中医药对脑缺血再灌注损伤保护的实验研究进展

皮建彬，刘 轲，张怀亮，赵 敏，高剑峰，刘昱言

(1.河南中医学院2014级硕士研究生，河南 郑州 450046； 2.河南中医学院第一附属医院脑病医院，河南 郑州 450000； 3.河南中医学院基础医学院，河南 郑州 450046；4.河南中医学院第三附属医院脑病科，河南 郑州 450008)



·综 述·

中医药对脑缺血再灌注损伤保护的实验研究进展

皮建彬1，刘 轲2，张怀亮2，赵 敏2，高剑峰3，刘昱言4

(1.河南中医学院2014级硕士研究生，河南 郑州 450046； 2.河南中医学院第一附属医院脑病医院，河南 郑州 450000； 3.河南中医学院基础医学院，河南 郑州 450046；4.河南中医学院第三附属医院脑病科，河南 郑州 450008)

从脑缺血再灌注后炎性因子的释放、细胞内钙离子超载、自由基生成、一氧化氮脑神经毒性、兴奋性氨基酸释放增加、神经细胞凋亡等6个方面，阐述了中药单体和复方对其损伤干预的实验研究现状并对现存的问题予以讨论。综述文献可知，部分中药单体和复方对脑缺血再灌注损伤具有保护作用。此结论对于进一步研究中医药在该方面的作用机制及开发新药有一定意义。

中医药；脑缺血再灌注损伤；实验研究；综述

脑血管疾病(cerebrovascular disease，CVD)是中老年人的常见疾病，具有高发病率、高病死率、高致残率、高复发率等特点，是目前导致人类死亡的三大主要疾病之一，其中以缺血性脑卒中最为多见[1]。目前认为：尽早恢复脑缺血、缺血半暗带区的血液供应，以及挽救濒死的神经细胞是治疗缺血性脑卒中的关键。

研究[2]表明：脑血流中断后再灌注在恢复缺血脑组织的血液供应、挽救濒死的神经细胞的同时，对神经细胞产生一个快速的级联反应损伤，通过复杂的环节共同作用，脑组织损伤进一步加重，最终导致神经细胞凋亡或坏死，即脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia-reperfusion injury，CIRI)。CIRI是一个快速的级联反应，这个级联反应包括许多环节，如炎性相关因子释放、细胞内钙离子超载、自由基生成、一氧化氮脑神经毒性、兴奋性氨基酸释放增加、神经细胞凋亡等[3]。笔者就近年来中医药在防治脑缺血再灌注损伤方面取得的成果综述如下。

1 对相关炎性因子的抑制

脑缺血/再灌注(ischemia/reperfusion，I/R)过程中炎症反应对神经元的损伤起了重要作用。脑I/R后，可激活相关转录因子调控的炎症基因表达，导致肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6、IL-8、血管黏附分子-1(VCAM-1)、血小板激活因子和补体活化产物等物质表达增多，它们相互影响，互为因果，共同构成了脑组织炎性反应的级联放大网络。其中炎性因子TNF-α被认为是全身炎性反应的始动介质，可直接减退血管内皮细胞功能，增加血管通透性，降低循环阻力，并诱导IL-1β、IL-6等细胞因子及VCAM-1的瀑布样释放，引起正反馈式的炎性级联反应，加重脑I/R损伤[4]。臧春柳等[5]采用夹闭双侧颈总动脉法制备脑I/R模型(缺血2 h，再灌注24 h)，将小鼠随机分为模型组、复方菖蒲益智汤(赤芍、石菖蒲、黄连、郁金、川芎、丹参、当归、茯苓、泽泻、益智仁、地龙)治疗组和假手术组，再灌注前30 min给予腹腔注射给药，再灌注24 h后断头取脑检测相应指标，结果复方菖蒲益智汤组小鼠血清中IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α表达水平明显降低，对炎症反应有抑制作用。姚明江等[6]采用通络清脑注射液(黄芩苷、栀子苷、三七总皂苷)干预局部脑I/R大鼠模型，研究发现通络清脑注射液能显著抑制TNF-α及IL-6的释放，具有神经功能保护作用。李冬梅等[7]通过研究发现，芍药苷能减少IL-1β、TNF-α含量，表明芍药苷可下调脑组织中炎症因子的表达、减轻脑组织炎症反应，起到神经保护作用。戴凌燕等[8]通过采用姜黄素干预全脑I/R模型，发现姜黄素组能显著降低TNF-α水平，减轻由炎症反应带来的损伤。

