论文部分内容阅读
【中图分类号】R961【文献标识码】A【文章编号】1008-0465(2013)-09-0197-02
【摘要】目的反复体内外动物实验研究及临床应用大株红景天治疗新疆哈萨克族患者缺血性脑血管病疗效观察,发现其在缺血再灌注损伤中有以下作用:①对脑血管有调节作用;②减少脑组织中过量NO的生成;③升高脑组织中SOD、GSH,降低MDA、LH,还对线粒体ATP有调节作用;④抑制AQP4表达,减轻脑水肿;⑤增强Bal—2的表达、抑制Bax表达及Caspase—3活化;⑥减少TNF—α的生成,减轻缺血再灌注损伤中炎症反应;⑦抑制兴奋性氨基酸的神经毒性。
【关键词】红景天苷;脑缺血/再灌注;神经保护;哈萨克族
红景天苷性寒,味甘涩,能“扶正固本,调气补益”[1]。目前经多种临床基础动物实验研究发现其具有抗缺血、抗疲劳、抗癌变、抗衰老,抗病毒,抗肿瘤、抗辐射、抗心律失常、降血压、延缓衰老、延缓神经退行性变、防止老年痴呆及调节神经内分泌作用[1-8]。在缺血再灌注性损伤机制非常复杂[5,9-10],涉及自由基介导的氧化应激、兴奋性氨基酸神经毒性、钙超载、炎症反应和线粒体功能障碍等诸多方面。
1红景天苷对脑血管的调节作用
脑缺血再灌注损伤中可以引起毛细血管通透性增加,破坏血脑屏障,增加血管阻力,使脑缺血程度增加,神经功能缺损加重。[11]报道静注红景天(24、12、6mg/kg)能明显缩短全脑缺血再灌注大鼠EEG和翻正反射恢复时间,降低脑匀浆EB含量,维持血脑屏障完整性,增加脑内毛细血管内皮细胞稳定性,降低脑血管阻力,增加脑血流量,改善神经功能缺损。
2红景天苷对NO的调节作用
NO是内皮细胞的松弛因子,被看作是神经传递因子和调节因子,又是有机体极为重要的具有多种作用的信使[12]。生理量的NO对脑缺血具有调节作用,增加皮质供血,保护神经功能;而过量的NO具有神经毒性[13]。在缺血再灌注后期,组织损伤和免疫反应诱导多种细胞合成iNOs并激活其活性,持续产生大量NO进一步加重脑组织损伤。NO在体内可与超阴离子(O2-)快速结合生成强氧化剂亚硝酸阴离子(ONOO—)[14],ONOO—可抑制细胞电子传递链中的多个复合体,并可抑制线粒体顺乌头酸酶,引起神经元死亡,红景天苷可迅速降低脑组织中升高的NO水平,而血清中NO则升高,血清中升高的NO 可促进血液循环可很大程度上保护缺血后的神经元。制作大鼠大脑中动脉闭塞模型中NO在红景天苷(24mg/kg)中3.0±0.5与模型组5.0±1.0比较有统计学意义。用线栓法制备SD大鼠大脑中动脉栓塞模型后予以红景天苷(5mg/kg)使用测定脑组织中iNOs活性为(3.70±2.55)较模型组(7.82±2.65)低,有利于保护脑细胞,改善神经功能。
3红景天苷对SOD、MDA、GSH、LH及线粒体ATP的调节作用
在脑梗死中,缺血后局部微血管内皮细胞和白细胞黏附分子的数量和功能上调,激活白细胞产生大量氧自由基,在多个动物实验中,发现红景天苷能升高大鼠脑组织匀浆中SOD、GSH含量,降低MDA、LH的含量。用线栓法制备SD大鼠大脑中动脉栓塞模型中用红景天苷治疗后发现大鼠脑内GSH-Px活性(12.52±2.50)较模型组(9.23±1.15)显著升高,提示红景天苷可提高脑内GSH-Px(抗氧化酶)活性,加快自由基的清除。
