羊藿苷的降压作用温和,与雌激素类似,同样能够被雌激素受体拮抗剂所阻断,雌激素受体通路是研究最多的信号通路[3]。高血压导致的肾脏损害主要表现为蛋白尿、炎症细胞浸润、肾小球硬化以及肾脏间质纤维化。研究证实淫羊藿苷可以保护自发性高血压大鼠的肾脏病理性损伤,对抗肾小管上皮细胞凋亡。在临床上男性较女性更易发生肾损伤,雌激素可缓解多种动物模型引起的肾损伤。淫羊藿苷对血管紧张素Ⅱ诱导的肾纤维化模型具有明显的保护作用,对顺铂引起的急性肾损伤也有保护作用,其他研究也发现淫羊藿苷可以抑制IgA肾病肾纤维化发生,在肾纤维化防治方面疗效确切,有望成为治疗高血压所致肾脏损害的潜在药物。

3 淫羊藿苷的心肌保护作用

心肌缺血再灌注会发生氧化应激反应,活性氧的富集导致心肌细胞凋亡,心肌细胞数量减少,抑制心肌细胞的凋亡对于心血管疾病的防治极为重要。炎症反应是心血管疾病发生发展的核心原因,各种炎症标志物可以预测心血管意外的发生。淫羊藿苷具有显著的抗氧化应激及抑制免疫炎症反应的作用,能够抑制脂多糖诱导的心肌细胞炎症反应和心肌细胞凋亡,显著减轻心肌缺血再灌注损伤,从而有效降低了心肌梗死面积。这可能与淫羊藿苷增强机体的抗脂质过氧化反应,提高机体清除氧自由基,减轻自由基损伤等有关[4]。淫羊藿苷能剂量依赖性地改善病毒性心肌炎小鼠心脏收缩舒张功能,改善心脏功能,减轻心肌组织病理损伤。线粒体功能障碍与心肌缺血再灌注损伤密切相关,药物靶向线粒体可治疗心血管系统疾病。有学者证明淫羊藿苷可以减少糖尿病模型大鼠心肌脂质和基质蛋白沉积,其机制可能是靶向乳酸这一能量代谢的关键节点,抑制葡萄糖进入线粒体氧化,打破氧化应激与线粒体损伤之间的恶性循环,干预大鼠心肌线粒体自噬和心肌能量代谢。

左心室重构是心力衰竭发生发展的重要病理基础,心肌细胞凋亡是左心室重构的重要机制之一。心衰是各种心血管疾病的严重阶段,其发病率高,5年存活率与恶性肿瘤相当。慢性心力衰竭的发病机制也包括心肌细胞肥大和心肌间质纤维化。心肌纤维化会导致心肌顺应性降低和心脏的舒缩功能下降,是导致心力衰竭的重要原因。有研究学者证实,淫羊藿苷可以通过抑制心肌细胞凋亡、减轻心肌细胞肥厚及心脏纤维组织增生等心肌病理改变,影响心梗后的心室重构,降低充血性心力衰竭的发生率,这一机制可能为临床治疗心力衰竭提供新的靶点[5]。

当前心血管疾病的分子药理学研究进展迅速,相关药物研发取得了丰硕成果。淫羊藿苷作为淫羊藿的有效单体成分,药理作用广泛,具有很大的研发潜力。但淫羊藿苷的水溶性差、脂溶性高、肝脏首过效应明显,导致其生物利用度较低,也限制了其临床应用。纳米颗粒被认为是近年最有前途的药物载体之一,依靠纳米材料的表面修饰和结构优化发挥功能,在药物递送方面发挥卓越的治疗效果。为了充分发挥淫羊藿苷的药理效应及缓释作用,设计新型纳米载运系统装载淫羊藿苷,以改变淫羊藿苷的疏水性,提高药物的载药量以及缓释作用时间,增加药物的传递,提高药物的靶向性,值得进一步地探索和挖掘。另外,纳米材料本身具有抗炎、抗氧化等作用,能够减少活性氧在心肌组织细胞内蓄积,可发挥心肌保护作用。有学者将淫羊藿苷负载于壳聚糖/胶原复合水凝胶中,观察到壳聚糖/胶原/淫羊藿苷复合水凝胶能够通过提升心肌梗死部位血管内皮生长因子与碱性成纤维细胞生长因子的表达刺激血管新生,进而改善心肌组织灌注量不足的局部微环境,以达到抑制心室重塑、改善心功能的治疗作用。采用物理包埋法和透析法制备聚乙二醇单甲醚-淫羊藿苷纳米粒,能够有效减轻脂多糖诱导的细胞损伤,对脂多糖诱导的心肌炎症有一定的保护作用。相信随着研究的不断深入,淫羊藿苷有望成为预防和治疗心血管疾病的一种潜在治疗新药。

参考文献

[1]王义翠,彭慧霞,夏子岚,等.淫羊藿苷药理作用及应用研究进展[J].中华中医药学刊,2023,41(6):182-186.

[2]周宇飞,刘孟楠,杨思进.淫羊藿提取物抗动脉粥样硬化作用研究进展[J].新中医,2021,53(23):23-27.

[3]袁晶.绝经后高血压患者中医证型分布特点及淫羊藿苷干预的相关机制研究[D].北京:北京中医药大学,2021.

[4]赛喜雅拉图.淫羊藿苷通过Nrf2/HO-1信号通路对小鼠心肌梗死的保护作用及其机制研究[D].广州:南方医科大学,2022.

[5]周艳,高洁,柴艺汇,等.淫羊藿苷抗心肌重塑的作用机制[J].湖北民族大学学报(医学版),2020,37(4): 44-47.

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