2 对细胞内钙离子(Ca2+)超载的抑制

CIRI后出现Ca2+含量增加是因为细胞外Ca2+通过被动扩散进入细胞内、钠通道开放带入少量Ca2+、胞内储存Ca2+的释放过多。Ca2+含量超出神经元的调节能力时引起钙超载。钙超载通过引起线粒体膜损伤、促进膜磷脂分解引起细胞肿胀、引起脑血管痉挛加重脑缺血等，使CIRI进一步加重，是各种有害因素致神经元死亡的最后共同通路[9]。因此，抑制细胞内Ca2+超载是治疗CIRI的重要环节。杨勇等[10]采用线栓法制备脑I/R模型，参附注射液(人参皂苷、乌头碱类生物碱)治疗组于造模成功后立即给药(10 μL/g)，缺血1.5 h、再灌注24 h后断头取脑，结果参附注射液能通过阻滞Ca2+通道，稳定细胞内Ca2+，对损伤的脑组织起到保护作用。王海波等[11]实验证实：补阳还五汤不仅能降低脑组织Ca2+含量，还能使Na+、K+、Mg2+含量增加，起到神经保护作用。张现涛等[12]以银杏叶内酯N(GN)干预脑I/R模型，发现GN治疗组皮层神经元Ca2+明显下降，表明GN能够抑制皮层中Ca2+含量，具有脑缺血再灌注损伤的保护作用。杨克红等[13]以姜黄素干预脑I/R模型，发现姜黄素预处理能调节细胞的Ca2+内流及细胞内Ca2+释放，且能通过诱导结合蛋白的表达对细胞Ca2+含量产生稳定作用。

3 对自由基损伤和氧化作用的拮抗

自由基是指在电子轨道上存在的不配对电子的原子、分子或基因，在人体内广泛存在，包括氧自由基系列[超氧阴离子(O2-)、羟自由基(OH-)、过羟自由基等]和脂质自由基系列(烷自由基、烷基自由基、脂质过氧化物自由基等)。其中O2-性质极不稳定，可以不断生成新的活性氧，是诱发自由基连锁反应的启动环节，能与血浆超氧化物歧化酶(SOD)结合转变为水，保护神经细胞；OH-在自由基中则具有最大的危害，破坏细胞膜产生丙二醇(MDA)，最终导致细胞凋亡[14]。一般情况下，机体代谢损伤产生的自由基可被及时消除。发生脑缺血后，自由基清除酶的活性随之降低，大量自由基急剧产生，蛋白质发生降解，随之发生核酸断裂，线粒体变性崩解等反应[15]。因此，CIRI后处理的重要保护机制是抑制氧自由基的堆积，维持活性氧清除系统的平衡。任弋等[16]采用脑脉利颗粒(益母草、三七、黄芪、姜黄、川芎、红花、丹参、赤芍、当归、白芍、川牛膝)干预MCAO法制备的大鼠脑I/R模型(缺血2 h、再灌注24 h)，结果脑脉利颗粒可降低MDA含量，增加SOD酶的活力，对脑组织损伤具有保护作用。胡文等[17]采用麝香醒脑滴丸(麝香、川芎、冰片、水蛭、丹参)干预大鼠脑I/R模型，结果麝香醒脑滴丸能通过降低脑组织中MDA的含量、提高SOD的活性清除过氧自由基来减轻脑组织病变程度。王晓丽等[18]通过研究发现，红花黄色素能提高大鼠脑I/R模型中SOD水平，降低MDA水平，保护大脑功能。黄菁菁等[19]证实隐丹参酮可使大鼠MDA含量下降，SOD活性升高，从而起到清除自由基、保护脑组织的功效。