MDA的增加,表明缺血致脂质过氧化,影响细胞两侧调节离子分布的Na+-K+-2ATP酶,影响线粒体有氧呼吸,无氧呼吸代谢增强,导致LD含量增加,引起脑组织乳酸酸中毒,冉建华在制作大鼠MCAO模型中,红景天苷组缺血侧脑组织中MDA量较假手术组明显增加,而Na+-K+-2ATP酶活性呈下降趋势(P<0105),在72h后MDA开始下降、Na+-K+-2ATP酶开始上升,一周后MDA仍高于正常、Na+-K+-2ATP酶仍低于正常水平,但红景天苷组与模型组相比较脑组织中MDA较低、Na+-K+-2ATP酶活性增高,有利于改善脑缺血后组织代谢物所带来的损伤。脑组织缺血时,线粒体无氧代谢增强,使脑组织能量耗竭,ATP产生不,Na+-K+-2ATP酶活力下降,细胞内Na+增加,细胞去极化,动作电位异常,细胞功能受损;同时Ca2+-2ATP活性下降,线粒体内Ca2+增高,加剧了线粒体功能损伤。在以SH—SY5Y和叠氮钠共同孵育建立的神经细胞线粒体损伤模型中,红景天苷组对细胞膜电位变化损伤、线粒体氧化还原能力及改善线粒体复合体Ⅳ抑制剂对线粒体的损伤作用方面与模型组比较有显著性差异,有利于脑组织中Na、K、Ca在细胞膜两侧的平衡,维持动作电位的平衡,达到保护脑细胞作用。
4红景天苷对AQP4的保护作用
脑缺血再灌注性损伤可引起脑水肿。据研究报道,水通道蛋白、基质金属蛋白酶-9被认为与脑水肿有关,目前针对水通道蛋白过度表达与脑水肿的研究较为热门。在缺血脑组织中AQP4的表达与脑组织含水量呈正相关,抑制AQP4过表达可能是防止脑水肿的一种有效手段。AQP4主要是一种介导水分子快速跨膜转运的细胞膜蛋白,其转运功能与渗透压变化有关,红景天苷(50mg/kg)可使AQP4mRNA表达较模型组低,且24小时达峰值,1周基本恢复正常水平,与模型组相比较AQP4mRNA峰值提前,减轻了脑水肿,加强脑保护作用。
5红景天苷对凋亡调控蛋白的调节作用
凋亡调控蛋白对缺血再灌注性损伤脑组织细胞有重要的调节作用,凋亡异常增加是某些损伤因素导致细胞死亡的主要形式,据研究报道红景天苷增强Bal—2的表达、抑制Bax表达及Caspase—3活化。Bal-2与Bax是缺血性脑组织中重要的凋亡调控基因蛋白,Bal-2抑制细胞凋亡,Bax促进细胞凋亡,而Caspase-3是凋亡中重要的效应性蛋白水解酶抑制起活化可减少细胞凋亡。红景天苷[15](5mg/L)组Bcl-2表达(1.54±0.44)较模拟组(1.02±0.33)明显增高,可维持线粒体膜电位,抑制细胞色素C,抑制Caspase-3活化,在红景天苷(10mg/L)组Caspase-3表达(30.88±1.54)较模拟组(153.24±1.07)低,呈现剂量依赖性,减少细胞内活性氧生成及组织过氧化氢的毒性作用,可对抗缺糖缺氧引起的PC12细胞凋亡,达到保护神经细胞作用。 6红景天苷对TNF—α的调节作用
炎症反应是缺血再灌注性脑损伤机制之一,TNF-α由胶质细胞和神经细胞产生的,是炎症反应的始发因子,是细胞间黏附分子(ICAM—1)的调控因子,过度表达进一步促进血管内皮细胞合成ICAM-1,增加中性粒细胞—血管内皮细胞的相互作用,在缺血再灌注脑组织中TNF-α在受损区表达增加,研究发现TNF-α在红景天苷组(69.24±6.64)较模型组(110.07±18.42)明显降低。研究证实缺血再灌注大鼠脑组织中TNF-αmRNA和IL-βmRNA表达水平明显升高。发现前脑室注射TNF-α单克隆抗体可阻断内源性TNF-α活性,减轻缺血性脑损伤和水肿,减少缺血脑组织中TNF-α蛋白的表达,有助于减轻脑组织继发性损伤。
7红景天苷对兴奋性氨基酸的调节作用
谷氨酸是人和哺乳动物脑内含量最高的兴奋性氨基酸,参与中枢神经系统信息的传递,过量释放可产生严重的神经兴奋性毒性,引起神经元损伤或死亡[9]。谷氨酸在体内可与NMDA受体结合,使与NMDA受体相耦合的电压依赖性Ca2+通道持续性开放,细胞外Ca2+内流,胞浆内Ca2+浓度上升,同时谷氨酸与细胞膜上谷氨酸受体相结合,激活鸟苷酸环化酶,促进1、4、5—三磷酸肌醇(IP3)生成,IP3与细胞内钙库上IP3受体结合,释放Ca2+入胞浆,同样引起胞浆内Ca2+上升,细胞内Ca2+超载,影响Ca2+-2ATP活性,引起细胞损伤,动物试验中用红景天苷孵育24h内显著降低谷氨酸诱导的胞浆内Ca2+超载,减少LDH释放,抑制细胞凋亡,对海马神经元产生保护作用。[9]
