植物中药有效成分抗血栓作用的研究进展

2022-11-27 21:12王恒飞韩燕星蒋建东王玉红
中国医药生物技术 2022年2期
关键词:葛根素酚酸凝血酶

王恒飞,韩燕星,蒋建东,王玉红

血栓性疾病是指血栓的形成及栓塞两种病理过程所引起的疾病,包括冠心病、缺血性脑卒中和静脉血栓等多种疾病,发病率和死亡率都很高,严重威胁人类的生命健康。据统计,全球心血管疾病年死亡人数高达 1860 万,而冠心病及缺血性脑卒中是造成全球死亡率的主要原因[1]。静脉血栓的年发病率也近千分之一[2],血栓脱落迁移极易造成致命性肺栓塞。此外,大量研究表明新型冠状病毒肺炎患者合并了较高的静脉血栓栓塞风险,尤其是在重症患者中,新冠病毒感染特有的机制引起了机体高凝状态[3],中外新冠治疗指南均指出了抗凝、抗栓治疗的必要性[4]。多年研究表明,一些中药有效成分在防治血栓性疾病方面作用显著,如葛根素注射剂、灯盏花注射液、川芎嗪注射液、丹参酮 IIA 磺酸钠注射液等,药理学研究已证实它们具有较强的抗凝、抗血小板功能。本文对具有抗血栓性疾病作用的植物中药有效成分研究现状作一综述。

1 黄酮类

1.1 灯盏花素

灯盏花素是从菊科植物短亭飞蓬的干燥全草中提取的有效成分。灯盏花素能显著延长凝血时间(CT)、凝血酶原时间(PT),抑制血小板第 3 因子(PF3)活性,缩短优球蛋白溶解时间,其抗凝血作用可能是通过影响 PF3 和凝血因子 V 而实现的[5]。雷开键等[6]在探究灯盏花素对各类诱聚剂诱导家兔血小板聚集的影响实验中发现,灯盏花乙素可抑制二磷酸腺苷(ADP)诱导血小板聚集,其机制可能与抑制了 ADP 诱导的血小板内 Ca2+浓度升高有关,提示灯盏花素可能通过抑制 P2Y 受体途径而发挥作用。灯盏花素明显对抗对电刺激大鼠颈动脉引起的血栓形成;显著降低花生四烯酸(AA)和 ADP、血小板活化因子(PAF)诱导的兔血小板聚集率,且呈剂量依赖性,提示灯盏花素抗血栓形成作用与其抑制血小板活化、聚集作用密切相关[7]。临床灯盏花注射液的研究表明,其具有扩张微血管、抗缺血缺氧、抑制血小板聚集、降低血液黏度等作用,对治疗缺血性脑血管病不论其病情长短,均有一定的疗效[8]。在用灯盏花素联合低分子肝素钙预防肾病综合征患者静脉血栓形成临床试验中,联合灯盏花素粉针治疗组降低血高凝状态效果优于单一低分子肝素钙治疗组,可有效预防肾病综合征患者血栓形成[9]。

1.2 葛根素

葛根素是从豆科植物野葛中提取的有效成分,目前已可人工合成。将不同剂量的葛根素药液灌胃给予正常啮齿类动物 1 h 后,葛根素显著延长出血、凝血时间;明显抑制血小板聚集率,能显著降低高、中、低切变率下的全血黏度,证实了葛根素有较强的抗血栓作用,该作用与其抑制血小板聚集作用和改善血流变有关[10]。邓祖跃等[11]使用葛根素治疗高血脂症大鼠 30 d 后,发现葛根素可显著延长 PT、活化部分凝血活酶时间(APTT),并降低 ADP 诱导的血小板最大聚集率,从而有效改善血液高凝状态。采取志愿者外周血标本进行葛根素体外抗凝实验,随着葛根素注射液浓度的增加,其凝血激活时间逐渐增加、凝血速率逐渐下降且血小板功能逐渐下降[12]。临床上观察葛根素对 60 例不稳定型心绞痛患者血小板颗粒膜蛋白、溶酶体膜蛋白、血浆纤溶酶原激活物抑制物和 C-反应蛋白的影响,发现经过 4 周连续治疗后,葛根素在抗血小板活化、改善纤溶活性及减轻炎症反应方面具有十分突出的作用[13]。

