中药及复方血管内皮细胞保护作用的研究进展

目前研究表明，血管内皮细胞损伤与严重危害人类健康的心血管疾病有密切联系，加强对血管内皮细胞功能损伤的逆转，是心血管疾病治疗领域的一个新的发展趋势。血管内皮细胞损伤参与多种心血管疾病发生发展的过程，血管内皮细胞不仅仅是血管的屏障层，而且可以产生和释放多种活性物质，维持正常血管功能和血液状态，控制白细胞黏附等。现代医学研究表明，中药对防治血管内皮损伤起重要作用[1]。现代研究认为各种血管内皮细胞的损伤可导致气血瘀滞类疾病，中药以及复方因其组方简练、止痛效果良好，一直为后世所推崇，在临床上得到广泛运用，积累了大量经验[2]。

1 血管内皮细胞的生物学研究

血管内皮细胞是覆盖在血管内腔表面的连续单层扁平细胞，介于血流和血管壁之间。正常成人约有1×1012个血管内皮细胞，血管内皮细胞具有屏障作用，同时具有重要的内分泌和物质转运功能，可合成和释放多种内皮衍生的血管活性因子[3]。血管内皮细胞已经被证明含有细胞质的细丝，这些细丝被研究者认为“厚”丝。内皮细胞的内表面心血管系统在血液和组织器官中作为天然屏障。这些新陈代谢活跃的单层器官暴露在不同的生物力学和生物化学，会刺激反应保护血管功能的完整性和体内平衡[4]。内皮细胞生长因子家族由一系列配体密切相关的因子，包括血管内皮生长因子(VEGF)-A、B、C、D和胎盘生长因子组成[5]。RNA能被血管内皮生长因子C干扰并且血管抑制素能够抑制食管鳞状细胞癌形成[6]。血管内皮细胞有选择性、通透性、抗血栓性、调节血管紧张度、促进毛细血管形成以及产生血细胞黏结因子等功能。中药能够降低血管内皮细胞脂质过氧化、抗氧化损伤[7]。完整的内皮细胞结构和功能对维持体内微循环平衡和血流平稳运行起至关重要的作用。近年来越来越广泛，对血管内皮细胞的研究成为心血管疾病研究的热点。并且在对血管内皮细胞的培养以及内皮再生过程中，提供一个有用的体外模型[8]，对生理和病理的研究具有巨大的促进作用。有研究表明，热休克蛋白60(HSP60)可在体外诱导人脐静脉内皮细胞功能障碍的模型[9]。

2 血管内皮细胞损伤模型的建立类型

实验研究表明，氧自由基能够导致血管内皮细胞损伤。目前用于内皮细胞损伤模型制备的主要有原代培养的内皮细胞和内皮细胞株两类。血管内皮细胞损伤模型的建立与血管生理学的许多方面(如血管舒张、血管再生、炎症和屏障功能等)有密切关系[10]。目前常用的血管内皮细胞损伤模型是利用细胞损伤因素所建立。据文献报道，血管内皮细胞分泌纤溶酶原激活物，能够有效激起纤维蛋白凝块溶解[11]。氧化性低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的内皮损伤模型，是最常用的内皮细胞损伤模型之一。ox-LDL诱导的内皮细胞损伤主要是细胞凋亡和死亡，其诱导的损伤主要是氧化损伤。ox-LDL诱导血管内皮细胞表达血凝素样氧化低密度脂蛋白受体-1(LOX-1)[12]，调节NADPH氧化酶、线粒体电子传递链等活性氧源，诱导细胞内生成DNA损伤诱导反应(SOS)，一方面通过和一氧化氮(NO)结合，另一方面通过信号通路形成细胞损伤模型。晚期糖基化终末产物(AGEs)诱导细胞损伤模型，是通过与其细胞表面特异受体相互作用产生。过氧化氢(H2O2)是目前广泛应用研究氧化损伤的工具药物，H2O2对血管内皮细胞毒性较大，来源方便，价格低廉，损伤效果明显。H2O2是内皮细胞产生的主要活性氧簇(ROS)之一[13]。有实验研究表明，在同型半胱氨酸(Hcy)的影响下，内皮细胞凋亡率明显升高，Hcy降低细胞色素C氧化酶(COX)，同时降低COX的活性，从而下调对COX的表达[14]。Hcy的内皮细胞损伤模型，是通过抑制内皮细胞生长以及诱导其死亡的机制[15]。血管内皮生长因子对血管内皮细胞的增殖、生存和分化产生重大影响[16]。血管内均覆盖一层上皮细胞，70%的成人内皮细胞总面积超过10%[17]。血管内皮细胞损伤可导致高血压、心绞痛、心肌梗死及脑血管意外等心血管疾病[18]。