8结语
红景天苷具有多种神经功能保护作用,同时还可对抑制血小板聚集,改善糖尿病脑病所致大鼠学习记忆能力,调节MPP+对黑质多巴胺能神经元的损害,调节应激状态下大鼠的下丘脑—垂体—性腺轴,调控血糖,降低血粘度,调节巨噬细胞吞噬功能,促进间质干细胞定向分化,促进红细胞生成、刺激成红细胞分化为红细胞等。红景天苷在目前临床中主要用于心肌缺血和缺血性脑血管疾病,在临床上有待于进一步探讨其在其他系统中的调控作用。
参考文献
[1]艾尔肯.塔西铁木尔.红景天苷在不同缺氧状况下抗缺氧作用的实验研究[J]. 哈萨克医药杂志,2008,1(1):121-122
[2]热比亚·努力.红景天活性成分及药理作用[J]. 哈萨克医药杂志,2008,6(6):67-69
[3]古丽娜·吐尔地, 崔刚, 涂杰,等.红景天化学成分的研究及其对低氧诱导因子- 1α表达的影响[J]. 实用新医学杂志,2012,3(3):633-634
[4]蒋继勇,陈伟.红景天苷的神经保护作用[J]. 实用新医学杂志,2013,1(1):13-14
[5]贾莹,杨伟,等.红景天苷对大鼠局灶性脑缺血/再灌注损伤的保护作用[J].中国药理学通报,2008,24(11):1521-4
[6]吉米来古力·比拉力. 红景天的药理研究进展[J]. 新疆预防医学杂志,2009,1(1):34-36
[7]于学东,陈虹.新疆4种特色植物药对心血管系统的影响[J].时珍国医国药,2009,20(6):1357-1358
[8]杜保生,颜天华,马莹,等.红景天苷对大鼠和小鼠血液系统的影响[J].中国实验方剂学杂志,2009,15(2):51- 54
[9]艾力·买买提.红景天苷对谷氨酸损伤海马神经元的保护作用[J]. 新疆预防医学杂志,2000,12(12):77-79
[10]Yamasak i Y, Itoyama Y, Kogure K1 Involvement of cy2tokine production in pathogenesis of transient cerebral is2chem ic damage [J]1 K eio J M ed , 1996, 45 (3) : 225-229
[11]吐尔逊阿衣·尼扎木丁.红景天苷对麻醉犬脑循环及大鼠全脑缺血再灌注的影响[J],中国新医学,2011,12(12):1653-1654
[12]李莉,孔乐凯,陈融,等.红景天甙对脑缺血再灌注脑组织NO代谢的影响[J], 中国新医学,2011,11(11):1123-1124
[13]Takahashi G, SakuraiM, Abe K, et al. MCI2186 prevents spinal2cord damage and affects enzyme levels of nitric oxide synthase andCu /Zn superoxide dismutase after transient ischemia in rabbits[J]. J Thorac Cardiovasc Surg, 2003, 126: 1461
[14]Szaboc.Multiple pathways of peroxynitrite cytotoxicity.ToxicolLett,2003,140-141:105-112
[15]Virag L,Szabo E,Gergely P,et al. Peroxynitrite-induced cytotoxicity:mechanism and opportunities for intervention.Toxicol Lett,2003,140-141:113-124