1.3 槲皮素

槲皮素在植物界分布广泛。对高黏血症模型的体外研究中发现,槲皮素可通过改善红细胞的可变性而在一定程度上降低血浆中纤维蛋白原的含量来减少红细胞的聚集,从而降低血液黏度[14]。槲皮素可以抑制 PAF 诱导的血小板、多形核白细胞内游离钙浓度升高,表明槲皮素可能通过抑制PAF 所致细胞内游离钙浓度升高而使血小板、白细胞活化受到抑制,并推测槲皮素可能于细胞膜上竞争性地抑制PAF 与其受体的结合,拮抗 PAF 的生物效应[15]。槲皮素还能抑制胶原激活的血小板酪氨酸蛋白磷酸化,抑制血小板糖蛋白 VI 胶原受体信号途径中的酪氨酸激酶和磷脂酸的酪氨酸磷酸化,减少血小板聚集以及胶原激活的血栓形成[16]。Mosawy 等[17]在探讨槲皮素对血小板颗粒及动脉血栓抑制的效果研究时,发现槲皮素可以抑制胶原、ADP 及AA 引起的血小板聚集,抑制血小板 p-选择素的表达和血小板膜糖蛋白 GPIIb/IIIa 的活化,同时槲皮素还能抑制血小板颗粒的胞外分泌。槲皮素还对血小板的胶原和纤维素静态黏附功能有影响,该作用与槲皮素可以完全抑制 PI3K和 Src 激酶及适度抑制 AKT1/2 并轻度抑制 p38 及ERK1/2 有关。

2 生物碱类

2.1 小檗碱

小檗碱是从中草药黄连等植物中提取分离得到的。Wang 等[18]在体外实验中用小檗碱处理兔静脉血,体内实验则采用高脂饮食大鼠建立高凝模型并以小檗碱灌胃干预,体内外实验均表明小檗碱剂量依赖性延长 CT、APTT、PT 和凝血酶时间(TT),降低纤维蛋白原(FIB)含量,抑制凝血因子 FII、FVII、FIX、FX、FXI、FXII 的活性,恢复抗凝血酶III 活性。基于 6 种已知直接凝血酶抑制剂的共同特征生成了 10 个药效团模型,再通过计算机筛选潜在的凝血酶抑制剂,提示小檗碱为凝血酶直接抑制剂[19]。小檗碱也有明显的抗血小板聚集作用,可能与抑制 AA 代谢和胞内 Ca2+升高和(或)升高 cAMP 有关[20]。Paul 等[21]建立高糖诱导的血小板聚集与凋亡模型发现小檗碱通过调节高糖处理的血小板中醛糖还原酶、NADPH 氧化酶和谷胱甘肽还原酶的活性来抑制血小板聚集与黏附、钙释放和 α-致密颗粒释放。临床上,在小檗碱治疗短暂性脑缺血发作 30 例患者的研究中,发现小檗碱治疗一个月可显著降低患者血小板聚集率水平并改善临床症状[22]。

2.2 川芎嗪

川芎嗪是伞形科蒿木属植物川芎中提取的生物碱。动物实验显示,川芎嗪明显地抑制凝血酶、ADP 诱导的血小板聚集,且在体内对凝血酶有一定的亲和力,能较好地延长PT,其抗血栓机制可能与保护内皮功能和多途径抑制血小板聚集有关[23]。张丽媛等[24]通过缺氧诱导的血小板活化实验证实了川芎嗪可通过 ERK5/P70S6K/Rac1 信号通路抑制血小板聚集及其与纤维蛋白原的黏附。另有研究建立氧糖剥夺/复氧诱导的脑微血管内皮细胞损伤模型,发现川穹嗪能抑制血小板与血管内皮细胞的黏附,减轻炎性因子及黏附分子在内皮细胞上的表达,这些作用主要是通过抑制p38MAPK、NF-κB 信号通路介导[25]。临床工作中田塬等[26]通过 meta 分析骨科深静脉血栓治疗情况,证实联合应用川芎嗪能增强传统西药疗效,并能显著改善患者凝血功能指标、血液流变学指标以及血流动力学参数。

