附子配伍干姜治疗心力衰竭的药理作用及机制研究进展Δ

文建霞，王 建，张 璐,，陆小华,，魏士长,，李浩田，赵艳玲#

(1.成都中医药大学药学院，中药材标准化教育部重点实验室，四川 成都 611137； 2.中国人民解放军总医院第五医学中心药学部，北京 100039)

附子与干姜配伍药对首见于《伤寒论》，二者均有回阳救逆之功，主治四肢厥逆、大汗淋漓、神衰欲寐、脉微欲绝之亡阳证，是张仲景四逆汤系列方剂中的基本配伍[1]。附子配伍干姜在临床上被广泛应用于心力衰竭[2]、脑缺血及脑损伤[3]和心肌缺血[4]等的治疗。“附子无干姜不热”源于《证治要诀》：“附子无干姜不热，得甘草则性缓，得桂则补命门”。前期研究采用生物热动力学的方法，从不同比例配伍、同比例不同剂量、附子不同炮制品与干姜配伍的寒热差异角度表征了“附子无干姜不热”的客观真实性[5]，且干姜通过提升模式菌的能量代谢水平从而增强附子的“大热”之性。现代研究结果表明，热性中药可通过调节阳虚动物、心衰细胞线粒体胞内Ca2+浓度变化，从而提升线粒体能量代谢功能[6-8]。

慢性心力衰竭是各种心血管疾病进展的终末状态，往往伴随着能量代谢底物利用的转变、线粒体功能异常以及心肌细胞能量代谢障碍，导致心肌收缩功能不全和左心室重构进展[9]。近年来，心力衰竭与心肌能量代谢的关系成为临床研究的热点，药物能增强心肌线粒体能量代谢，可能有治疗慢性心力衰竭的潜力[10]。因此，基于附子配伍干姜的大“热”之性，二者配伍在干预心力衰竭中表现出治疗潜力。结合附子与干姜回阳救逆的功效，从能量代谢角度探讨附子配伍干姜治疗心力衰竭的作用及机制，可为进一步诠释“附子无干姜不热”的科学内涵提供参考和依据。本文通过查阅近年来国内外相关附子配伍干姜治疗心力衰竭的研究，就附子配伍干姜治疗心力衰竭的药理作用及机制研究进展进行综述。

1 药理作用

1.1 对血流动力学的改善作用

附子配伍干姜相须为用，共增回阳救逆之功。彭成等[11]经研究发现，附子与干姜组分配伍能够显著升高盐酸普罗帕酮致急性心力衰竭心阳虚证大鼠的心率、左心室内压最大上升速率(+LV dp/dtmax)，从而改善急性心力衰竭大鼠的血流动力学，发挥回阳救逆的作用。Wen等[12]采用多导生理仪检测发现，附子配伍干姜可显著升高阿霉素致慢性心力衰竭大鼠+LV dp/dtmax，降低左心室内压最大下降速率(-LV dp/dtmax)，升高左心室收缩压(LVSP)，降低左心室舒张末期压(LVEDP)。Lu等[13]经研究也发现，附子配伍干姜可显著升高盐酸普罗帕酮致心阳虚衰型心力衰竭大鼠+LV dp/dtmax、降低-LV dp/dtmax。梁涛等[14]、翟建英等[15]研究结果显示，附子配伍干姜可通过影响LVSP和±LV dp/dtmax，改善心力衰竭大鼠血流动力学，从而发挥抗心力衰竭的作用。可见，附子配伍干姜可通过改善大鼠血流动力学而发挥抗心力衰竭作用。

