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缺血性脑损伤是危及中老年人生命健康的临床常见疾病,致残率高及致死率高,发病机制复杂,可引起人体多种病理生理改变,严重威胁着人类的健康,是我国重点防治疾病之一。近年来随着国家对中医药政策的不断完善和中医药研究的不断深入,越来越多的研究人员致力于中药及中药复方在缺血性脑损伤中的研究,并取得了一定成果,多种中药及中药复方在缺血性脑损伤中具有显著疗效。如当归、川芎和红花等中药已广泛应用于实验及临床研究,在缺血性脑损伤中的药效显著。当归甘补辛散,具有补血活血、行瘀消肿、调经止痛的功效;红花味辛行散,能够活血通经,祛瘀止痛;川芎为血中气药,可“上行头目,下调经水,中开郁结”具有活血止痛的功效,当归、川芎、红花三药配伍可发挥活血通络、祛瘀止痛的功效,且由其组成的复方当归注射液(compound angelica injection,CAI)在临床上应用已久[1-2]。
本研究对当归、川芎、红花三味药在缺血性脑损伤中的应用进行总结,并探讨其配伍的复方CAI在缺血性脑损伤中的潜在治疗作用,为后续的实验及临床研究提供理论依据。
当归为伞形科植物当归(Angelica sinennsis Oliv Diels)的干燥根,运用于传统中药处方中已有上千年的历史,其性温,味甘、辛,善于补血和血,调经止痛,润燥滑肠,主治月经不调、经闭痛经、风湿痹痛、跌扑损伤、痈疽疮疡等[3]。
当归的化学成分较多,主要包含水溶性的阿魏酸,脂溶性的藁本内酯和当归多糖等,是发挥药效的有效成分[4-5]。当归在现代临床上常作为补药、造血剂和抗炎剂,应用于妇科、免疫系统、心脑血管等疾病[6]。已有文献报道中药当归及其有效成分对缺血性脑损伤有保护作用,本研究主要介绍其在缺血性脑损伤中的应用。
当归及其有效成分在缺血性脑损伤中的药理作用,当归在治疗缺血性脑损伤中已取得了较好的疗效。在大脑缺血区可通过促进微管相关蛋白(MAP-2)和生长相关蛋白(GAP-43)的表达及修复相关蛋白细胞周期素(DI期)[7-8],以减少大脑缺血区的细胞凋亡,因此对缺血脑损伤具有保护作用。当归有效成分藁本内酯和当归多糖可以通过降低丙二醛(MDA)、增加谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)减轻氧化应激对缺血大脑的损害[9-10]。通过TUNEL和免疫组化染色研究发现,藁本内酯可在缺血区大脑皮层中增加抗凋亡基因Bcl-2和抑制凋亡基因Bax表达进而保护脑损伤[9]。在大鼠局灶性脑缺血实验中,当归多糖可通过增加大脑皮质缺血区微血管数目并改善缺血区的血流量,进而发挥缺血区的脑保护作用[11]。
阿魏酸是当归的组成成分,具有抗炎活性,可用于清除自由基。在局灶性脑缺血实验中,阿魏酸具有抗氧化抗炎的神经保护作用[12-14]。在线栓法制备的大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型中,阿魏酸可抑制缺血神经元产生氧自由基[15],调节缺血区影响细胞增殖分化、凋亡和信号转导的蛋白磷酸酶2A表达[16],进而抑制缺血性脑损伤。研究显示,阿魏酸可通过MEK/ERK/p90RSk信号通路,改善MCAO引起的抑制p90RSk和Bad磷酸化水平,并通过TUNEL染色法证明阿魏酸可减少脑梗死区域和缺血区的细胞凋亡[17],阿魏酸还可以抑制受损海马钙蛋白的减少和氧化应激反应[18],从而保护神经细胞。
川芎为伞形科植物川芎(Ligusticum chuanxiong Hort)的干燥根茎,川芎为中医常用的活血化瘀药,性温,味辛,具有活血行气、祛风止痛的功效[3],为“血中之气药”,常用于胸、胁、腹等诸痛证,临床上广泛应用于心脑血管疾病[19]。
当归和川芎存在共同的有效成分如藁本内酯、阿魏酸等,因此在治疗月经不调、痛经、疮疡肿痛上有着相似的功效。此外川芎中还含有生物碱、川芎嗪和酚类物质[20],长期以来对川芎的研究主要在川芎嗪和阿魏酸上,在当归部分已对阿魏酸在缺血性脑损伤中的药理作用进行介绍,下面主要介绍川芎嗪在缺血性脑损伤的保护作用。
川芎中的有效成分在缺血性脑损伤中的药理作用, 川芎嗪为一种小分子化合物,易透过血脑屏障,对多种缺血性脑损伤具有保护作用[19]。在体外模拟脑缺血损伤研究中发现,川芎嗪可促进内皮细胞的增殖与迁移,并且增加内皮细胞生长因子的分泌,进而为缺血性脑损伤的治疗提供新的研究思路[21]。通过建立MCAO模型和细胞培养的拟缺血缺氧损伤模型证实,川芎嗪不仅可以改善神经功能、抑制凋亡基因表达、减小脑梗死面积和脑水肿,川芎嗪还可增加SOD和还原型谷胱甘肽(GSH)的活力,降低MDA的表达水平,表现为显著的抗氧化损伤作用[22]。实验研究表明,川芎嗪可有效清除活性氧自由基并调节NO的产生,防止亚硝酸盐对大脑的损害[23]。在脑缺血损害后神经元中的Bax mRNA表达增强,川芎嗪能够有效调节海马神经元Bax mRNA表达,从而抑制缺血神经元凋亡[24]。川芎嗪还可通过抑制缺血区细胞核内DNA核酸内切酶和凋亡相关酶Caspase8、Caspase9、Caspase3的活化,上调抗凋亡基因Bcl-xL的表达,抑制细胞凋亡[25]。在MCAO模型中已证实,川芎嗪可增加缺血区神经元的MAP-2表达,对缺血区神经元发挥脑保护作用有显著影响[26]。研究证实,TMP可通过多条途径发挥神经保护作用,川芎嗪可通过增加核因子E2相关因子2(Nrf2)和血红素加氧酶-1(HO-1)表达,抑制脑缺血引起的髓过氧化物酶(MPO)的表达,表现为抗氧化作用,川芎嗪还可抑制Akt、ERK等多种信号通路引起的炎症反应[27]。