2.3 钩藤碱

钩藤碱是从茜草科植物钩藤带钩茎枝中分离得到的一种生物碱。谢笑龙等[27]使用钩藤碱预处理家兔血浆,发现钩藤碱可剂量依赖性地抑制血小板聚集及血小板胞浆钙内流,效果优于阿司匹林处理组。乔秋杰等[28]使用高、中、低剂量(50、35、20 mg/kg)钩藤碱干预大鼠与新西兰兔,结果钩藤碱各剂量组均能延长大鼠颈动脉完全阻塞时间、凝血时间,同时各剂量组均能降低 SPF 级新西兰兔血小板聚集率、红细胞比容、任何层流速度血液的全血比黏度、血浆比黏度和纤维蛋白原,该实验揭示了钩藤碱在改善凝血、血小板聚集、血液流动性方面的作用。还有研究发现钩藤碱能够通过增强自噬降低肿瘤坏死因子 α 介导的人脐静脉内皮细胞凝血相关因子的表达,抑制血管内皮炎性损伤时血栓前状态的发生[29]。

3 有机酸及酚类

3.1 阿魏酸

阿魏酸是当归、升麻和川芎等植物细胞壁中的一种功能性酚酸。刘海云等[30]以高、中、低剂量(30、15、7.5 mg/kg)阿魏酸灌胃大鼠,阿司匹林(30 mg/kg)为对照,结果阿魏酸中、高剂量组明显延长大鼠 PT、APTT、TT 值,各剂量组明显减轻动静脉旁路模型血栓干、湿重,效果优于阿司匹林组。景蓉等[31]发现阿魏酸钠选择性抑制 TXA2 活性,提高了前列环素/TXA2 值,可以改善大鼠局灶性脑缺血。临床研究发现,阿魏酸钠可显著抑制患者丙二醛、TXB2、血小板聚集以及 TXA2 的生成[32]。Choi 等[33]的体外实验证实阿魏酸通过延长内源性、外源性凝血过程和延长复钙时间,产生抗凝作用;在体内急性血栓栓塞模型中,阿魏酸降低凝血酶刺激的血小板活化过程中 αIIbβ3/FIB 的表达和 AKT 的磷酸化,其抗血栓作用有望成为后续研究的治疗靶点。

3.2 丹酚酸 A

丹酚酸 A 可由中药丹参的干燥根及根茎中提取分离。王海港等[34]在比较丹酚酸 A 和阿司匹林抗血栓作用的特点的研究中,体外实验显示丹酚酸 A 能够剂量依赖性地抑制 ADP、AA 和凝血酶诱导的血小板聚集;体内实验以丹酚酸 A 低、中、高剂量(1、3、10 mg/kg)灌胃大鼠,连续 5 d,丹酚酸 A 能显著抑制血小板聚集且具有较好量效关系,疗效与阿司匹林相近,凝血四项检测中能显著降低FIB 并提高 PT。Fan 等[35]的研究证实丹酚酸 A 静脉注射(2.5 ~ 10 mg/kg)可剂量依赖性地降低大鼠动静脉分流模型中血栓重量及血小板聚集率,其机制可能与降低血小板cAMP 水平及调节血液流变学相关。体外丹酚酸 A 浓度依赖性地抑制 ADP、凝血酶、胶原蛋白和 U46619 诱导的血小板聚集,并通过抑制磷酸肌苷 3-激酶抑制动脉血栓形成[36]。临床上丹酚酸 A 可以抑制 2 型糖尿病(DM2)患者血小板的激活和聚集,提示丹酚酸 A 可为 DM2 的抗血小板治疗提供一种替代方案[37]。

3.3 羟基红花黄色素 A

羟基红花黄色素 A 是红花主要有效成分。臧宝霞等[38]观察了羟基红花黄色素 A 体外抑制血小板聚集及抗凝的作用,发现羟基红花黄色素 A 对 ADP 诱导的家兔血小板聚集具有明显的抑制作用,且可明显延长大鼠和家兔血浆PT。张宏宇等[39]体内实验证实静脉注射红花黄色素能明显延长小鼠 CT、大鼠 PT,降低大鼠血浆 FIB,增加血凝块溶解率,延长大鼠颈动脉血栓形成的时间,缩短大鼠体外血栓长度,减轻血栓的湿重及干重。徐露和董志[40]分别构造由 AA、ADP、PAF 诱导激活的血小板模型探究羟基红花黄色素 A 对血小板聚集功能及超微结构的影响发现,羟基红花黄色素 A 能够显著抑制 AA、PAF 诱导的血小板聚集,并能使树突型血小板突起变少,这说明其可通过抑制血小板表面 AA、PAF 受体的活性抑制血小板的活化。

