葶苈子治疗心力衰竭的药理研究进展

曹雅雯，汤岐梅，侯雅竹，王贤良，赵志强，毛静远

葶苈子为十字花科植物播娘蒿Descurainia sophia( L.) Webb.ex Prantl.( DSW) 或独行菜 Lepidium apetalum Willd.( LAW) 的干燥成熟种子，前者习称南葶苈子，后者习称北葶苈子。本品辛、苦，大寒，归肺、膀胱经，具有泻肺平喘、利水消肿之功［1］。其始载于《神农本草经》:“味辛，寒，主癥瘕积聚，饮食寒热，破坚逐邪，通利水道”。张仲景所创葶苈大枣泻肺汤是这一功效的经典应用，该方至今常用于心力衰竭的治疗。葶苈子的成分包括硫苷类、异硫氰酸和芥子苷类、黄酮类、强心苷类、苯丙素类、有机酸类、脂肪油类及其他类等85 种化学成分［2］，黄酮类为其发挥功效的主要组成成分，其中槲皮素( quercetin，Que) 含量最高［3］。现代药理学研究表明，葶苈子及其有效成分具有利尿、正性肌力、抑制心室重构及保护心肌细胞等多种作用，现通过对葶苈子及其有效成分与心力衰竭相关的药理学研究进行总结，以期为葶苈子的合理使用和研究开发提供参考。

1 利尿作用

对存在液体潴留的心力衰竭病人，利尿剂是唯一能充分控制和有效消除液体潴留的药物，是各种有效治疗心力衰竭措施的基础［4］。张晓丹等［5］采用腹主动脉缩窄法制造慢性心力衰竭( chronic heart failure，CHF) 模型大鼠，予高、中、低剂量葶苈子灌胃，观察6 h排尿量及尿中 Na+、K+、Cl－浓度，结果显示葶苈子高、中剂量组能显著增加CHF 大鼠排尿量，且尿中Na+、Cl－排出量明显增加，高剂量组K+排出量明显减少，提示葶苈子利尿机制可能是通过抑制肾小管对Na+、Cl－和水的重吸收，促进Na+、Cl－和水的排泄。

2 正性肌力作用

葶苈子组成成分中强心苷类包括毒毛旋花子苷原、伊夫单苷、葶苈苷。吴晓玲等［6］发现葶苈子水提取物静脉注射0.2 mL/kg( 含生药2 g/mL) 能显著增加狗左心室收缩期压力、左心室内压最大上升速率( +dp/dtmax) 、每搏输出量、心脏指数、每搏功和每搏功指数、平均动脉压及冠状动脉流量，与静脉注射异丙肾上腺素10 μg /kg作用相似，但对心率、动静脉氧分压及动静脉氧溶解度未见明显影响，提示其具有正性肌力作用，但未增加心肌耗氧量。范春兰等［7］采用腹主动脉缩窄法制作CHF 大鼠模型，观察显示，葶苈子提取液对反映收缩功能的+dp /dtmax和对反映舒张功能的左室内压最大下降速率( －dp /dtmax) 改善情况显著，提示葶苈子可加强心肌收缩力，降低舒张末期容积和压力，改善心脏血流动力学，且其醇提液的作用优于水提液。

有研究采用阿霉素及狭窄肾上腹主动脉复制心力衰竭模型［8-9］，观察到葶苈子水煎液可显著降低血液中脑钠肽( BNP) 、肌钙蛋白 I( cTnI) 、血管紧张素Ⅱ( AngⅡ) 、醛固酮( ALD) 水平，提高左室射血分数( LVEF) 和短轴缩短率( FS) ，具有明显的抗心力衰竭作用，其中葶苈子20%乙醇组分、葶苈子水部位组分是其发挥抗心力衰竭作用的有效部位。有研究观察到葶苈子能增加心输出量、脉压、环磷酸腺苷( cAMP) 水平，同时减少心钠肽( ANP) 分泌，呈剂量依赖性［10］。葶苈苷是一种已知的葶苈子洋地黄类组成成分，可增加每搏输出量和脉压，而不改变cAMP 水平和ANP 分泌。由此推断葶苈子的正性肌力作用是由于洋地黄类成分——葶苈苷的作用，而非增加cAMP 水平。