(收稿日期2013-03-10)
(编辑唐培作)
【摘要】目的反复体内外动物实验研究及临床应用大株红景天治疗新疆哈萨克族患者缺血性脑血管病疗效观察,发现其在缺血再灌注损伤中有以下作用:①对脑血管有调节作用;②减少脑组织中过量NO的生成;③升高脑组织中SOD、GSH,降低MDA、LH,还对线粒体ATP有调节作用;④抑制AQP4表达,减轻脑水肿;⑤增强Bal—2的表达、抑制Bax表达及Caspase—3活化;⑥减少TNF—α的生成,减轻缺血再灌注损伤中炎症反应;⑦抑制兴奋性氨基酸的神经毒性。
【关键词】红景天苷;脑缺血/再灌注;神经保护;哈萨克族
红景天苷性寒,味甘涩,能“扶正固本,调气补益”[1]。目前经多种临床基础动物实验研究发现其具有抗缺血、抗疲劳、抗癌变、抗衰老,抗病毒,抗肿瘤、抗辐射、抗心律失常、降血压、延缓衰老、延缓神经退行性变、防止老年痴呆及调节神经内分泌作用[1-8]。在缺血再灌注性损伤机制非常复杂[5,9-10],涉及自由基介导的氧化应激、兴奋性氨基酸神经毒性、钙超载、炎症反应和线粒体功能障碍等诸多方面。
1红景天苷对脑血管的调节作用
脑缺血再灌注损伤中可以引起毛细血管通透性增加,破坏血脑屏障,增加血管阻力,使脑缺血程度增加,神经功能缺损加重。[11]报道静注红景天(24、12、6mg/kg)能明显缩短全脑缺血再灌注大鼠EEG和翻正反射恢复时间,降低脑匀浆EB含量,维持血脑屏障完整性,增加脑内毛细血管内皮细胞稳定性,降低脑血管阻力,增加脑血流量,改善神经功能缺损。
2红景天苷对NO的调节作用
NO是内皮细胞的松弛因子,被看作是神经传递因子和调节因子,又是有机体极为重要的具有多种作用的信使[12]。生理量的NO对脑缺血具有调节作用,增加皮质供血,保护神经功能;而过量的NO具有神经毒性[13]。在缺血再灌注后期,组织损伤和免疫反应诱导多种细胞合成iNOs并激活其活性,持续产生大量NO进一步加重脑组织损伤。NO在体内可与超阴离子(O2-)快速结合生成强氧化剂亚硝酸阴离子(ONOO—)[14],ONOO—可抑制细胞电子传递链中的多个复合体,并可抑制线粒体顺乌头酸酶,引起神经元死亡,红景天苷可迅速降低脑组织中升高的NO水平,而血清中NO则升高,血清中升高的NO 可促进血液循环可很大程度上保护缺血后的神经元。制作大鼠大脑中动脉闭塞模型中NO在红景天苷(24mg/kg)中3.0±0.5与模型组5.0±1.0比较有统计学意义。用线栓法制备SD大鼠大脑中动脉栓塞模型后予以红景天苷(5mg/kg)使用测定脑组织中iNOs活性为(3.70±2.55)较模型组(7.82±2.65)低,有利于保护脑细胞,改善神经功能。
3红景天苷对SOD、MDA、GSH、LH及线粒体ATP的调节作用
在脑梗死中,缺血后局部微血管内皮细胞和白细胞黏附分子的数量和功能上调,激活白细胞产生大量氧自由基,在多个动物实验中,发现红景天苷能升高大鼠脑组织匀浆中SOD、GSH含量,降低MDA、LH的含量。用线栓法制备SD大鼠大脑中动脉栓塞模型中用红景天苷治疗后发现大鼠脑内GSH-Px活性(12.52±2.50)较模型组(9.23±1.15)显著升高,提示红景天苷可提高脑内GSH-Px(抗氧化酶)活性,加快自由基的清除。
