黄芪治疗心力衰竭的研究进展

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黄芪(Astragalus membranaceus)为豆科植物蒙古黄芪或荚膜黄芪的根，属于补虚类中药，味甘，性微温，归脾肺经，具有补气固表、利尿消肿、托毒生肌之功效[1]。近年来对其化学成分进行了研究，发现其对心血管疾病具有改善心肌细胞能量代谢，增强心肌收缩力，利尿，保护血管等作用[2]。心力衰竭是由各种心脏结构和功能性疾病所导致、病理生理过程不断进展的临床综合征。临床上在“虚劳”“咳喘”“怔忡”“水肿”等病证当中均可见到。有研究显示，黄芪及其提取物可以改善由于心力衰竭病程中心肌病变导致的收缩力降低，排血量不能满足机体代谢需要的状态，从而较好地发挥其治疗心力衰竭的作用[3]。

1 黄芪改善心肌细胞的能量代谢

心肌肥厚是后负荷增高以后心脏出现的代偿反应，目前认为这种代偿反应最终导致心脏出现心力衰竭。越来越多的研究证实衰竭心脏都存在心肌能量耗竭，事实上，能量代谢障碍是心力衰竭的重要标志之一[4-5]。心力衰竭的发展是由多种因素决定的，如线粒体功能紊乱、炎症因子、氧化应激等均可损伤心肌细胞，影响心肌细胞能量代谢。

正常健康的心脏中，心肌细胞的能量三磷酸腺苷(ATP)60%～90%来自脂肪酸的β氧化，剩余部分由葡萄糖和乳酸提供，和葡萄糖氧化相比，单位分子的脂肪酸彻底氧化后产生的ATP较多，但其要产生等量的ATP则会比葡萄糖多消耗10%的氧。心力衰竭时肥大的心肌细胞对底物的利用发生改变，即心肌细胞转变为优先利用葡萄糖，消耗更多的氧气。随着心肌肥厚的不断加剧，心脏的形态学也发生变化，呈现左心室肥厚，心肌的收缩与舒张功能也发生显著改变。黄芪甲苷是从黄芪当中提取出的一种皂苷类化合物，有研究证实，其可以增强心肌收缩力，改善心肌能量代谢，减少心肌细胞的凋亡，对异丙肾上腺素引起的心肌肥厚有保护作用[6-8]。

线粒体是ATP产生的主要场所，化学反应均在线粒体膜上进行。正常情况下，线粒体膜通透性转运(PTP)孔处于关闭状态，当线粒体膜电位(MMP)和细胞内外pH梯度变化时，PTP孔开放，Ca2+等释放入胞浆，线粒体内膜渗透载体消失，影响质子偶联的传递过程，最终MMP下降，而MMP的下降直接导致线粒体功能紊乱，并扩展到整个心肌细胞，引起电生理和机械功能紊乱。张晶等[9]报道的体研究结果显示，黄芪甲苷可以稳定线粒体膜电位，减少肥大心肌细胞中游离脂肪酸、乳酸的含量，平衡线粒体膜内外pH梯度，从而抑制PTP孔开放，为ATP的产生提供稳定的场所。安超等[10]利用体外细胞培养技术，利用血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)造成心肌细胞肥大模型，检测心肌细胞MMP下降，黄芪多糖和黄芪甲苷干预后MMP趋于正常，证实黄芪提取物可拮抗AngⅡ减低心肌细胞MMP的作用。贺永贵等[11]通过结扎大鼠冠状动脉建立心肌细胞缺血再灌注模型，实验过程中，发现黄芪甲苷在再灌注损伤的早期，可以通过防止mPTP孔开放，减轻再灌注过程中线粒体的肿胀、空泡化改变，防止心肌梗死面积的扩大，从而起到保护心肌细胞的作用。

肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)是具有多种效应的炎症因子，在正常细胞中不表达，这些炎症因子的产生和上调意味着对心肌损伤的内在应激[12]，目前认为TNF-α是诱导心肌肥厚的重要因子之一。顾洁莹等[13]体外常规培养原代乳鼠心肌细胞，2 d后应用TNF-α(25 μmol/L)建立心肌细胞肥大模型，黄芪甲苷高、中、低剂量分别干预48 h，检测结果显示黄芪甲苷高剂量组心肌细胞存活率升高、心房利钠肽(ANP)mRNA表达降低、IL-1β分泌降低更显著，表明黄芪甲苷能够抑制TNF-α诱导的乳鼠心肌细胞肥大并呈现剂量依赖性。

正常情况下，心肌细胞在正常氧化代谢过程中会产生少量的活性氧(ROS)，通过细胞内的防御机制(内源性ROS清除酶类和抗氧化剂)可以维持ROS产生和清除的平衡。但在一些损伤性因素，如缺血缺氧或炎症等作用下，ROS堆积会对细胞产生毒性作用。曹琼丹等[14]用高浓度葡萄糖(33.3 mmol/L)诱导心肌细胞损伤，黄芪甲苷组能明显提高细胞存活率，降低细胞内ROS、丙二醛(MDA)的含量，降低还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酶(NAPDH)的催化亚基的同源物NOX4表达，抑制高糖对乳鼠心肌细胞造成的氧化损伤。关鹏等[15]研究发现，在阿霉素诱导的心力衰竭大鼠模型中，黄芪多糖能明显增加大鼠血清和左心室超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低MDA含量，从而清除ROS，降低心肌细胞的氧化损伤。王世博等[16]用H2O2刺激PCI2建立氧化应激细胞损伤模型，再用黄芪甲苷干预，结果显示黄芪甲苷能够提高H2O2损伤的PC12细胞活力，降低细胞凋亡率，降低细胞内活性氧水平，从而证明黄芪甲苷对H2O2致PCI2细胞氧化应激损伤具有保护作用。