3 抑制心室重构

心室重构是心力衰竭发生发展的基本机制，重塑过程与心肌细胞生物学功能、心肌细胞和细胞外基质改变等密切相关。

3.1 抑制心肌肥厚 心肌肥厚是心脏长期负荷过重时的一种慢性代偿机制，已有研究发现，Ca2+与氧自由基在心肌肥厚的发生和发展中起着重要作用［11］。槲皮素可明显降低异丙肾上腺素或狭窄腹主动脉所致心肌肥厚大鼠的心肌过氧化脂质( LPO) 含量，增加超氧化物歧化酶( SOD) 活性，降低心肌Ca2+和主动脉Ca2+含量，从而抑制心肌肥厚的发展［12-14］。蛋白激酶 C( PKC) 、络氨酸蛋白激酶( TPK) 作为介导心肌肥厚的信号分子，参与心肌细胞的增长。槲皮素( 1 ～100 μmol/L) 通过抑制 PKC、TPK 活性，从而抑制 AngⅡ致培养乳鼠心肌肥厚的发展［15］。槲皮素( 20 μmol/L 和40 μmol/L) 可明显降低 AngⅡ( 100 nmol/L) 可诱导原代新生大鼠心肌细胞和培养的H9c2 心肌细胞表面积和半胱天冬酶样、胰蛋白酶样活性，提示槲皮素可能通过抑制蛋白酶体活性减轻心肌细胞肥大［16］。Western blot 检测结果显示，槲皮素能使 p-GSK-3α、p-GSK-3β和p-Akt 水平明显下降，推测槲皮素减轻心肌细胞肥大机制，可能与下调 Akt 活性而升高 GSK-3α /β 活性有关。另有研究通过RT-PCR 方法结合图像分析技术，发现槲皮素75 mg /kg 和150 mg /kg 能降低腹主动脉狭窄心肌肥厚模型大鼠心肌和左心室重量，增加大鼠心肌P53 mRNA 表达，提示槲皮素抗心肌肥厚作用与增加大鼠心肌P53 mRNA 表达有关［17］。

3.2 抑制细胞外基质的改变 基底膜、充满心肌的纤维胶原蛋白网络、蛋白多糖和黏多糖及生物活性的信号分子共同组成心肌基质。心力衰竭时，细胞外基质变化主要是胶原沉积和纤维化［18］。

3.2.1 抑制胶原沉积 有研究显示，葶苈子水提液可抑制心肌细胞肥大，减小左心室心肌细胞横断面面积，降低间质和血管周围胶原沉积，从而改善心室重构大鼠心肌结构［19］。葶苈子水提物通过抑制压力负荷性心室重构大鼠羟脯氨酸( Hyp) 及左心室心肌Ⅰ型、Ⅲ型胶原蛋白含量，减少神经内分泌因子血浆cAMP、AngⅡ、内皮素-1( ET-1) 、ALD 生成，从而抑制心肌肥大、心室重构［20-21］。

3.2.2 抑制心肌细胞纤维化 汤蕾等［22］发现酪氨酸蛋白激酶抑制剂协同槲皮素可显著抑制新生大鼠心肌成纤维化细胞增殖。相关研究表明，槲皮素对AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞( CFB) ，在 10 ～40 μmol/L 浓度范围内可明显抑制心肌成纤维细胞增殖和胶原蛋白合成增加，同时升高SOD 含量、降低丙二醛( MDA) 活力及 ColⅠ、TGF-β1 蛋白的 mRNA 表达，从而延缓心肌纤维化的发展［23］。槲皮素通过MARK 信号通路明显降低心肌成纤维细胞中ERK、p38 及JNK 的磷酸化水平，从而显著抑制H2O2诱导的心肌成纤维细胞MAPKs 活化［24］。

4 保护心肌细胞

4.1 对缺血心肌细胞的保护 心肌缺血导致的心肌细胞死亡，不仅有心肌细胞坏死，还有细胞凋亡的参与，而天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白酶-3( caspase-3)在细胞凋亡过程中处于核心位置［25］。采用结扎大鼠左冠状动脉前降支起始点制作心肌梗死模型前5 min静脉注射槲皮素0.2 mg /kg，可明显降低缺血心肌细胞caspase-3 活性［26］，对缺血心肌起到保护作用。