4 对一氧化氮(NO)脑神经毒性的调控

NO是L-精氨酸在一氧化氮合酶(NOS)的作用下合成的一种具有多重生物学效应的气体分子，是血管内皮依赖性舒张因子的主要形式，在脑I/R中具有神经毒性和神经保护双重作用。NOS是合成NO的限速酶，有3种亚型：神经元型(nNOS)、内皮型(eNOS)和诱发型(iNOS)[20]。一方面eNOS诱导合成的适量NO可以通过扩张血管、抑制血小板聚集和黏附、改善组织器官的血液循环起到神经保护作用；另一方面iNOS催化生成大量的NO，通过损伤细胞蛋白质、核酸和脂肪膜，使细胞膜发生脂质过氧化，产生强大的神经细胞毒性作用[21]。崔晓雅等[22]采用MCAO法制备局灶性I/R模型，随机分为假手术组、缺血再灌注组、参芎化瘀胶囊(人参、川芎、土鳖虫、全蝎、制乳香、制没药、紫河车、龙血竭、五味子、石菖蒲、桑椹、郁金)预处理组。于术前7 d连续给药，缺血2 h、再灌注24h后断头取脑。结果显示：参芎化瘀胶囊可增强eNOS，减少iNOS蛋白表达，对脑I/R损伤起到保护作用。徐丽星等[23]研究发现心脑欣胶囊(红景天、枸杞子、沙棘)能降低脑内NO含量，降低NOS活力，起到神经保护作用。薛卫星等[24]实验发现香芹酚组可降低NO含量，从而起到对损伤脑组织的保护作用。王金翠等[25]采用血三七水煎液干预大鼠脑I/R模型，发现血三七水煎液治疗组能抑制NO生成，减轻脑神经毒性，发挥神经保护作用。

5 对兴奋性氨基酸神经毒性的抑制

兴奋性氨基酸(EAA)是中枢神经系统的兴奋性神经递质，主要包括谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)，存在于神经元突触末梢、神经元胞体和胶质细胞胞质中，负责在神经元之间传递信息，同时又是一种神经毒素，含量过高时会导致神经元损伤。脑缺血、缺氧时，神经元持续去极化，使Glu大量释放，干扰神经细胞的调节，导致神经元急性损害；同时，由于脑缺血后能量代谢障碍，ATP降解，对Glu重吸收机能衰竭，影响Glu再摄取，导致突触间隙Glu含量升高，产生兴奋性神经毒性[26]；因此，CIRI后应抑制EAA的升高。王灿等[27]通过采用MCAO法制备局灶性小鼠脑I/R模型，缺血10 min、再灌注60 min，观察脑脉舒康胶囊(西洋参、山楂、五味子、葛根、何首乌)组小鼠脑组织中Glu、EAA含量，发现脑脉舒康胶囊能显著降低脑组织中Glu、EAA含量，发挥脑保护的作用。周媛媛等[28]采用人参皂苷Rg1干预脑I/R模型，发现人参皂苷Rg1可降低Glu和Asp含量，表明人参皂苷Rg1可以通过减轻兴奋性氨基酸的神经兴奋毒性改善大鼠脑I/R后脑组织功能损伤。李冬梅等[29]通过研究证实芍药苷能降低脑组织Glu和Asp含量，降低EAA毒性，对脑组织起到保护作用。刘琼丽等[30]通过实验发现夜交藤提取物能有效控制大鼠脑组织内EAA含量，减轻神经中枢毒性作用。

6 对神经元凋亡相关基因的影响

大脑缺血、缺氧导致神经元迅速死亡过程包括两个方面：一是位于缺血中心区的神经细胞发生急性坏死，二是位于缺血半暗带区的神经细胞发生迟发性死亡(以凋亡为主要形式)。前者是不受控制的，后者则可被人工阻断。因此，脑神经保护的重点是抑制细胞凋亡、挽救濒死的神经细胞。凋亡因子Bcl-2家族在神经细胞凋亡过程中起关键作用，其可分为两大类：抑制细胞凋亡的Bcl-xL、Bcl-2等和促进细胞凋亡的Bak、Bax。其中Bax通过释放线粒体中的凋亡相关分子Apaf-1、激活胱冬肽酶(Caspase)从而促进神经元凋亡[31]。王佩佩等[32]采用线栓法法制备小鼠局灶性脑I/R模型(缺血2 h、再灌注24 h)，发现失荅剌治丸(柴胡、黑诃子、芦荟、延胡索、菖蒲、蕃盐、药西瓜、干姜、荜茇、胡椒、白芥子、芸香、巴豆)可促进Bcl-2表达，下调Bax表达，减少神经元凋亡，起到神经保护作用。许幸仪等[33]通过实验发现益肾通络中药复方(黄芪、杜仲、当归、桑寄生)能明显降低细胞凋亡数量，对大脑起到保护作用。颜娟[34]通过采用大黄酚脂质干预小鼠脑I/R模型(缺血2 h、再灌注24 h)，证实大黄酚脂质体治疗组可以下调Bax、Caspase-3表达，上调Bcl-2表达，能够减轻小鼠脑组织神经元凋亡数目。毛晓霞等[35]采用山楂叶总黄酮干预脑I/R模型，结果山楂叶总黄酮治疗组大鼠脑组织Caspase-3含量显著降低，表明山楂叶总黄酮能通过降低Caspase-3活化、减轻细胞凋亡途径，达到保护缺血再灌注损伤脑组织的作用。