1.2 对神经内分泌异常激活的影响

心力衰竭中，神经内分泌系统的异常激活主要是交感神经系统和肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)，其参与和促进心肌重构，是心力衰竭不断发展和恶化的根本原因。吕莹等[16]经研究发现，附子按比例配伍干姜后能够通过降低戊巴比妥钠致大鼠急性心力衰竭模型部分神经激素，包括血浆氨基末端脑钠肽原(NT-proBNP)、心钠素(ANP)、肾素活性(PRA)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)和醛固酮(ALD)的含量，从而延缓急性心力衰竭的发展，这是附子配伍干姜发挥回阳救逆、改善心功能作用的机制之一。曾代文等[17]经研究发现，附子与干姜组分配伍可通过调控盐酸普罗帕酮致急性心力衰竭心阳虚衰证大鼠血浆血管紧张素Ⅰ、AngⅡ及ALD水平，类似于血管紧张素转换酶抑制剂的作用，从而发挥抗心力衰竭作用。此外，不同配伍比例附子和干姜合煎液均可通过调控RAAS系统对心阳虚衰证大鼠产生治疗作用，从而达到回阳救逆的目的[18]。

1.3 对衰竭心脏代谢性重构的作用

van Bilsen等[19]提出，心力衰竭时心脏发生代谢性重构，是指心脏衰竭时心肌细胞的物质代谢紊乱从而引起心脏能量代谢途径改变，最终导致心肌细胞结构和功能异常改变的现象。正常心脏的活动需要线粒体产生大量的ATP，而所需能量中90%由线粒体有氧氧化提供，用于维持泵血功能与自身代谢需要。研究结果表明，单用附子能显著提升正常大鼠的摄入能、粪便能、消化能和可代谢能，从而促进大鼠的能量代谢功能；单用干姜能提升粪便能、降低消化能[20]，说明该药能增加心肌能量储备，提升心肌能量代谢功能，其作用机制可能与激活AMP活化蛋白激酶-内皮型一氧化氮合酶3通路有关。Zhang等[21]经研究发现，附子配伍干姜可显著增加盐酸普罗帕酮致急性心力衰竭大鼠线粒体呼吸链复合物Ⅰ—Ⅳ的含量，提升线粒体能量代谢功能，对急性心力衰竭大鼠表现出良好的治疗作用。

1.4 对血管内皮细胞的保护作用

生理状态下，体内的血管内皮细胞具有调节血管收缩和舒张功能、控制血压及维持血液流变学稳定等作用。在心血管疾病状态下，原发性或继发性内皮细胞发生损伤，其主要机制与氧化应激、炎症反应相关[22]。内皮素-1(ET-1)是机体内调节心血管功能的重要因子，具有强烈的缩血管作用，主要由血管内皮细胞以及心肌细胞分泌产生，在维持基础血管张力、心血管系统稳态方面发挥着重要作用。研究结果显示，慢性心力衰竭时缩血管物质ET-1水平升高，加重了心力衰竭的发生与发展[23]。梁涛等[24]的研究结果显示，附子配伍干姜可显著降低阿霉素致慢性心力衰竭大鼠心肌组织ET-1含量，从而发挥抗慢性心力衰竭的作用。

1.5 对离子通道的作用

药物可通过阻断细胞膜离子通道，抑制多种类型的细胞凋亡，例如，当衰竭的心室中K+电流升高时，药物若能阻断钾通道则可发挥治疗心力衰竭的作用[25]。此外，通过L型钙通道使大量的Ca2+内流进入细胞内以及诱导Ca2+从肌浆网释放，均可引起心肌细胞的兴奋收缩偶联[26-28]。在慢性心力衰竭的病理生理过程中，Ca2+稳态的改变是各种作用机制的关键环节，心肌细胞膜上的Na+-K+-ATP酶蛋白水平和活化程度是细胞内Ca2+稳态的关键因素。慢性心力衰竭时，Na+-K+-ATP酶活性降低，细胞内Na+浓度升高，Na+-K+交换增强，导致线粒体功能障碍，ATP生成减少，依靠能量的质膜及肌浆膜Ca2+-ATP酶因能量不足不能将肌浆过多的Ca2+泵出或摄入肌浆网，致使心肌细胞出现钙超载[29]。附子中水溶性成分附子苷能激活心肌细胞的L型钙通道，使大量心肌外钙离子进入细胞内，使心肌收缩能增加；也可能激活心室肌细胞膜上的钠通道，通过钠-钙离子交换而产生正性肌力作用[30]。附子及附子配伍干姜(1∶1)能增强阿霉素致慢性心力衰竭大鼠心肌组织Na+-K+-ATP酶的活性，上调Junctophilin-2 (JPH2)蛋白的表达，其中配伍组活性增加更明显，表明附子配伍干姜产生的强心作用优于单用附子[24]。