在炎症、损伤、缺氧等刺激下，血管内皮、心肌内膜、血管平滑肌细胞及心肌可合成、释放多种内源性保护物质，这些内源性保护物质通过自分泌和旁分泌形式作用于靶细胞上受体，通过不同机制和途径保护心血管系统［27］。槲皮素 50 mg/kg、100 mg/kg 及 200 mg/kg可通过增强SOD 活力、降低一氧化氮合酶( NOS) 活性、抑制p53 蛋白表达对阿霉素致小鼠心肌损伤起到保护作用［28］。槲皮素-3-葡萄糖苷可显著降低急性心肌缺血小鼠心肌组织 MDA 含量，升高乳酸脱氢酶( LDH) 、谷胱甘肽过氧化物酶( GSH-Px) 及SOD 活性，并升高一氧化氮( NO) 水平，显著抑制缺血再灌注后血清MDA 含量的增加，减小心肌梗死面积，保护缺血心肌细胞［29］。

4.2 对心肌缺血-再灌注损伤的保护 心肌细胞受损伤时内源性保护系统首先发挥强大的抗凋亡和抗氧化作用［27］，结扎大鼠左冠状动脉前降支造成心肌组织缺血10 min，再通15 min，制作心肌缺血再灌注模型，以维拉帕米为对照，结果显示槲皮素可显著降低血清肌酸磷酸激酶( CPK) 活性，升高GSH-Px 和ATP 酶活性，从而增强心肌抗氧化损伤能力，增强能量代谢，减轻钙超载，保护缺血心肌［30］。槲皮素-3-葡萄糖苷能抑制异丙肾上腺素造成的小鼠心肌ST 段抬高，升高心肌组织LDH、SOD 及GSH-Px 活性，并同时降低心肌组织MDA含量［31］。 在 大 鼠 新 生 乳 鼠 心 肌 细 胞 原 代 培 养研究中，山柰酚或槲皮100 μg /mL、50 μg /mL、25 μg /mL、12.5 μg/mL 均可降低缺氧复氧损伤后心肌细胞LDH漏出率，且呈浓度依赖性［32］。槲皮素预处理组血清MDA、激酸肌酶同工酶( CK-MB) 、cTnI、白细胞介素 6( IL-6) 和肿瘤坏死因子 α ( TNF-α) 含量显著降低，SOD、GSH-Px、心肌肌浆网钙泵( SERCA) 活性显著升高，且明显缩小梗死面积［33］。

近来研究发现，PKC 各亚类在调节细胞增殖、分化及凋亡的过程中发挥不同作用。相关研究发现，槲皮素可明显上调心肌细胞PKCε 蛋白表达水平，并显著提高细胞存活率，降低培养液LDH 活性，减少ROS及脂质过氧化产物MDA 产生，增强SOD 和GSH-Px 活性，维持线粒体膜电位，抑制mPTP 开放，减少细胞凋亡［34-35］。经槲皮素和 PKCε 抑制剂 εV1-2 预处理后，槲皮素的上述保护作用均明显减弱或消失。同时Western Blotting 结果可见槲皮素可上调心肌细胞PKCε 蛋白表达水平，从而改善缺氧/复氧对心肌细胞的损伤。

4.3 保护血管内皮细胞 有研究显示，槲皮素 5 μmol/L、20 μmol/L 和 80 μmol/L 均可减少过氧化氢损伤的血管内皮细胞释放乳酸脱氢酶、内皮素，促进过氧化氢损伤血管内皮细胞释放前列环素，且随着药物浓度增加，其细胞损伤程度逐渐减轻，同时减轻过氧化氢对血管内皮细胞线粒体的损伤，但对血管内皮细胞形态学无明显影响［36］。

5 小 结

中医学认为，心肺同居上焦，心主血，肺主气。心主血脉，上朝于肺，肺主宗气，贯通心脉，血的运行虽为心所主，但须依赖肺气的推动，两者相互配合，才能保证气血的正常运行，维持机体各脏腑组织的新陈代谢。葶苈子归肺、膀胱经，能泄肺而下行，调节水液代谢，行水而消痰，具有泻肺平喘、利水消肿之功，故而对心力衰竭咳喘、水肿等症具有良好的临床疗效。现代药理学研究表明，葶苈子及其提取物具有利尿、正性肌力、抑制心室重构、保护心肌细胞等作用，因其组成成分多样化，作用机制具有多途径、多靶点、多效应特点。如何提取有效成分的组合以发挥有效的治疗心力衰竭作用，是值得深入研究的课题。