附子强心作用机制研究进展

杨洋，朱婧，张书亚，杨仕俊，邱树荣，梅全喜

深圳市宝安纯中医治疗医院，深圳 518102

附子为毛茛科植物乌头Aconitum carmichaeliiDebx.的子根的加工品，始载于《神农本草经》，味辛、甘，性大热，有毒，归心、脾、肾经，为回阳救逆第一要药，临床上可用于治疗心力衰竭［1］。现代药理学研究表明，在机体心功能不全时附子的强心效果更为显著［2-3］，主要通过调节心肌细胞内Ca2+超载、调节相关蛋白及信号通路、影响肾上腺素受体以及细胞因子和神经内分泌因子等方面发挥强心作用［4-6］。本文通过检索近年来国内外有关附子强心作用机制研究的相关文献，对附子发挥强心作用的分子机制做一综述，以期为附子的进一步深入研究提供参考。

1 调节心肌细胞内Ca2+超载

当心肌细胞中的Ca2+浓度异常升高时，细胞结构将发生改变、造成损伤，还可引起代谢障碍，严重时可导致心肌细胞死亡。附子中的水溶性生物碱可通过调节心力衰竭模型细胞内的离子浓度和酶的活力，使离子浓度维持在稳定的正常范围内，缓解Ca2+超载［7］；附子多糖可提高心肌细胞存活率、降低细胞内异常升高的Ca2+浓度，从而抑制心肌细胞的凋亡，这可能与其抑制Ca2+超载、减轻线粒体损伤有关［8］；附子中的去甲乌药碱可作用于肾上腺素β2受体、参与心肌细胞内的Na+-K+交换机制而增强K+分泌和Na+吸收，避免出现Ca2+超载的现象［9-10］。此外，Gao 等［11］研究发现，参附注射液能够降低胞质内Ca2+浓度，减少肌浆网钙储量、促进心力衰竭模型大鼠恢复心功能，这与附子改善线粒体功能、调节钙稳态相关［12］。赵佳伟等［13］探讨了附子对H9c2 心肌细胞线粒体的毒性作用与机制，结果发现附子水煎液可降低线粒体膜内电位、破坏线粒体功能、增加活性氧含量，并可抑制过氧化物酶体增殖物激活受体γ共同激活因子1α（peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α）表达，进而降低Ca2+浓度。干姜附子汤在改善心力衰竭的同时还可上调线粒体钙离子单向转运蛋白（mitochondrial calcium uniporter，MCU）、线粒体钙离子摄入蛋白1（mitochondrial calcium uptake 1，MICU1）、MICU2 蛋白的表达［14-15］，提示附子治疗心力衰竭可能与调控MCU、改善线粒体功能有关。综上所述，附子可从调节心肌细胞内Ca2+浓度、避免Ca2+超载和维持线粒体细胞内外钙稳态、减轻线粒体损伤等方面保护心肌细胞。

2 调节相关蛋白及信号通路

附子中的活性成份可通过调节相关蛋白表达、调控信号通路及影响相关凋亡基因表达保护心肌细胞。附子多糖可激活H9c2 心肌细胞中的AMPK/mTOR 信号通路，通过抑制其下游信号分子mTOR，减少因缺血造成的心肌细胞凋亡［16-17］；附子水提物可上调心肌细胞内超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）、蛋白激酶 A（protein kinase A，PKA）表达水平并提高Na+-K+-ATP酶的活性，影响cAMP-PKA 信号转导通路，这可能是附子治疗缓慢性心律失常的机制之一［18］；附子中的去甲乌药碱可作用于PI3K/Akt 通路，减轻缺血再灌注造成的心肌细胞损伤［19］。此外，Sun等［20］研究发现附子与半夏配伍可改善心肌缺血模型大鼠的心功能、缩小心肌梗死面积，可能是通过抗自由基作用减少细胞凋亡，进而对心肌缺血再灌注损伤产生保护作用［21-22］。综上，附子中的活性成份可通过调控AMPK/mTOR、PI3K/Akt 等信号通路，提高SOD、cAMP、PKA 活性以及抗自由基作用，保护心肌细胞，减少因缺血造成的心肌细胞凋亡。

3 对肾上腺素受体的影响

有研究表明［23］，附子中有45 余种天然成份能够直接作用于肾上腺素受体产生强心作用。附子中的尿嘧啶可促进去甲肾上腺素释放而产生强心效应［24］，且具有较好的生物利用度、成药性及稳定性，有望成为新的心力衰竭治疗药物。附子水煎液可兴奋β1受体并产生正性肌力作用，发挥缓慢持久的升压作用［25］；肾上腺素受体拮抗药能显著拮抗附子产生的升压作用，并存在量效关系与时效关系［26］。附子中的去甲乌药碱因能够选择性激活β2受体发挥正性肌力作用而受到广泛关注［27］，同时还可抑制心肌细胞凋亡［21］。去甲乌药碱能够增强心肌细胞中的Na+吸收和K+分泌，提高细胞内Ca2+浓度，产生强心作用［28］；Kam 等［29］对去甲乌药碱进行结构改造和修饰，通过β受体介导发挥镇痛作用，Deng等［30］在该基础上进一步修饰改造后合成了1 种先导化合物，可用于强心、松弛气管平滑肌、镇痛等。