MDA的增加,表明缺血致脂质过氧化,影响细胞两侧调节离子分布的Na+-K+-2ATP酶,影响线粒体有氧呼吸,无氧呼吸代谢增强,导致LD含量增加,引起脑组织乳酸酸中毒,冉建华在制作大鼠MCAO模型中,红景天苷组缺血侧脑组织中MDA量较假手术组明显增加,而Na+-K+-2ATP酶活性呈下降趋势(P<0105),在72h后MDA开始下降、Na+-K+-2ATP酶开始上升,一周后MDA仍高于正常、Na+-K+-2ATP酶仍低于正常水平,但红景天苷组与模型组相比较脑组织中MDA较低、Na+-K+-2ATP酶活性增高,有利于改善脑缺血后组织代谢物所带来的损伤。脑组织缺血时,线粒体无氧代谢增强,使脑组织能量耗竭,ATP产生不,Na+-K+-2ATP酶活力下降,细胞内Na+增加,细胞去极化,动作电位异常,细胞功能受损;同时Ca2+-2ATP活性下降,线粒体内Ca2+增高,加剧了线粒体功能损伤。在以SH—SY5Y和叠氮钠共同孵育建立的神经细胞线粒体损伤模型中,红景天苷组对细胞膜电位变化损伤、线粒体氧化还原能力及改善线粒体复合体Ⅳ抑制剂对线粒体的损伤作用方面与模型组比较有显著性差异,有利于脑组织中Na、K、Ca在细胞膜两侧的平衡,维持动作电位的平衡,达到保护脑细胞作用。
4红景天苷对AQP4的保护作用
脑缺血再灌注性损伤可引起脑水肿。据研究报道,水通道蛋白、基质金属蛋白酶-9被认为与脑水肿有关,目前针对水通道蛋白过度表达与脑水肿的研究较为热门。在缺血脑组织中AQP4的表达与脑组织含水量呈正相关,抑制AQP4过表达可能是防止脑水肿的一种有效手段。AQP4主要是一种介导水分子快速跨膜转运的细胞膜蛋白,其转运功能与渗透压变化有关,红景天苷(50mg/kg)可使AQP4mRNA表达较模型组低,且24小时达峰值,1周基本恢复正常水平,与模型组相比较AQP4mRNA峰值提前,减轻了脑水肿,加强脑保护作用。
5红景天苷对凋亡调控蛋白的调节作用
凋亡调控蛋白对缺血再灌注性损伤脑组织细胞有重要的调节作用,凋亡异常增加是某些损伤因素导致细胞死亡的主要形式,据研究报道红景天苷增强Bal—2的表达、抑制Bax表达及Caspase—3活化。Bal-2与Bax是缺血性脑组织中重要的凋亡调控基因蛋白,Bal-2抑制细胞凋亡,Bax促进细胞凋亡,而Caspase-3是凋亡中重要的效应性蛋白水解酶抑制起活化可减少细胞凋亡。红景天苷[15](5mg/L)组Bcl-2表达(1.54±0.44)较模拟组(1.02±0.33)明显增高,可维持线粒体膜电位,抑制细胞色素C,抑制Caspase-3活化,在红景天苷(10mg/L)组Caspase-3表达(30.88±1.54)较模拟组(153.24±1.07)低,呈现剂量依赖性,减少细胞内活性氧生成及组织过氧化氢的毒性作用,可对抗缺糖缺氧引起的PC12细胞凋亡,达到保护神经细胞作用。 6红景天苷对TNF—α的调节作用
炎症反应是缺血再灌注性脑损伤机制之一,TNF-α由胶质细胞和神经细胞产生的,是炎症反应的始发因子,是细胞间黏附分子(ICAM—1)的调控因子,过度表达进一步促进血管内皮细胞合成ICAM-1,增加中性粒细胞—血管内皮细胞的相互作用,在缺血再灌注脑组织中TNF-α在受损区表达增加,研究发现TNF-α在红景天苷组(69.24±6.64)较模型组(110.07±18.42)明显降低。研究证实缺血再灌注大鼠脑组织中TNF-αmRNA和IL-βmRNA表达水平明显升高。发现前脑室注射TNF-α单克隆抗体可阻断内源性TNF-α活性,减轻缺血性脑损伤和水肿,减少缺血脑组织中TNF-α蛋白的表达,有助于减轻脑组织继发性损伤。
7红景天苷对兴奋性氨基酸的调节作用
谷氨酸是人和哺乳动物脑内含量最高的兴奋性氨基酸,参与中枢神经系统信息的传递,过量释放可产生严重的神经兴奋性毒性,引起神经元损伤或死亡[9]。谷氨酸在体内可与NMDA受体结合,使与NMDA受体相耦合的电压依赖性Ca2+通道持续性开放,细胞外Ca2+内流,胞浆内Ca2+浓度上升,同时谷氨酸与细胞膜上谷氨酸受体相结合,激活鸟苷酸环化酶,促进1、4、5—三磷酸肌醇(IP3)生成,IP3与细胞内钙库上IP3受体结合,释放Ca2+入胞浆,同样引起胞浆内Ca2+上升,细胞内Ca2+超载,影响Ca2+-2ATP活性,引起细胞损伤,动物试验中用红景天苷孵育24h内显著降低谷氨酸诱导的胞浆内Ca2+超载,减少LDH释放,抑制细胞凋亡,对海马神经元产生保护作用。[9]
