柚皮甙的抗氧化活性及保护心肌缺血再灌注损伤机制的研究进展

张 婷，詹三华

（铜陵市人民医院药学部，安徽 铜陵 244000）

心血管疾病包括高血压、冠心病、心律失常、心力衰竭、心肌梗死等，具有发病率高、致死率高等特点。柚皮甙属于二氢黄酮类化合物，多存在于芸香科植物中，是骨碎补、橘红、枳壳等中草药中的主要活性成分，具有抗氧化、抗感染、抗癌、抗炎、抗病毒、抗过敏、降血压、改善血液循环等多种药理作用[1-2]。黄酮类化合物是天然的抗氧化剂。研究显示，柚皮甙可保护心肌缺血再灌注损伤，在防治心血管疾病方面具有较高的应用价值[3-5]。为此，本文就柚皮甙的抗氧化活性及保护心肌缺血再灌注损伤机制的研究进展做一综述。

1 心肌缺血再灌注损伤的概述

心肌缺血再灌注损伤是指冠状动脉部分或完全急性阻塞后，在一段时间内又重新获得再通时，缺血区域的心肌虽然得以恢复正常的血流灌注，但其组织损伤反而呈进行性加重的一种病理过程。心肌缺血再灌注损伤的病理生理过程复杂，涉及氧化应激损伤、钙超载、细胞凋亡等多个方面。研究指出，心肌缺血再灌注损伤与多种细胞调控机制及信号通路的激活、失活等有关。心肌缺血再灌注损伤发生后，机体会产生大量的活性氧，而活性氧具有强氧化能力和极高的化学活性，可加强细胞的脂质过氧化反应，抑制蛋白质的功能，破坏核酸、染色体及细胞的结构和功能[6-8]。细胞凋亡是连续性程序死亡的过程，涉及一系列特殊基因、蛋白的表达。研究指出，细胞凋亡可形成凋亡小体，而凋亡小体对周围的炎症反应及活体细胞的形态无显著影响，为主动性过程，而细胞坏死为被动性过程，两者对机体的影响不同[9-10]。

2 心肌缺血再灌注损伤中细胞凋亡的机制

2.1 氧自由基学说

心肌在发生缺血及再灌注的过程中会产生大量的氧自由基，氧自由基介导的脂质过氧化反应可促进心肌缺血再灌注损伤的发生发展。心肌细胞中的线粒体是脂质过氧化反应发生的场所，大量的氧自由基可选择性改变线粒体膜的通透性，促进蛋白激酶因子的释放，激活天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶，诱发细胞凋亡[11]。

2.2 钙超载学说

心肌缺血再灌注损伤发生的过程中，缺血的心肌组织恢复血供后心肌细胞中钙离子的水平会显著上升，进而可引起心肌细胞损伤。另外，在心肌缺血再灌注损伤发生的过程中，钙离子可在线粒体中聚集，通过呼吸链的电子漏路径导致线粒体产生大量的活性氧，使其通透性转换孔开放，引起线粒体跨膜电位降低，向心肌细胞的细胞质中释放细胞色素C，进而可诱导心肌细胞凋亡。细胞中出现过量的氧自由基可损伤细胞膜，增加细胞膜的通透性，导致钙超载现象的出现[12-13]。钙超载现象出现后可激活Ca2+依赖蛋白酶，使黄嘌呤脱氢酶被催化为氧化酶，氧化酶在有氧的环境下可将黄嘌呤分解成尿酸，并产生大量的氧自由基。

2.3 细胞凋亡学说

不同的刺激原诱导细胞凋亡的路径不同。细胞膜上的死亡受体包括肿瘤坏死因子受体和Fas受体两种，死亡受体在与相应的受体结合后可形成死亡受体复合物。死亡受体复合物可激活细胞质中的前半胱氨酸天冬酶-8（proeaspase-8）分子，改变线粒体膜的通透性。研究指出，能量代谢受阻可影响心肌细胞的基因结构，使其表达异常，细胞中腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）的水平可决定细胞的凋亡或坏死[14]。

3 柚皮甙保护心肌缺血再灌注损伤的机制

心肌缺血再灌注损伤的发生是一种级联反应，目前尚未彻底阐明其发生机制，可能与氧化应激损伤、钙超载、细胞凋亡等有关。柚皮甙具有抗氧化活性，能清除氧自由基，起到保护心肌缺血再灌注损伤的作用[11]。研究指出，柚皮甙可有效减轻心肌缺血再灌注损伤，促进视网膜缺血再灌注损伤后功能的恢复[15-16]。现将柚皮甙保护心肌缺血再灌注损伤的具体机制介绍如下。

3.1 抗氧化

心肌缺血再灌注损伤在发生发展的过程中会产生大量的氧自由基，导致心肌细胞出现氧化应激损伤。柚皮甙等黄酮类化合物能清除超氧化物、过氧亚硝基、过氧化羟基自由基等活性氧，预防高活性氧化物的形成，阻止氧化应激反应的延续，增加一氧化氮自由基的生物利用度，改善缺血血管内皮细胞的功能。研究指出，柚皮甙能提高体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，从而起到保护心肌细胞的作用[17]。