2 黄芪强心作用

黄芪可以加强心肌收缩力，改善左室收缩功能，提高左室射血分数。王丽显等[17]Meta分析结果显示，加用黄芪注射液组慢性心力衰竭病人左室射血分数明显高于常规治疗组，表明黄芪注射液治疗慢性心力衰竭临床有效，且无明显的不良反应。马淑骅等[18]利用普萘洛尔(心得安)诱导大鼠急性心力衰竭模型，待模型成功且稳定后，注射黄芪注射液(4 mL/kg)，药物干预后5 min、15 min、30 min、120 min分别检测左心室收缩压(LVSP)、 左室内压最大上升速率(+dp/dtmax)、心率(HR)等反映心功能的指标。结果显示：用药后5 min时，LVSP、+dp/dtmax显著升高，心肌收缩力增强，出现明显的正性肌力作用。但是黄芪注射液治疗心力衰竭的机制并未阐明。刘洋等[19]建立家兔离体心房灌流模型，给予黄芪水提物，观察发现家兔心房每搏输出量及心房搏动压较给药前明显增加，且呈现剂量依赖性，说明黄芪可以增加家兔心肌收缩力。Fu等[20]Meta分析结果显示，74%的研究表明黄芪注射液结合常规治疗优于常规治疗。

3 黄芪利尿作用

利尿药物可以增加肾脏排出溶质及水而增加尿量，治疗水肿。电解质紊乱是西药利尿药主要的不良反应，低钾和低钠血症尤其常见，中药的利尿作用较西药缓和，持久且安全，常用来治疗水湿壅盛的水肿、泄泻、癃闭等，黄芪为常用的利尿药物。有研究建立大鼠生理盐水负荷模型，再给予黄芪，观察6 h后大鼠的尿量，检测尿液pH值及其中Na+、K+、Cl-浓度，黄芪的利尿作用持久且稳定，表现在1 h～5 h，且其利尿作用对电解质的影响较小[21-22]。

黄芪可以通过提高肾小球滤过率改善水钠潴留。病理状态下尿液水通道蛋白(AQP-2)调节异常可导致集合管对水的重吸收障碍，尿液生成障碍，肾脏AQP-2基因表达增加在慢性充血性心力衰竭的水潴留中发挥作用[23]。刘少军等[24]在肾病综合征水钠潴留大鼠模型中，给予黄芪后，观察到大鼠肾脏AQP-2mRNA表达明显上升，血钠降低，高血渗状态改善，尿钠提高，尿量增加。

在尿液的生成过程中体液调节起到重要作用。心房利钠肽(ANP)、血浆醛固酮(ALD)是重要的体液调节因子。ANP具有强大的利钠、利尿、抑制肾素释放和ALD分泌的作用，ALD主要促进水的重吸收。张永娜等[25]给予盐水负荷模型黄芪注射液，测定血浆中ANP含量增加，ALD减少，表明黄芪的利尿作用与升高血浆中ANP、降低ALD含量有关。

4 黄芪对血管的保护作用

黄芪对主动脉具有内皮依赖性血管舒缩双相作用[26]。其舒张机制可能为激活血管内皮细胞一氧化氮-鸟苷酸环化酶途径；而其收缩机制可能为促进血管内皮合成内皮素。有研究证实，在完整的离体血管环中，黄芪甲苷可以抑制苯肾上腺素和氯化钾引起的大鼠动脉血管收缩，减少氯化钾引起的钙内流和苯肾上腺素引起的内钙释放，表明其改善内皮血管舒张功能主要是通过内皮依赖的一氧化氮-环磷酸鸟苷(NO-cGMP)途径[27-28]。

异丙肾上腺素可以诱导细胞产生大量的超氧阴离子，超氧阴离子的过量堆积损伤平滑肌和血管内皮细胞，平滑肌功能受损则会导致血管的收缩与舒张功能障碍；内皮细胞受损到一定程度则脱落进入外周血，引起一系列炎症因子，如核转录因子(NF-κB)p65、Cu/ZnSOD等表达升高。有报道显示，黄芪甲苷能够清除超氧阴离子，降低主动脉血管中NF-κB p65、Cu/ZnSOD等基因含量的表达，证实黄芪甲苷可能是通过减少氧化应激和炎症反应保护血管的平滑肌和内皮细胞的功能[29]。

血管紧张素Ⅱ是已知最强的缩血管活性物质之一，Ang1～7是由血管紧张素酶转换剂将AngⅡ羧基末端的苯丙氨酸裂解而生成，具有强大的舒张血管作用，能对抗AngⅡ的缩血管作用。杨丽丽等[30]建立两肾一夹(2K1C)高血压大鼠模型，药物干预后，发现黄芪治疗组AngⅡ浓度较模型组降低，裂解生成的Ang1～7发挥较好的舒张血管功能，有效的调节血压。

5 结 语

作为传统中药，黄芪的研究一直受到人们重视。黄芪的不同有效成分及其作用也被陆续开发，作为单味药，黄芪及其有效成分治疗心力衰竭疗效确切，不良反应小，延缓了心力衰竭的发展进程。黄芪也可以联合其他药物治疗心力衰竭，例如黄芪丹参饮、防己黄芪汤合真武汤、黄芪保心汤、黄芪注射液合参附注射液等治疗不同证型的心力衰竭。