3 血管内皮细胞所致疾病及机制

动脉粥样硬化、高血压及血栓性疾病等心血管疾病常存在血管内皮细胞损伤，而保持血管内皮细胞损伤与修复之间的动态平衡可使心血管病病人获益。心血管疾病的发生是由于血管内皮细胞和平滑肌细胞受各种危险因子的影响，从而使血管局部产生慢性炎性增生反应[19]。血管内皮细胞在动脉粥样病变过程中起重要作用[20]。血管内皮细胞受损是由于膜结构的改变引起抗动脉抗体产生以致激活补体系统从而加重了血管内皮损伤，同时也促进了动脉粥样硬化的发生和发展[21]。多项研究结果表明，高血压发生也和受损的股动脉血流介导的血管扩张有关，高血压发病机制与内皮细胞的功能障碍相关。在血压对内皮细胞功能障碍影响的问题上，目前一致认为血压升高对血管内皮细胞功能有重大的损伤作用[3]。动脉粥样硬化是免疫系统和血管系统激活细胞相互作用的结果。研究已证实，动脉粥样硬化与脂代谢异常有关，高血压是动脉粥样硬化发病的高危因素。有研究显示，一氧化氮合酶(NOS)能够抑制白细胞黏附、血栓形成和血管壁细胞增殖，这意味着动脉粥样硬化发病与内皮细胞功能障碍有关[22]。目前多项研究已显示，血管内皮功能障碍与动脉粥样硬化性血栓形成和心血管高危病人发生心血管疾病有关，血管内皮功能失调后进一步损伤血小板，最终导致急性冠脉综合征发生[23]。目前有研究表明，血管内皮氧化应激损伤与心力衰竭的发病机制[24]、临床表现及预后有关，这意味着心输出量降低、外周组织灌流减少和机体功能减退与血管内皮功能障碍后血管舒张功能下降有关。血管内皮细胞损伤在脑血管疾病的病理基础和心血管疾病的发病机制起着重要的作用。中药对血管内皮细胞的保护作用日益受到重视。多种中药对血管内皮细胞具有保护作用，中药降低血管内皮细胞脂质过氧化、抗氧化损伤。目前研究显示单味药、复方都对内皮细胞损伤起着保护作用。在实验研究中单味药中如黄芪多糖、红车轴草、淫羊藿等对H2O2损伤的内皮细胞具有保护作用。在实验研究中表明，中药大黄具有保护大鼠败血症中肠黏膜微血管内皮细胞作用[25]。复方桃红四物汤可调节血管内皮细胞功能，保护内皮细胞损伤；活络效灵丹在保护内皮细胞损伤也具有一定的疗效。中药特别是中药复方在治疗心血管内皮细胞损伤中发挥了重要的作用，临床研究、实验研究也逐渐展开。人参的一些主要有效成分对血管内皮损伤具有修复作用。常用的活血化瘀方剂有桃红四物汤、桃核承气汤、胸痹方等[26]。

4 中药对血管内皮细胞损伤的保护作用

4.1 泽泻 泽泻能够改善H2O2诱导损伤的血管内皮细胞损伤形态，提高内皮细胞的存活率，维持血管内皮细胞增殖和凋亡平衡，维持细胞氧化和抗氧化状态平衡。它的主要作用机制是改善细胞生长增殖状态和细胞形态；增加细胞活性物质的生成；提高抗氧化能力，清除大量的自由基对血管内皮细胞的损害；防止细胞凋亡，维持细胞的正常结构和功能[27]，从而达到保护血管内皮细胞的作用。