3.2 改善心脏的功能

3.2.1 改善再灌注性心律失常 再灌注性心律失常是指冠状动脉内血栓形成后发生自溶或经药物溶栓、经皮冠状动脉腔内成形术（PTCA）等治疗后，闭塞的冠状动脉再通及冠状动脉痉挛得到缓解，恢复心肌再灌注后出现的心律失常。柚皮甙等黄酮类化合物能通过缩短室性心动过速的时间改善再灌注性心律失常。研究指出，杜鹃花中的黄酮类化合物可拮抗L 型钙离子通道，缩短心肌平台期；黄芪中的黄酮类化合物能抑制钠离子通道，消除折返激动；黄芪总黄酮和高浓度的杜鹃花总黄酮能抑制钾离子通道，延缓心肌细胞复极化[18-19]。

3.2.2 改善心肌的舒缩功能 心室内压最大变化速率、左心室舒张末期压力与左心室内压能反映心肌的舒缩功能。心肌缺血再灌注损伤发生后，会不可逆地降低心肌的舒缩功能。柚皮甙具有抗氧化活性，能保护机体内的亲脂性抗氧化剂，减轻心肌细胞的损伤。研究指出，柚皮甙等黄酮类化合物能阻断钙离子的内流，减轻钙超载对肌原纤维的损伤[20]。

3.2.3 减缓心肌细胞的凋亡 心肌缺血再灌注损伤在发生发展的过程中会产生大量的氧自由基，引起钙超载，进而可诱发心肌细胞凋亡。柚皮苷能缩小心肌梗死的面积，延缓心室重构。相关的实验证实，柚皮苷能减少钙离子的内流，抑制线粒体细胞色素的释放，下调Bax 的表达，上调Bcl-2 的表达，减少心肌细胞的凋亡。柚皮苷能通过活化PI3-K-AKT 途径磷酸化凋亡蛋白使其失活，还可经抑制JNK/STAT 途径降低半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）、核因子κB（NF-κB）的活性，抑制细胞的凋亡。

3.2.4 预防心肌细胞的超微结构改变 心肌在发生缺血及再灌注的过程中，缺血区域心肌细胞的线粒体可发生肿胀，部分线粒体甚至会溶解。研究表明，柚皮苷等黄酮类化合物能减少心肌细胞凋亡的数目，缩小心肌纤维溶解的面积，保护心肌细胞，预防心肌细胞出现超微结构改变[21]。

3.3 恢复冠状动脉的血流量

心肌缺血再灌注损伤发生后，可损伤血管内皮细胞，导致血管内皮细胞中谷胱甘肽过氧化物酶、一氧化氮合酶和超氧化物歧化酶的水平降低，使一氧化氮的合成量下降，进而可减少冠状动脉的血流量。柚皮甙等黄酮类化合物能通过抗氧化作用减轻血管内皮细胞损伤，提高血管内皮细胞中一氧化氮的含量，还能经抑制环氧合酶/ 血栓素途径提高血管内皮细胞中环磷酸腺苷（cAMP）、环磷酸鸟苷（cGMP）的含量，恢复冠状动脉的血流量[22]。

3.4 抗血小板聚集

正常的生理状态下，人体内血栓素A2与前列环素的水平处于相对平衡的状态。心肌缺血再灌注损伤发生后，可损伤血管内皮细胞，导致前列环素的水平下降、血栓素A2的水平升高，进而可引起血小板聚集。柚皮甙等黄酮类化合物能抗血小板聚集，这一机制主要是柚皮甙等黄酮类化合物能抑制环氧合酶的活性，减少血栓素A2的生成并阻断其受体，使前列环素的水平相对升高，激活腺苷酸环化酶，增加cAMP 的合成量。柚皮甙等黄酮类化合物还可通过抑制磷酸二酯酶的活性减少cAMP 的降解，发挥抗血小板聚集的作用。柚皮甙可上调机体内一氧化氮的表达，激活鸟苷酸环化酶，进而可增加血小板中cGMP 的生成量。

3.5 抑制基质金属蛋白酶的活性

基质金属蛋白酶是心肌组织中多种细胞分泌的内源性因子，可参与心肌缺血再灌注损伤的急性过程。研究表明，为大鼠口服表儿茶素能抑制其心肌梗死部位基质金属蛋白酶的表达。柚皮甙可通过抗氧化、抗炎、抑制基质金属蛋白酶的活性等作用而达到保护心肌细胞的目的。

4 结语

综上所述，柚皮甙的抗氧化活性较强，可通过改善心肌的舒缩功能、减缓心肌细胞的凋亡、预防心肌细胞的超微结构改变、抗血小板聚集、抑制基质金属蛋白酶的活性等途径保护心肌缺血再灌注损伤。