1.6 对心肌细胞凋亡的影响

心力衰竭往往伴随心肌细胞凋亡，B淋巴细胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族参与的“线粒体途径”是心肌细胞凋亡发生的主要机制。范颖等[31-32]采用阿霉素致心脏毒性损伤动物模型，探讨了附子、干姜对阿霉素所致心脏毒性损伤大鼠线粒体途径细胞凋亡的影响，结果表明，附子、干姜可通过升高阿霉素心脏毒性损伤模型大鼠心肌线粒体Bcl-2含量，升高超氧化物歧化酶水平，降低Bcl-2相关X蛋白、细胞色素C、心肌肌钙蛋白、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)-9及Caspase-3含量，从而调节线粒体途径细胞凋亡，达到保护心肌的作用。

2 作用机制研究

2.1 作用于线粒体钙离子单向转运体通路，改善心肌能量代谢

由于热性中药附子和干姜可通过调节阳虚动物、心衰细胞线粒体胞内Ca2+浓度变化，提升线粒体能量代谢功能。作为线粒体中Ca2+的重要转运体，钙离子单向转运蛋白(mitochondrial calcium uniporter，MCU)介导的信号通路是调节线粒体中三羧酸循环及ATP生成等能量代谢的重要途径[33]。Zhang等[21]经研究发现，附子配伍干姜可依赖性增加MCU信号通路中线粒体钙摄入蛋白1、线粒体钙摄入蛋白2、线粒体钙单向转运体调节蛋白和MCU蛋白的表达，增加三羧酸循环下游关键酶中苹果酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶和烟酰胺核苷酸转氢酶的表达水平，表明附子配伍干姜抗盐酸普罗帕酮致急性心力衰竭与调控线粒体MCU能量代谢通路相关。

2.2 作用于线粒体合成通路，改善心肌能量代谢

沉默信息调节因子2相关酶1(Sirt1)通路的激活在保护心肌中发挥着关键作用[34]；激活sirt1的表达，可增加心肌抗氧化应激的能力、减少细胞凋亡、减轻炎症反应、调节能量代谢和协调心脏舒缩功能等，从而减轻心肌细胞损伤[35]。过氧化物酶体增殖物受体γ共激活因子1α(PGC-1α)大量表达于能量需求较高的组织中，包括棕色脂肪组织、心脏、骨骼肌、肾脏和大脑等[36-38]。PGC-1α可促进核受体或转录因子介导的与能量代谢相关基因的转录及蛋白的表达，是纠正心力衰竭能量紊乱的新靶点[39]。PGC-1α不仅是Sirt1的作用靶点，也是线粒体生物合成的标志物。Lu等[13]经研究发现，附子配伍干姜可通过提升Sirt1/PGC-1α通路相关蛋白Sirt1、PGC-1α、核呼吸因子1和核呼吸因子2的表达，作用于线粒体合成通路，抗盐酸普罗帕酮诱导的急性心力衰竭。此外，Wen等[12]为了探究附子配伍干姜是否通过增强心肌能量代谢而改善心脏功能，从核酸和蛋白水平考察了附子配伍干姜对阿霉素致慢性心力衰竭大鼠PPARα/PGC-1α/Sirt3信号通路关键基因和蛋白表达的影响，结果表明，附子配伍干姜可通过增强能量代谢通路PPARα/PGC-1α/Sirt3中关键核酸和蛋白的表达，增加心肌能量代谢，改善心脏功能，发挥治疗慢性心力衰竭的作用。

