原花青素抗动脉粥样硬化的机制

黄攀 徐敏 何晓英

(1德阳市人民医院神经内科，四川 德阳 618000；2德阳市第二人民医院神经科；3西南医科大学附属医院神经内科)

动脉粥样硬化(AS)〔1〕的病理特点为动脉管壁增厚变硬、失去弹性和管腔变小，基础和临床研究已证明，致AS的危险因素包括糖尿病、高脂血症、高血压、肥胖、吸烟、自体生物活性物质(如5-羟色胺、内皮素-1等)代谢紊乱、慢性应激等。原花青素(PC)为目前国际上公认的抗自由基氧化能力最强的天然抗氧化剂，其抗自由基氧化能力〔2〕是维生素E的50倍，维生素C的20倍〔3,4〕，因其可拮抗上述多种致损因素而引起研究者的极大关注。

1 PC的分子结构及药理学作用

PC广泛存在于自然界深色调的蔬菜水果中，因其在酸性介质中加热可产生花青素而命名。其分子结构是由数量不等的儿茶素或表儿茶素缩合而成的二至十聚体，各种结构不同的PC抗氧化能力不同。一般来说抗氧化活性随着聚合度的增加而降低〔5〕，二聚体最强，因此研究和应用最多。其他还与羟基的数量及位置、连接方式、空间构型〔6〕等有关。Plumb 等〔7〕证实PC抗氧化活性还与溶剂类型有关，主要是在油相中抗氧化活性减弱，水相中增强。除抗氧化活性外，它还具有广泛的药理学作用，如降血脂、保护血管内皮、减轻炎症反应、降低血压、抗肿瘤、抗缺血再灌注损伤等。

2 PC抗颈AS的可能机制

2.1调整脂蛋白紊乱 脂代谢异常是AS的独立危险因素，实验动物给予高胆固醇(TC)饲料可引起AS〔8〕。PC通过调节血脂进而干预AS的报道较多，但查阅相关文献发现调节血脂部分机制有所差异。闫少芳等〔9〕发现口服PC的实验性高脂血症鼠(干预组)较模型组三酰甘油(TG)、血清TC、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)均有明显降低。推测其机制可能为PC能使卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)的活性增强进而促进胆固醇酯化形成胆固醇酯，加速体内脂质的转运及排泄，间接增加TC的体外排出，而LCAT主要参与TC逆转运(RCT)的血管内阶段，该过程也是高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)调节AS形成和发展的主要机制〔10〕。高海青等〔11〕通过对经彩色多普勒超声检查确诊存在颈AS的患者随机分为PC组和对照组，结果发现PC组患者TC显著降低，主要是LDL-C降低。马亚兵等〔12〕通过定期对实验性高脂血症兔(新西兰兔)模型组及干预组血清中的TC、TG、HDL-C、LDL-C及血浆氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)的含量进行检测，结果发现PC能显著的减缓实验动物的AS的形成，同时还发现模型组和干预组在整个实验过程中血脂水平差异不显著，而血浆ox-LDL水平在第4周末两组都开始进行性升高，在第8和第12周末干预组血浆ox-LDL水平比模型组显著降低，分析其机制为ox-LDL可通过对血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、单核巨噬细胞、血小板及抗凝和纤溶系统等多方面的影响而促进AS的发生发展〔13〕。提示PC体内抗氧化作用明显，抑制动物体内LDL氧化修饰作用，这与Yamakoshi 等〔14〕结果相似。

2.2降低血糖和改善胰岛素抵抗 降低血糖对于预防颈AS意义重大。谢文利等〔15〕通过观察PC对糖尿病大鼠血糖及正常大鼠糖耐量的影响，发现PC可明显降低实验组大鼠血糖及提高正常大鼠糖耐量，但该研究并未进一步讨论降血糖机制。近几年多项实验证实不同结构的PC降糖机制不同。周俊华等〔16〕实验发现松针PC是一种可逆的非竞争型葡萄糖糖苷酶抑制剂，能够使a-葡萄糖苷酶对底物的催化率下降，从而降低血糖。Castell-Auví等〔17〕证实PC可通过作用于实验动物的胰岛β细胞，影响胰岛素的合成、分泌和基因表达，使葡萄糖转运蛋白-2抗体葡糖激酶减缓及影响解耦联蛋白基因表达，从而改变肝脏降解酶的表达，最终影响胰岛素的降解。有实验证实，PC还能改善实验动物的胰岛素抵抗作用。产生胰岛素抵抗的机制目前认为因各种病理因素导致的氧化应激不仅直接损伤胰岛细胞、还通过激活多条氧化还原敏感信号通路影响胰岛素传导通路中的某些分子，进而导致胰岛素抵抗〔18〕。王勇等〔19〕研究发现PC能显著改善胰岛素抵抗，其机制与PC的抗氧化特性及上调脂解基因和下调脂合成基因的表达及相关蛋白质的水平有关。

2.3抗炎作用 各种慢性炎症也是导致AS的原因之一，如自身免疫性炎症、化学性炎症、感染等。在AS形成的各个阶段都存在炎症反应，炎症反应可能是多种致AS因素致病机制的共同环节或通路〔20〕。针对这一要点，有动物实验模型显示紫甘薯PC可通过抑制体内核因子(NF)-κB p65、COX-2表达的上调，减少白细胞对血管的浸润，最终减轻小鼠肝内D-半乳糖诱导的炎症反应从而起到抗AS的作用。

