植物多酚神经保护作用的研究进展

李巍巍，李俊发，郭安臣，王拥军,5，王群,5

多酚是一类具有多种酚醛结构的天然物质，广泛存在于蔬菜、水果、谷物、树皮、根、花、种子、茶叶等多种植物中，由于其强效的抗氧化性质而被周知。流行病学研究发现，大量摄入水果和蔬菜也可以降低缺血性卒中的风险[1]。早期关于多酚有益健康的研究主要集中于心脏疾病和癌症。近年来，关于多酚是否可以通过血脑屏障作用到大脑并对神经退行性疾病起到预防作用得到越来越多的关注。初期研究结果显示，多酚类化合物具有改善老龄化神经细胞功能的作用，并可改善因长期酗酒而引发的炎症和氧化损伤[2]。本文旨在综述有关多酚在动物模型缺血/再灌注损伤中对神经元保护作用的研究进展。

现已在植物中鉴定出8000多种酚类结构，其中可食用植物来源为几百种。多酚常常参与植物对不同类型的压力的防御反应，如紫外线辐射、病原体和物理损伤。环境条件、遗传因素、处理和存储的过程以及植物品种不同都可以影响多酚的浓度，因其可变性大，食物中的多酚含量一般很难确定。

多酚的分子量范围广泛，简单化合物如酚酸，高度聚合物如单宁，对已明确组成的主要多酚简单总结见表1。

酚类抗氧化剂能抑制脂质过氧化以及对抗自由基；除抗氧化能力外，还能抑制几种酶的活性，如脂肪氧化酶、环加氧酶、黄嘌呤氧化酶等。

多酚缓解缺血再灌注损伤可能通过干扰诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxidesynthase，iNOS）活性，抑制脂质过氧化，降低再灌注期间固定白细胞的数量，以及减少补体激活从而减少炎症反应等机制发挥作用。除抗氧化功能外，多酚也影响神经保护和神经复原的信号转导机制。

表1 主要的多酚种类，组成成分和食物来源[3]

1 植物提取物/多酚在脑缺血模型中的应用

1.1 茶多酚 茶提取物主要成分为儿茶素、黄酮醇类和原花青素。儿茶素主要分4种：表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin-3-gallate，EGCG）、表没食子儿茶素（epigallocatechin，EGC）、表儿茶素（epicatechin，EC）和表儿茶素没食子酸酯（epicatechin-3-gallate，ECG）。儿茶素具有自由基清除，金属螯合以及抗炎活性，还影响细胞死亡、生长和存活的信号通路[4]。流行病学研究报道，如果人们每天饮用超过5杯绿茶，卒中发病率较低[5]。在制备大鼠大脑中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）模型前1 h及缺血后7 d口服绿茶100 mg/kg或300 mg/kg可以改善水迷宫实验中大鼠的记忆障碍；减小梗死灶；提高丙二醛（malondialdehyde，MDA）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性[6]；同样Hong等在制备大鼠MCAO模型前3周给予大鼠口服0.5%的绿茶提取物，结果表明绿茶提取物降低类花生酸浓度、过氧化氢的水平、脂质过氧化产物、8-羟基脱氧鸟苷形成及凋亡细胞数[7]。体外细胞实验表明，绿茶可以降低糖氧剥夺（oxygen and glucose deprivation，OGD）诱导的细胞膨胀及跨膜电位差[8]。

在大鼠连续21 d口服儿茶素20 mg/kg后制备MCAO局部缺血模型，结果发现可明显减小梗死面积，降调iNOS、胶质纤维酸蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）和核转录因子-κB（nuclear factor kappalight-chain-enhancer of activated B cells，NF-κB）的表达，改善神经功能缺失，保护神经细胞对抗氧化应激[9]。大鼠MCAO后3 d，以及颈总动脉闭塞（common carotid artery occlusion，CCAO）前1 d及后2 d腹腔注射EGCG 50 mg/kg均表现出保存线粒体能量及柠檬酸合酶活性[10-12]。制备小鼠MCAO模型后立即腹腔注射EGCG 50 mg/kg可以减小梗死面积、降调基质金属蛋白酶（matrix metallopeptidase 9，MMP9）的活性形式和明胶酶活性[11]。