7 问题与展望

综上所述，脑缺血再灌注损伤是一个多环节、多因素、多途径损伤的级联反应，病理生理机制呈现为一个动态过程。目前，关于中医药在CIRI干预方面的研究已取得一定的成效，为CIRI保护奠定了一定的理论基础；但仍存在着一些问题。首先，CIRI机制复杂，由多种因素共同作用，但现阶段研究多从单一机制方向研究，不能达到满意的效果；其次，中药单体和复方主要是通过益气活血、通经活络等功效多靶点、多环节、多层次发挥作用，但中药特别是复方制剂所含有效成分部位复杂，具体是哪些有效成分、部位起作用，对主要有效成分部位的作用机制研究还不够深入；最后，中医药对CIRI的实验研究多以预防性给药为主，脑缺血后不同时间段给予药物治疗的不同疗效记载偏少，对探明有效治疗时间窗内应用中药的疗效方面有一定的不足。随着现代科技的进步，尤其是医学分子生物学技术的不断拓展，在中医药对脑CIRI保护的机制中，从整体水平对机制深入研究，多种机制联合、多靶点治疗干预CIRI，制订更多能反映中医证治特点的实验方案以及明确用药时间，探明有效时间窗，将是未来此领域研究必须关注的内容。

[1]贾建平.神经病学[M].6版.北京:人民卫生出版社,2009:171-175.

[2]韩江全,吴俊雄.脑缺血再灌注损伤机制的研究进展[J].内科,2011,6(6):523-526.

[3]朱贤富,王振华.脑缺血/再灌注损伤机制的研究现状[J].医学综述,2010,16(18):2786-2788.

[4]WONG CH,CRACK PJ. Modulation of neuro-inflammation and vascular response by oxidative stress following cerebral ischemia-reperfusion injury[J].Curr Med Chem,2008,15(1):1-14.

[5]臧春柳,田军彪,崔媛,等.复方菖蒲益智汤对脑缺血再灌注损伤小鼠小胶质细胞的影响[J].中国老年学杂志,2015,35(3):715-717.

[6]姚明江,张鹏,杨斌,等.通络清脑注射液对大鼠脑缺血再灌注致脑水肿的影响[J].中华中医药杂志,2015,30(3):717-721.

[7]李冬梅,徐丽,张红果,等.芍药苷对脑缺血再灌注模型沙土鼠脑组织炎症反应因子的影响[J].中国药房,2015,26(1):56-58.

[8]戴凌燕,程碧环,李军.姜黄素对大鼠脑缺血-再灌注损伤的影响及机制[J].中药材,2015,38(2):346-351.

[9]王光胜,耿德勤.脑缺血/再灌注损伤机制研究进展[J].医学综述,2011,17(24):3753-3756.

[10]杨勇,任长虹,吴晓丹,等.参附注射液对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制研究[J].天津中医药,2014,31(7):436-439.

[11]王海波,裴士柱, 邸学.补阳还五汤对小鼠脑组织Na+、K+、Mg2+、Ca2+元素影响的研究[J].辽宁中医药大学学报,2013,15(7):88-89.

[12]张现涛,梁军,刘红霞,等.银杏叶内酯N对实验性大鼠脑缺血再灌注损伤的保护[J].中国实验方剂学杂志,2012,18(1):141-144.

[13]杨克红,刘浩,吴华璞,等.姜黄素预处理对大鼠脑缺血/再灌注损伤的保护作用[J].中国药理学通报,2013,29(10):1432-1435.

[14]梁庆.脑梗死缺血/再灌注损伤机制的研究进展[J].医学理论与实践,2014,27(24):3263-3265.

[15]薛新宏,赵小明,彭延波,等.雌激素联合依达拉奉对大鼠脑缺血再灌注的神经保护作用[J].河北医药,2013,35(3):325-327.