2.4降血压作用 目前临床及动物实验均证实高血压导致AS的发病率明显增高，其机制可能为血压增高时动脉壁内皮细胞损伤，LDL-C更易进入动脉壁，同时更易刺激平滑肌细胞增生，进而导致AS。目前已有专家提出PC能小幅度降低动脉压并能保护血管作，Lu等〔21〕通过建立大鼠肾血管性高血压病模型，2 w后选择尾动脉血压升高超过130 mmHg的大鼠分为空白组；干预组给予不同剂量的PC喂养，实验6 w后检测血压及影响血压的相关因子，结果发现PC能够显著降低肾血管性高血压大鼠尾动脉收缩压，推测其机制可能与抗氧化应激、增加一氧化氮的产生和释放、降低内皮素(ET)-1蛋白在血管中的表达等相关。

2.5保护血管内皮作用 AS的各种危险因素首先损伤动脉内膜，然后受损的内皮、内膜发生炎症-纤维增生性反应从而致AS形成。人体在新陈代谢过程中及各种危险因素作用下产生的自由基均可造成内膜损伤，因此防止动脉内皮损伤成为防治AS的关键要素之一。Wang等〔22〕用体外培养的人脐静脉内皮细胞传代后进行实验，用荧光染色的方法观察经过氧化氢损伤后血管内皮细胞的凋亡情况，同时观察PC对改善过氧化氢损伤过的内皮细胞活性，每组细胞测定的指标包括丙二醛、超氧化物歧化酶和乳酸脱氢酶的活性。结果发现PC使过氧化氢损伤的内皮细胞的脂质过氧化物丙二醛生成减少，超氧化物歧化酶活力增加，乳酸脱氢酶漏出液减少，并且实验中发现PC可通过上调抗凋亡关键基因B细胞淋巴瘤蛋白(Bcl)-2的蛋白表达从而减少过氧化氢诱导的内皮细胞的凋亡。

目前有实验证实革兰阴性菌细胞壁外膜的结构成分脂多糖(LPS)也是引起AS的诱因之一〔23，24〕，尤以脂质A为毒性中心。雷雪明〔25〕通过实验发现LPS通过控制调节线粒体凋亡关键蛋白Bcl-2和Bax表达，引起Caspase-3表达上调，进而导致血管内皮细胞凋亡，PC可控制Bcl-2和Bax同LPS引起的反向表达，使得Caspase-3表达下降，血管内皮细胞的凋亡率下降，因此PC可明显加强血管内皮细胞增殖活性起到保护血管内皮细胞作用。

2.6抑制血管平滑肌细胞增殖 病检发现AS损害的先兆为血管平滑肌细胞积聚于内膜内，早期纤维帽形成后局部炎症环境可改变胶原酶的表达、抑制蛋白水解酶抑制剂的表达，导致纤维帽变薄弱易于破裂进而引发血栓形成，因此抑制血管平滑肌细胞增殖也是防治AS的重要手段〔26，27〕。Xue等〔28〕研究发现PC对由同型半胱氨酸引起的血管平滑肌细胞的增殖与迁移具有抑制作用，其作用机制可能是通过阻断活性氧依赖的NF-κB 通路来实现的。另有研究发现PC作用于人体冠状动脉平滑肌细胞后Caspase-9，Caspase-3 活性明显升高，并证实PC是通过线粒体信号通路抑制血管平滑肌细胞的生长并诱导其凋亡，且其作用呈剂量依赖性〔29〕。

2.7抗血小板凝聚作用 目前AS治疗和预防的主要手段之一是使用抗血小板聚集药物。血小板作为AS发展的诱导者和推动者〔30〕，在AS的初期阶段，血小板对斑块的形成起诱导作用，在AS晚期及并发症产生过程中起推动作用。抗血小板集聚药物的作用机理主要包括活化血小板的循环、活化血小板与内皮的黏附、内皮细胞的激活、血小板分泌细胞因子及血管平滑肌细胞的增殖等。有学者发现PC B22-C、C-1和EEC能显著抑制血小板聚集，提示PC抑制血小板凝聚是通过抑制凝血氧烷的生物合成来实现的。这与周碧蓉〔31〕报道的PC对大鼠颈动脉血栓模型的影响实验结果相一致，并且该实验进一步证实PC可明显降低血浆TXB2和特异性及敏感性均较高的血小板活化特异分子标志物血小板P-选择蛋白水平，同时PC还能促进血管内皮细胞PGI2的合成与释放，且成剂量依赖关系。

综上，现阶段临床治疗AS的手段主要有西药保守、手术或介入等方式，但均存在价格昂贵、手术风险高等弊端。PC来源丰富，药理学作用广泛，价格低廉，不良反应少，且具有明确的抗颈AS的理论基础和较多的动物实验研究，可在AS发生发展的各个阶段起到干预作用，有望成为AS的新途径之一。但目前这些研究主要局限于动物实验和体外实验，进一步研究PC在人体相关组织中的功能及其信号通路，收集相关的临床资料，对于AS的防治及其开发新的干预措施具有重要意义。