4.2 葛根素 葛根素是从中药豆科植物野葛的干燥根中提取的一种异黄酮类化合物，具有较强的抗氧化作用。研究表明，氧化应激反应可造成内皮细胞损伤和凋亡，引起血管通透性增加而导致骨内微循环障碍，造成血栓形成，最后导致股骨头坏死。过氧化氢可通过细胞膜进入细胞，引发过氧化反应，导致细胞结构损伤。实验研究表明，葛根素通过抗氧化作用，阻断线粒体过氧化损伤的途径，降低casepase-3的活性，抑制细胞凋亡，发挥对内皮细胞氧化损伤的保护作用[28]。

4.3 松果菊苷 松果菊苷是中药肉苁蓉的有效单体成分，中药肉苁蓉具有较高的药用价值，其在抗炎、抗氧化、抗凋亡、对心肌缺血的保护及增强免疫力等方面均具有比较明显的优势。血管内皮损伤是动脉粥样硬化形成的起始环节，并加速其进展。通过动物实验研究表明，肉苁蓉可提高亚急性衰老小鼠超氧化物歧化酶(SOD)的活性，明显降低脑组织和肝脏中脂质过氧化物的含量。松果菊苷在大鼠心肌缺血、心肌细胞炎症等模型中均发挥了比较明显的保护作用[29]。

4.4 槲皮素 槲皮素属于黄酮类化合物，具有扩张冠状动脉、降低毛细血管通透性和脆性等药理活性。实验通过H2O2诱导内皮细胞损伤，血管中脱落的血管内皮细胞数目增加，内皮素(ET)升高，而ET是最强的缩血管作用物质。H2O2可引起细胞内ET释放增加和前列环素(PGI2)释放减少。槲皮素可抑制H2O2诱导的内皮细胞损伤，作用于损伤的内皮细胞后，ET剂量的依赖性减少，PGI2依赖性剂量增加。所以，当血管内皮细胞损伤特别是膜系统受到损伤时PGI2合成会受到阻碍。此外，细胞过氧化脂质的升高可以抑制PGI2合酶的活性，使PGI2合成减少。实验发现过氧化氢可以使培养液中PGI2含量下降，而槲皮素可逆转此作用并随着药物浓度加大而增加。一般认为血管内皮细胞并无PGI2贮存，而是受刺激后随时合成立即释放。因此，槲皮素促血管内皮细胞释放PGI2可能是其直接激活PGI2合酶或前列腺素合酶使合成PGI2的底物增多所致。实验表明槲皮素对血管内皮细胞具有抗氧化损伤的作用[30]。

4.5 川芎嗪 川芎嗪是从临床上活血化瘀药川芎中提取的有效成分，主要用于心绞痛和脑血管等疾病。试验研究发现川芎嗪具有改善心血管作用的功能，可扩张小动脉、小静脉，抗血小板聚集，改善微循环和抑制平滑肌增殖。血管内皮可以通过内皮源性舒张因子和内皮源性收缩因子合成和释放的平衡来调节血管的紧张度。川芎嗪可通过促进血管内皮释放PGI2，直接激活PGI2酶的活性，并且具有抗脂质氧化反应[31]，从而达到对内皮细胞损伤的保护作用。

4.6 白黎芦醇 白黎芦醇是富含于葡萄属植物中的一种多酚类化合物，具有清除自由基及抑制脂质过氧化作用。最近研究证实，由于白黎芦醇具有亲脂性，可与脂蛋白结合增强后者抗氧化性，降低胆固醇在冠状动脉中的沉积。白黎芦醇对过氧化脂质诱导的内皮细胞损伤具有明显的保护作用，通过抗氧化减轻细胞脂质过氧化损伤，并且能减少内皮细胞的凋亡，从而保持内皮的相对稳定，维持血管稳态，防止血栓的形成，降低心血管疾病急性发生的危险性[32]，发挥对内皮细胞损伤的保护作用。