茶，作为饮品在世界各地均有不同程度的消费，人们也早已关注其抗氧化作用及保健作用，茶提取物具有开发成神经保护药物的巨大潜力。

1.2 葡萄/葡萄酒 葡萄和葡萄酒含有大量多酚，如白藜芦醇、儿茶素、黄酮醇和原花青素。这些复合物在体外具有抗氧化的生物学活性。

大鼠MCAO模型以及CCA模型的研究显示，在缺血前或缺血后静脉注射白藜芦醇30 mg/kg均可减小梗死面积、抑制脂质过氧化反应；抑制大鼠海马和大脑皮质中神经节苷脂、磷脂和胆固醇总量的减少，增强运动活性及空间记忆障碍；减少海马CA1区原位末端标记法（terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling，TUNEL）中检测到阳性神经元细胞数量；提高抗凋亡蛋白Bcl-2的表达；减少促凋亡蛋白Bax的表达，改善线粒体及血脑屏障功能异常[13-14]。在沙鼠短暂性全脑缺血模型制备过程中或制备成功后立即注射以及模成功后24 h腹腔注射白藜芦醇30 mg/kg，海马神经元死亡减少以及神经胶质细胞的活化减少[15]。而在小鼠MCAO模型制备前3 d，每天口服白藜芦醇20 mg/kg，同样显示显著缩小梗死面积，但作者认为这一结果可能与过氧化物酶增殖物激活受体α（peroxisome proliferator-activated receptor alpha，PPARα）的活化相关，因为白藜芦醇在PPARα基因敲除小鼠中是无效的[16]。有研究者分别在制备大鼠MCAO模型前5 min、4 h以及制备MCAO模型后1 d腹腔注射葡萄籽提取物50 mg/kg可以改善大鼠大脑皮质、海马和丘脑的组织病理学评分，减少8-异前列腺素F2a及硫代巴比妥酸活性物质的释放[17]。在制备大鼠MCAO模型前连续1周在饮用水中添加红酒多酚30 mg·kg-1·d-1，结果发现可以减少谷氨酸、天门冬氨酸和牛磺酸的释放；增加自由基清除剂如抗坏血酸和尿酸水平；再灌注期间改善血流及保护脑组织，减小梗死面积[18]。葡萄籽提取物在制备沙鼠CCAO模型前及制备后30 min口服60 mg/kg表现出抑制海马区脱氧核糖核苷酸（deoxyribonucleic acid，DNA）损伤及星形胶质细胞及小胶质细胞活化[19]。

白藜芦醇作为葡萄提取物及红酒多酚的主要成分，在多种动物缺血模型及多种给药方式下，均表现出神经保护作用，作用靶点多样，效果明确，目前已在美国作为保健品上市，白藜芦醇开发成为神经保护药物具有可预期性。

1.3 银杏 EGb761是银杏叶提取物的全标准品，该提取物主要含有两大组成：黄酮苷和萜内酯。体内和体外研究表明，EGb761和它的组成成分在不同缺血模型中均表现出神经保护作用，并且与多种机制相关。

在大鼠永久性和暂时性脑缺血模型中，EGb761表现出神经保护及促进神经元再生作用，降低认知功能的损伤[20]。在小鼠MCAO模型制备前10～14 d，腹腔注射银杏叶提取物10 mg/kg表现出缓解海马区CA1神经元迟发性死亡，改善实验组动物的神经行为学评分[21]；制备前30 min皮下注射银杏内酯A（50 mg/kg）和银杏内酯B（100 mg/kg），可显著减小脑梗死面积。这些处理显著抑制由缺血引起的CA1区COX-3 mRNA的减少，提示线粒体参与了其保护机制[22]。NV-31作为一种银杏内酯衍生物，在制备小鼠MCAO模型前60 min和制备成功后立即给予腹腔注射10 mg/kg及20 mg/kg可显著减小梗死面积[23]。同样的沙鼠短暂性全脑缺血模型制备前口服Egb761（37.5～150 mg/kg）15 d，结果显示与小鼠类似的结果并呈剂量依赖性，其作用机制可能为抑制脂质过氧化和一氧化氮的形成[24]。

银杏，俗称白果，营养丰富，原产于中国，入药已有几个世纪，关注其在神经保护中的作用将是今后研究的重点。

1.4 姜黄 姜黄，药用植物姜黄属的根茎粉末，它的黄色来源于姜黄素（1，7-双［4-羟基-3-甲氧基苯基］-1，6-庚二烯-3，5-二酮）。姜黄素最显著的特征之一便是能够清除活性氧和氮自由基，抑制NF-κB的活化并可提升外源性代谢解毒酶活性，如谷胱甘肽转移酶和还原型辅酶Ⅱ（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-oxidase，NADPH）的活性。由于这些抗氧化特性，姜黄素可作为治疗脑缺血损伤的潜在药物。

大鼠CCAO模型制备成功后30 min腹腔注射姜黄素200 mg/kg，可减小梗死面积和水肿体积，并通过降低黄嘌呤氧化酶的活性，脂质过氧化及超氧自由基的产生而减弱缺血再灌注所造成的损伤[25]。而小鼠颅内血肿（intracerebral hemorrhage，ICH）模型制备成功后腹腔注射姜黄素150 mg/kg同样可以改善小鼠脑出血损伤和减少脑组织水肿；缓解神经功能缺失[26]。