4 萜类

4.1 银杏内酯 B

银杏萜类内酯提取自银杏叶,银杏内酯 B 是其中拮抗PAF 受体能力最强的单体。银杏内酯 B 能够有效抑制胶原诱导的血小板聚集以及 CD40L 的表达,并明显抑制了AKT 磷酸化,表明银杏内酯 B 能够通过 PI3K/AKT 信号传导通路抑制血小板活化[41]。Zhang 等[42]的一项研究还表明银杏内酯 B 在不同层流剪切应力下均可抑制血小板和单核细胞的黏附,且能降低 TNF-α 诱导的 HUVECs 细胞黏附分子的表达。另外,张小丽和韦晟[43]探讨银杏内酯 B在动物模型中的抗凝作用时,发现银杏内酯 B 在大鼠、小鼠和家兔的动物模型中均表现出良好的抑制凝血的作用,银杏内酯 B 处理内皮细胞能激活 eNOS 信号通路,表明其抗凝机制与激活血小板中 eNOS、增加 NO 释放量有关。在治疗急性缺血性脑卒中患者的临床研究中,发现在高压氧治疗基础上,联合采用银杏内酯注射液,可明显降低患者血清 TXB2 和 PAF 水平,改善神经功能和认知功能,有效提高患者日常生活能力[44]。

4.2 丹参酮 IIA

丹参酮 IIA 为二萜醌类化合物,是由唇形科植物丹参的干燥根及根茎中提取的丹参酮类活性成分之一。周娟等[45]采用大鼠动-静脉旁路血栓形成模型,观察丹参酮 IIA 静脉乳剂对大鼠实验性血栓形成的影响,发现丹参酮 IIA 静脉乳剂各剂量组可以不同程度地降低不同切变率下的全血黏度、血浆黏度、红细胞比容、红细胞聚集指数及红细胞刚性指数,提示丹参酮 IIA 可以降低血液黏滞度,减少红细胞的聚集,改善红细胞的变形能力,抑制血栓形成。张泽文等[46]通过检测分别用凝血酶和丹参酮 IIA 处理的血小板的基因及蛋白表达,发现丹参酮 IIA 通过抑制 G 蛋白及相关信号分子的基因转录与表达抑制血小板活化。临床观察丹参酮 IIA 磺酸钠注射液对缺血性脑血管病患者血液流变学及生命质量的影响,发现丹参酮 IIA 具有明显的抗凝血作用,可控制血小板黏附,防止血栓形成,可有效改善患者生命质量[47]。

5 皂苷类

人参皂苷 Rg1 是中药人参、三七等人参属药材的主要药理活性成分之一。华声瑜等[48]使用人参皂苷 Rg1 干预体外分离大鼠血小板,发现人参皂苷 Rg1 可明显抑制 ADP诱导的血小板聚集,从而降低动脉血栓的形成。Zhou 等[49]实验表明人参皂苷 Rg1 通过 ERK 通路显著抑制用 FeCl3诱导野生型 B57/b6 小鼠肠系膜小动脉的体内血栓形成模型凝血酶活性的增强,促进纤维蛋白溶解,降低血小板聚集,延长肠系膜动脉闭塞时间,抑制血小板活化,减轻体内动脉血栓形成。沈志强等[50]使用人参皂苷 Rg1 25 mg/kg 腹腔注射给药大鼠,与对照组相比显著延长血栓形成时间,显著降低凝血酶激活的血小板与中性粒细胞间的黏附率,提示人参皂苷 Rg1 抗血栓作用机制可能与抑制中性粒细胞与血小板之间的相互作用有关。此外人参皂苷 Rg1 可促进 NO及血管内皮生长因子表达,抑制血管平滑肌增殖,抗黏附等发挥间接抗血栓作用[51]。

6 总结与展望

综上所述,已发现多种植物中药有效成分具有明显的抗血栓作用,作用机制研究均取得一定进展,这些研究成果对阐释中药防治血栓性疾病的作用特点,更好地应用于临床有重要的参考价值。血栓性疾病来势凶猛,而血栓的形成难以监测,复发率和致残率均很高。抗血栓药物的开发是一个重要的研究领域,虽然现有的药物在临床已发挥了良好的疗效,但血栓性疾病发生率的逐年提升及现有药物常伴有消化道反应、出血等不良反应,促使我们展开更深入的探索。目前的研究已表明多种中药有效成分可以从多环节、多靶点发挥抗血栓的作用,但对其作用机制的研究尚不够深入,各类成分结构与相应功能的关系之间是否有一定规律性也不清楚。因此,需要进一步加强中药抗血栓作用的研究,使其在血栓性疾病的防治中发挥更大的作用。

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