4.7 红车轴草 红车轴草中富含黄酮类、蛋白质、氨基酸、糖类和维生素等多种成分。黄酮类具有潜在的抗氧化作用，是治疗和预防心血管疾病的中草药主要成分。

4.8 养心汤 养心汤出自明代王肯堂的《证治准绳》，养心汤具有益气养血、养心安神的作用，在多年的临床工作中养心汤作为主方加减治疗冠心病不稳定型心绞痛取得明显疗效。养心汤可下调过氧化氢氧化损伤内皮细胞Smad4 mRNA的表达使其保护内皮细胞损伤，防治冠心病不稳定型心绞痛的主要机制之一。Smad4是转化生长因子-β(TGF-β)信号转导通路的中心分子，所有生物学效应均是Smad4与不同的SmadS蛋白相互作用的结果，其作用机制是TGF-β分子与细胞膜上的H型受体结合，然后募集Ⅰ型受体，形成复合物，使其下游的靶蛋白Smad2和Smad3磷酸化而激活，激活的R-SmadS与Smad4共同形成复合物，使号TGF-β传导进入细胞核与其他核内转入因子共同作用，激活下游靶基因的转录。养心汤由黄芪、茯神、半夏、当归等13味中药组成，具有益气养血、养心安神的作用[33]，通过抗氧化发挥对血管内皮细胞抗氧化损伤的作用。

4.9 桃红四物汤 动脉粥样硬化是一种多因素疾病，以血管壁内脂质、炎症细胞聚集为特征，粥样斑块内单核细胞的黏附、迁移和浸润，是引起动脉粥样硬化的主要原因。动脉粥样硬化是严重危害人类健康的常见病、多发病，是脑卒中和心肌梗死等疾病发病的共同基 础，随着人们生活水平的提高，其发病有逐年提升的趋势。许多基础和临床研究发现，炎性反应在动脉粥样硬化斑块形成过程中起着关键性的作用，各种炎性介质和抗炎因子相互作用决定着斑块的形成速度和稳定性。实验研究表明，脂多糖(LPS)刺激人脐静脉内皮细胞(HUVEC)，诱导TLR4/NF-κB信号转导通路的激活，从而激活下游肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)及白介素-1β(IL-1β)等炎症因子，并用桃红四物汤含药血清进行干预，观察其对TNF-α、MCP-1及IL-1β达的影响，探讨桃红四物汤的抗炎及防治动脉粥样硬化的机制。结果显示，桃红四物汤含药血清能拮抗LPS诱导内皮细胞的损伤作用，其抗损伤机制与降低TNF-α、IL-1βmRNA表达和MCP-1蛋白表达相关[34]。桃红四物汤中含有多种活性成分，红花色素A、阿魏酸、川芎嗪、藁苯内酯等这些活性成分具有极强的抗氧自由基、抗炎作用，同时也降低了ROS本身所带来的损伤作用，从而起到保护内皮细胞的作用。

5 结 语

综上所述，通过体外细胞培养实验及动物实验表明，某些中药及复方有效成分可通过降血脂、抗氧化损伤、调节内皮细胞活性分泌、抗细胞凋亡等，达到保护血管内皮细胞作用目的。血管内皮细胞是连续被覆在全身血管内膜的一层细胞群，现已证实血管内皮层不仅仅是血液和组织的屏障，还具有合成多种血管活性物质的能力，血管内皮细胞在维持血管和器官内稳态中起着关键作用。中药单体及复方在对内皮细胞的保护作用的以及在治疗血管内皮细胞疾病方面的优势：①中药单味药及复方，获得比较方便，价格低廉，容易被人们所接受；②虽然目前中药抗HUVEC损伤的研究从微观角度阐释了部分机制，但中药复方，即使是提取物也是若干物质的混合体。随着现代分子生物学技术的发展，可利用基因组学、蛋白组学、代谢组学等技术研究，全面研究中药单味药及复方对HUVEC的保护作用机制[35]。