2.3 治疗心力衰竭的潜在作用机制分析

基于中药多成分、多靶点和多途径调控的理念，近年来，网络药理学的应用在探讨中药复杂机制中发挥了举足轻重的作用。刘鑫馗等[2]采用网络药理学在系统层面对附子配伍干姜治疗心力衰竭的作用机制进行了分析，结果表明，附子配伍干姜治疗心力衰竭的信号通路主要涉及肾素-血管紧张素系统，且与内分泌调节相关的信号还涉及GnRH信号通路和黄体酮介导的卵母细胞成熟等，以上通路可能是“附子-干姜”药对治疗心力衰竭的作用靶点，且推断出断附子配伍干姜治疗心力衰竭的作用机制可能与其调控HSP90家族成员HSP90AA1的表达有关。张璐等[40]采用分子对接技术探讨“附子无干姜不热”的作用机制，结果表明，干姜中6-姜酚、10-姜酚及6-姜烯酚等活性成分通过竞争性抑制乌头碱与Pro1130氨基酸残基和Asp148氨基酸残基结合，减弱乌头碱对MCU(4XTB)及MCU(4XSJ)等潜在作用靶点的抑制作用，最终促进机体“产热”，发挥“附子无干姜不热”的作用。

3 讨论与展望

心力衰竭是一种复杂的慢性临床综合征，心肌细胞线粒体能量代谢障碍是心力衰竭发生发展过程中的关键因素。心力衰竭晚期，由于心肌细胞能量代谢障碍常出现不可逆转性改变，此时线粒体生物合成减少和线粒体功能改变，线粒体能量代谢减少，ATP产生减少，心肌细胞处于“能量饥饿”状态[41-42]。附子配伍干姜为临床治疗心力衰竭、冠心病心绞痛、胸痹及心痛等的常用药对，二者配伍可回阳救逆、温阳散寒。有研究结果表明，附子具有强心、抗心力衰竭的作用，其所含水溶性成分去甲乌药碱、尿嘧啶及附子苷等均有强心活性，例如，去甲乌药碱能增加心输出量，扩张冠状动脉，降低外周阻力等[29]。干姜对心肌细胞缺氧缺糖性损伤有保护作用，能抗血小板聚集，改善心室收缩舒张功能，同时降低外周阻力，从而对急性心力衰竭模型的形成有保护作用[43]。由此可见，附子配伍干姜对于心力衰竭模型确有疗效。

现代研究结果表明，由于多成分的特性，附子具有升高血压和降低血压、增强和抑制心肌收缩力、致心律失常和抗心律失常、降低心肌氧消耗量、扩张器官血管、减低血管阻力及增加器官血流量等药理作用，体现出明显的双向调节作用，且这种调节作用体现在不同的成分中。其中，二萜类生物碱无强心、抗心力衰竭的作用，反而抑制心脏收缩；而异喹啉类生物碱如去甲乌药碱、去甲猪毛菜碱，季胺类生物碱如棍掌碱以及氯化甲基多巴胺等均有不同程度的强心作用[44-45]。如Wen等[46]从线粒体能量代谢角度探讨了附子中活性成分去甲乌药碱联合干姜中活性成分6-姜酚对阿霉素致大鼠H9c2心肌细胞损伤的保护作用，结果表明，去甲乌药碱联合6-姜酚可通过改善线粒体呼吸功能和能量代谢从而保护H9c2心肌细胞免受阿霉素损伤，二者可能有治疗心力衰竭的作用。尽管如此，深入研究附子配伍干姜药理作用的文献却很少，其化学成分、药理作用及毒性之间的关系仍需进一步深入探讨。现有研究结果表明，附子配伍干姜治疗心力衰竭的相关作用机制与二者配伍后改善血流动力学、抑制神经内分泌的异常激活、增强心肌收缩力、改善心功能和阻断离子通道等相关。附子配伍干姜，可显著增加附子强心、抗心力衰竭作用，是传统增效减毒的典型药对，探讨其改善心功能的作用及作用机制可为临床上使用附子配伍干姜类制剂治疗心血管疾病提供理论依据。