[16]任弋,苏梅,郑静,等.脑脉利颗粒对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制[J].中国药科大学学报,2015,46(1):100-104.

[17]胡文,尹艳艳,王玉婵,等.麝香醒脑滴丸对脑缺血再灌注损伤的保护作用[J].安徽医药,2015,19 (1):39-42.

[18]王晓丽,王毅,张赛,等.红花黄色素对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用[J].中华使用诊断与治疗杂志,2014,28(1):12-14.

[19]黄菁菁,冯美江.隐丹参酮对老年大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及机制研究[J].亚太传统医学,2014,10(23):4-7.

[20]ITO Y,OHKUBO T,ASANO Y, et al. Nitric oxide production during cerebral ischemia and reperfusion in eNOS and nNOS knockout mice[J].Curr Neurovasc Res,2010,7(1):23-31.

[21]JUNG JE,KIM GS,CHEN H, et al .Reperfusion and neurovascular dysfunction in stroke:from basic mechanisms to potential strategies for neuroprotection[J].Mol Neurobiol,2010,41(2/3):172-179.

[22]崔晓雅,刘斌,陈晓艳,等.参芎化瘀胶囊预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤后一氧化氮合酶亚型表达的影响[J].世界科学技术-中医药现代化,2014,16(7):1552-1557.

[23]徐丽星,尹竹君,张国清,等.心脑欣胶囊对小鼠脑缺血的保护作用[J].中国新药杂志,2014,23(15):1801-1805.

[24]薛卫星,魏礼洲,韩福新,等.香芹酚通过降低一氧化氮水平防治大鼠脑缺血/再灌注损伤的研究[J].中南药学,2014,12(2):109-112.

[25]王金翠,胡雄彬,唐甜甜,等.血三七水煎液对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的保护作用[J].现代药物与临床,2014,29(32):227-230.

[26]KOIZUMI H,FUJISAWA H,SUEHIRO E, et al. Neuroprotective effects of ebselen following forebrain ischemia:involvement of glutamate and nitric oxide[J].Neurol Med Chir,2011,51(5):337-343.

[27]王灿,王琳琳,苗明三. 脑脉舒康胶囊对沙土鼠脑缺血再灌注损伤的影响[J].中华中医药杂志,2014,29(7):2352-2355.

[28]周媛媛,李超彦,李立.人参皂苷Rg1对老龄脑缺血再灌注损伤大鼠脑功能的保护及谷氨酸、天冬氨酸含量的影响[J].中国老年学杂志,2014,34(23):6738-6739.

[29]李冬梅,车薇,李霞,等.芍药苷对脑缺血再灌注沙土鼠ATP酶和兴奋性氨基酸的影响[J].中国药物警戒,2014,11(12):717-720.

[30]刘琼丽,黄信全,易继涛,等.夜交藤提取物对大鼠完全性脑缺血再灌注损伤保护作用的研究[J].临床和实验医学杂志,2014,13(18):1481-1483.

[31]HARRIS MH, THOMPSON CB. The role of the Bcl-2 Family in the regulation of outer mitochondrial membrane permeability[J].Cell Death Differ,2000,7(12):1182-1191.

[32]王佩佩,贺晓慧,王晓丽,等. 失羂剌知丸对脑缺血大鼠再灌注Bcl-2和bax蛋白表达的影响[J].辽宁中医杂志,2015,42(2):418-420.

[33]许幸仪,肖炜,王春雷,等.益肾通络中药复方对IR大鼠神经功能缺损及脑神经细胞凋亡的影响[J].四川中医,2013,31(7):37-38.

[34]颜娟.大黄酚脂质体对小鼠脑缺血再灌注损伤的神经保护作用及机制研究[D].石家庄:河北医科大学,2014.

[35]毛晓霞,夏爱华,吴晓光,等.山楂叶总黄酮对脑缺血再灌注损伤大鼠神经元凋亡和c-fos,C-jun表达的影响[J].中国实验方剂学杂志,2015,21(2):174-177.

(编辑 陶 珠)

1001-6910(2016)11-0077-04

R543

B

10.3969/j.issn.1001-6910.2016.11.31

刘轲，内科学博士，教授，主任医师，硕士研究生导师，15136196757@163.com

2016-02-22；

2016-07-06