红花为菊科植物红花(Carthamustinctorius L)的干燥管状花,具特异香气,其性辛温,微苦,有活血通经,祛瘀止痛的功效,为常用活血化瘀中药[3],用于治疗心脑血管疾病已有数千年的历史。
红花含有多种化学成分包括黄酮类、生物碱类、聚炔类等,其中主要的活性成分为红花黄色素(safflor yellow,SY)。SY中含量较高的有效成分为羟基红花黄色素A(hydroxysafflor yellow A,HSYA)[28]。红花中的有效成分在缺血性脑损伤中的药理作用, 已有研究显示红花具有神经保护作用,主要是抗氧化和抑制凝血酶原的产生。临床上应用SY治疗急性脑梗死病人,SY干预后检测到病人血小板活化因子明显减少,评估的神经功能缺损评分降低[29]。研究显示,在低血压诱导的缺血性脑损伤中,SY可通过抑制Caspase-3缺血损伤相关蛋白的表达,减少细胞凋亡,从而抑制缺血区神经元的凋亡[30]。通过对新生大鼠脑损伤区TUNEL染色显示,SY可抑制神经细胞的凋亡,促进APE/Ref-1病人存在于神经细胞的细胞核中,可修复受损DNA蛋白表达[31],对神经系统发挥保护作用。
在体外通过氧糖剥夺模拟缺血性脑损伤细胞实验中,结果显示HSYA可抑制兴奋性氨基酸受体的激活,抑制兴奋性氨基酸的神经毒性作用,保护海马神经元,发挥脑保护作用[32]。通过HSYA干预MCAO模型,检测HSYA对缺血大脑线粒体损伤的影响,实验证实,HSYA可显著减小MCAO引起的线粒体肿胀和减少MDA的含量,增加SOD和线粒体呼吸酶的活性,HSYA表现为抗脂质氧化和改善缺血大脑能量供应的脑保护作用[33]。在局灶性脑缺血损伤24 h后,实验证明HSYA可显著抑制缺血区脑组织中白介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子TNF-α(-α)的表达,缓解大脑皮层神经元的缺氧损伤,改善神经功能及脑梗死体积[34]。
通过对三味药在缺血性脑损伤中的保护作用论述, 发现三味药联合配伍有共奏活血通络、祛瘀止痛之功效。其配伍组成的复方当归注射液在临床上应用已久,有行气活血,化瘀止痛的功效,可以扩张周围血管,增加血流量,改善微循环[1]。
针对CAI的现代研究较少,近年来对CAI在心、脑血管和代谢系统疾病的研究逐渐增多。临床研究发现,运用CAI干预治疗的急性脑梗死病人血清维生素B12的水平明显高于对照组,具有很好的疗效,可提高急性脑梗死病人神经功能[35]。
CAI对缺血性脑损伤的实验研究,脑组织对氧需求较高,当发生脑缺血缺氧损伤后,由于得不到足够的能量供给,很快发生功能障碍。研究显示,小鼠在常压缺氧、减压缺氧、亚硝酸钠所致组织中毒缺氧、急性脑缺血和结扎双侧颈动脉的缺氧条件下,通过CAI治疗后小鼠的存活时间均有不同程度的延长,表现出良好的抗缺氧作用。降低缺氧损害,是治疗脑缺血发挥脑保护作用的关键[36]。
研究证明CAI对缺血性脑损伤具有保护作用。研究3种缺血模型,大脑中动脉结扎所致的大鼠局灶性脑缺血模型、结扎双侧颈动脉导致的大鼠脑损伤模型和花生四烯酸诱发的急性血栓性脑缺血模型[37],通过CAI干预治疗,结果证明CAI可增加缺血海马CA1区神经细胞数量和神经细胞内尼氏小体的数量,促进缺血区神经功能恢复,对缺血性脑损伤有神经保护作用。本课题组前期研究结果已证实,以CAI用于局灶性脑缺血损伤大鼠治疗7 d后,给药组脑梗死体积与神经功能均明显改善,脂质过氧化MDA含量有下降趋势[38]。与之前研究的三味药的结果相似,说明三味药组合后对脑缺血损伤具有明显的保护作用。
三味中药用于治疗脑血管疾病历史悠久且疗效显著。在脑保护作用中表现出显著的抗氧化和抑制自由基的作用,可通过多条信号通路抑制缺血区细胞凋亡和炎症反应,增加脑组织对缺氧环境的适应性,减小脑梗死面积。由此推测,CAI作为三味药的配伍应兼备各味药的治疗作用,具备治疗缺血性脑损伤疾病的潜力。
CAI对于缺血性脑损伤的研究尚处于初步探索阶段,对于其发挥脑保护作用的具体机制,目前尚未完全阐明,需要进一步的实验研究。有望为后续的临床和实验研究提供理论支持和参考,为临床缺血性脑损伤疾病的治疗提供新的思路。
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