4 对细胞因子及神经内分泌因子的影响

血清白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）是一种多功能细胞因子，可反映心力衰竭患者的心功能状态，常作为心力衰竭早期诊断及预后指标［31］。不同剂量的附子可不同程度地降低急性心力衰竭模型大鼠的血清IL-6 水平，推测附子治疗急性心力衰竭可能与降低血清IL-6 等炎症介质水平有关［32］。李庆［33］的研究证实了附子汤可明显降低心力衰竭模型大鼠的脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）及IL-6 水平，并调节神经内分泌细胞因子水平，可在一定程度上改善大鼠的心功能。附子中的水溶性生物碱能够降低心力衰竭模型大鼠血清中的肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、心钠素（atrial natriuretic peptide，ANP）水平，提高心率，降低左心室压力最大上升速率［34］。王瑞等［35］研究发现附子可有效减轻慢性心力衰竭模型大鼠的心肌细胞损伤程度，改善其心功能。韦祎等［36］发现附子理中汤可通过影响IL-2、IL-6、IL-10 和TNF-α等细胞免疫因子表达水平，改善脾阳虚证大鼠的免疫功能。附子能够调节BNP、TNF-α、ANP 等异常神经内分泌因子与炎症细胞因子水平，促进心血管疾病患者的心室重构，对减轻心力衰竭症状及心肌细胞损伤程度具有重要作用。

5 讨论

附子是中医药领域回阳救逆第一要药，临床疗效确切，但其发挥强心作用的药效物质基础及作用机制尚未有定论。目前认为，附子的主要活性成份是水溶性成份，包括生物碱类（去甲乌药碱、去甲猪毛菜碱、乌头原碱［37］等）、多糖、香豆素苷及尿嘧啶等。附子发挥强心作用的机制主要包括：①调节心肌细胞内Ca2+超载，维持细胞内外Ca2+稳态，抑制心肌细胞凋亡。②调节相关蛋白及信号通路，提高心力衰竭模型小鼠心肌组织的SOD、过氧化氢酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活性，降低丙二醛（malonic dialdehyde，MDA）含量，抑制心肌细胞凋亡。③选择性激活肾上腺素受体，抑制心肌细胞凋亡，防止心肌细胞缺血再灌注损伤。④调节BNP、TNF-α、ANP 等异常神经内分泌因子与炎症细胞因子水平，促进心血管疾病患者的心室重构，减轻心力衰竭症状及心肌细胞损伤程度。

附子中的水溶性生物碱对心力衰竭有明显的治疗作用［38-39］。其中，去甲乌药碱和去甲猪毛菜碱可通过参与调节心力衰竭模型细胞内酶的活力、促进Na+-K+交换机制、增加AMPK/mTOR 信号通路的活化细胞自噬、促进去甲肾上腺素的释放、调节神经内分泌细胞因子水平等多种途径发挥强心作用［40-42］，二者具有极大的开发与利用价值［43］。此外，附子多糖也具有独特的强心作用。附子多糖具有1个半缩醛羟基，能清除各种活性氧，具有强大的抗氧化应激损伤潜力，在心肌保护方面作用较为明显；同时，附子多糖能够显著提高心力衰竭模型小鼠心肌组织 GSH-Px、SOD、CAT 活性，降低 MDA含量，减少心肌细胞凋亡，表明附子多糖可通过提高小鼠心肌组织的抗氧化损伤能力而发挥强心作用；附子多糖还可有效激活肾上腺素受体、影响相关细胞因子及内分泌因子，调节异常的神经内分泌系统。附子多糖安全性较高，具有免疫调节、抗肿瘤、心肌保护、降血脂等多重作用，在治疗肿瘤、风湿免疫性疾病、心血管疾病等方面均具有较好的应用前景［44］。

附子发挥强心作用的分子机制尚未完全揭示，仍有诸多问题等待解答，例如：①除了去甲乌药碱、关附甲素等常见生物碱，附子中的N-去乙基乌头碱、15α-羟新碱［45］等成份是否也有强心作用？如果可发挥强心作用，作用机制是什么？②附子灵和去甲猪毛菜碱作为β受体激动剂，是否也能通过兴奋受体-G 蛋白-cAMP 复合物实现强心作用？③附子能否对细胞内的核糖体、高尔基体、内质网等与蛋白质合成相关的细胞器产生影响？如果有影响，是促进还是抑制蛋白质合成？

目前附子的临床应用仍以传统方剂为主，大多与人参、干姜、甘草等配伍使用，对附子作用机制的研究也大多停留在成份和相关指标水平变化上，对参与信号通路、离子通道等的研究较少。建议未来可多学科联合、从多个方面对附子的临床应用进行探究，比如附子和其他中药配伍能否对心血管系统产生益处；进一步明确附子发挥强心作用的通路或靶点，探索附子对心力衰竭模型细胞因子、神经内分泌因子及心力衰竭进程的影响；综合分析附子的作用靶点与参与的信号通路，厘清附子发挥强心作用的机制网络，并开展相关试验进行验证，为附子的进一步开发和利用提供新的思路。