姜黄，作为食品调味剂及着色剂被广泛应用，在啮齿类动物缺血模型中也观察到明确的神经保护作用，具有开发成保健品及神经保护药物的潜力。

1.5 其他植物提取物/多酚 除以上几种已被广泛关注的植物多酚外，越来越多的研究已经开始关注不同来源多酚的抗氧化特性，重点关注其抗脑缺血神经保护作用。研究内容从药物到普通水果都有，如蓝莓生物制品。

槲皮素又名栎精，存在于许多植物的花、叶、果实中，多以苷的形式存在，主要用作抗氧化剂及天然染料。在大鼠MCAO及CCAO模型中，缺血前30 min或缺血后3 d腹腔注射30～50 mg/kg槲皮素，抑制微血管通透性，抑制白细胞附着力以及活性氧形成；减小梗死面积，改善神经功能障碍；抑制神经元丢失；降调p53表达；上调抗氧化状态；下调硫代巴比妥酸水平，抑制MMP-9的上调；降低血脑屏障通透性和脑水肿；改善海马CA1区空间记忆障碍及神经元损伤[27-29]。

汉黄芩素（5，7-二羟基-8-甲氧基黄酮）是黄芩中提取的植物黄酮，具有神经保护作用。实验研究表明，汉黄芩素抑制iNOS而抑制NO产生，同时它也是环氧化酶2的直接抑制剂[30-31]。大鼠CCAO模型及MCAO模型缺血前30 min和缺血后4 h腹腔注射汉黄芩素20 mg/kg，可减少海马神经元细胞迟发性死亡，减少海马区iNOS的释放，减小梗死面积，改善神经行为学缺失，降低TUNEL阳性细胞数，降调NAD水平[30，32]。

自大豆中提取的金雀异黄酮，也是一种植物雌激素，作为抗氧化剂和蛋白质-酪氨酸激酶抑制剂广泛应用。大鼠MCAO模型中，缺血前连续14 d口服金雀异黄酮500 ppm可显著减小梗死面积[33]。小鼠MCAO模型中，缺血前连续14 d口服金雀异黄酮10 mg/kg，可减小梗死面积，改善神经缺失，抑制神经细胞凋亡，抑制活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）释放，增强SOD活性、GPX活性，改善线粒体功能异常[34]。沙鼠短暂性全脑缺血模型体内实验研究实验发现，缺血前30 min腹腔注射金雀异黄酮200 ng/kg阻断酪氨酸磷酸化和抑制海马CA1区的迟发性神经元死亡[35]。

石菖蒲提取物其中主要包括α细辛醚、β细辛醚和钩藤提取物等。大鼠MCAO模型制备成功后连续3周口服石菖蒲提取物100 mg/kg，可改善学习和记忆缺失，并保护海马、纹状体和皮层对抗氧化损伤[36]。

矮灌木蓝莓（狭叶越桔）含有高水平的多酚并且具有高抗氧化活性。大鼠CCAO模型制备前连续6周在饮食中添加14.3%的蓝莓，发现对海马CA1和CA2区有神经保护作用[37]。

在大鼠反复缺血模型中，缺血前连续21 d口服荞麦多酚600 mg/kg表现出对海马神经元死亡的保护，抑制谷氨酰胺的过量释放和NO上升，并改善学习和记忆功能缺失[27]。

在沙鼠短暂性脑缺血模型制备前连续7 d给予口服红参粉末，可缓解海马区迟发性神经元死亡以及改进空间学习能力[38]。证据表明，可能是通过抑制小胶质细胞活化而保护神经元[39-40]。人参的另一种成分，人参皂苷Rg1在沙鼠短暂性脑缺血模型中缺血后腹腔注射10 mg/kg具有改善神经功能异常、提升海马区新生细胞的存活率、改善血脑屏障功能以及抑制星形胶质细胞凋亡等功能[41]。

多酚具有预防和治疗脑缺血/再灌注损伤的潜力。虽然相关临床试验并未实施，但高多酚含量的膳食未见任何有毒或其他不良反应的报道。关于它们在人体中的生物利用率，吸收和代谢仍需要更多的研究，研究其在临床前以及临床中可能的作用机制尤其重要。不同提取物中的复合物可协同作用，因此在缺血性卒中治疗过程中使用多种多酚协同作用可能有更佳的效果。

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【点睛】

本文对植物多酚的神经保护作用及在缺血模型中应用进行综述，提出植物多酚在卒中治疗中的建议。