8结语
红景天苷具有多种神经功能保护作用,同时还可对抑制血小板聚集,改善糖尿病脑病所致大鼠学习记忆能力,调节MPP+对黑质多巴胺能神经元的损害,调节应激状态下大鼠的下丘脑—垂体—性腺轴,调控血糖,降低血粘度,调节巨噬细胞吞噬功能,促进间质干细胞定向分化,促进红细胞生成、刺激成红细胞分化为红细胞等。红景天苷在目前临床中主要用于心肌缺血和缺血性脑血管疾病,在临床上有待于进一步探讨其在其他系统中的调控作用。
参考文献
[1]艾尔肯.塔西铁木尔.红景天苷在不同缺氧状况下抗缺氧作用的实验研究[J]. 哈萨克医药杂志,2008,1(1):121-122
[2]热比亚·努力.红景天活性成分及药理作用[J]. 哈萨克医药杂志,2008,6(6):67-69
[3]古丽娜·吐尔地, 崔刚, 涂杰,等.红景天化学成分的研究及其对低氧诱导因子- 1α表达的影响[J]. 实用新医学杂志,2012,3(3):633-634
[4]蒋继勇,陈伟.红景天苷的神经保护作用[J]. 实用新医学杂志,2013,1(1):13-14
[5]贾莹,杨伟,等.红景天苷对大鼠局灶性脑缺血/再灌注损伤的保护作用[J].中国药理学通报,2008,24(11):1521-4
[6]吉米来古力·比拉力. 红景天的药理研究进展[J]. 新疆预防医学杂志,2009,1(1):34-36
[7]于学东,陈虹.新疆4种特色植物药对心血管系统的影响[J].时珍国医国药,2009,20(6):1357-1358
[8]杜保生,颜天华,马莹,等.红景天苷对大鼠和小鼠血液系统的影响[J].中国实验方剂学杂志,2009,15(2):51- 54
[9]艾力·买买提.红景天苷对谷氨酸损伤海马神经元的保护作用[J]. 新疆预防医学杂志,2000,12(12):77-79
[10]Yamasak i Y, Itoyama Y, Kogure K1 Involvement of cy2tokine production in pathogenesis of transient cerebral is2chem ic damage [J]1 K eio J M ed , 1996, 45 (3) : 225-229
[11]吐尔逊阿衣·尼扎木丁.红景天苷对麻醉犬脑循环及大鼠全脑缺血再灌注的影响[J],中国新医学,2011,12(12):1653-1654
[12]李莉,孔乐凯,陈融,等.红景天甙对脑缺血再灌注脑组织NO代谢的影响[J], 中国新医学,2011,11(11):1123-1124
[13]Takahashi G, SakuraiM, Abe K, et al. MCI2186 prevents spinal2cord damage and affects enzyme levels of nitric oxide synthase andCu /Zn superoxide dismutase after transient ischemia in rabbits[J]. J Thorac Cardiovasc Surg, 2003, 126: 1461
[14]Szaboc.Multiple pathways of peroxynitrite cytotoxicity.ToxicolLett,2003,140-141:105-112
[15]Virag L,Szabo E,Gergely P,et al. Peroxynitrite-induced cytotoxicity:mechanism and opportunities for intervention.Toxicol Lett,2003,140-141:113-124
(收稿日期2013-03-10)
(编辑唐培作)