柳 晴 庄开颜 张 云 何秋霞 刘可春 夏 青 周洪雷
(1 齐鲁工业大学,山东省科学院生物研究所,济南,250103; 2 山东中医药大学药学院,济南,250355; 3 山东省人类疾病斑马鱼模型与药物筛选工程技术研究中心,济南,250103; 4 济南市中药质量生物评价工程研究中心,济南,250103)
《中国心血管病报告2018》指出,我国心血管病患病人数约2.9亿,其中冠心病1 100万[1]。2012年以来,冠心病病死率持续攀升,严重影响城乡居民健康,加重家庭负担。心可舒由5味药食同源中药组成,丹参为君药,味苦、性微寒,是治疗冠心病最常用的药物之一,具有凉血功效且不会造成血瘀,化瘀而不伤气血。三七和葛根为臣药,三七具有活血止血、化瘀定痛的功效,丹参与三七君臣相辅,可通可补,发挥最大的活血功效。葛根具有解肌退热、生津透疹、升阳止泻的功效,可增加冠状动脉血流量、降血糖、降血脂等。木香为佐药,辛散、苦降,畅通肠胃,为行气止痛的良药,能有效改善患者不良情绪。山楂为使药,具有消食健胃、行气散瘀、化浊降脂的功效,与丹参合用可协同预防高血脂症状[2]。心可舒是国家认定的冠心病首选药,为国家中药保护品种,临床疗效确切,并可有效缓解患者的焦虑、抑郁情绪。剂型包括片剂、胶囊剂和丸剂等,主要为片剂。本文对心可舒中的化学成分及药理作用进行系统归纳总结,希望能够为其进一步研究、质量控制提升和二次开发等提供依据和参考。
心可舒组方中的5味中药都含有丰富的化合物,但目前对心可舒所含化学成分的研究并不多。2004年,He等[3]利用高效液相-二极管阵列检测器(High Performance Liquid Chromatography-Diode Array Detector,HPLC-DAD)在心可舒片中分离出丹参素、原儿茶醛、葛根素和大豆素,含量分别为7.028 mg/g、1.214 mg/g、11.470 mg/g和0.146 mg/g。2011年,Peng等[4]采用高效液相色谱-离子阱静电场轨道阱质谱联用(High Performance Liquid Chromatography-Linear Ion Trap Quadrupole-OrbitrapHPLC-LTQ-Orbitrap)的方法,从心可舒片中鉴定或推测出51个化合物,包括酚酸、异黄酮-C-糖苷、异黄酮-O-糖苷、黄酮类和三萜类皂苷,通过对其中15个化合物定量分析,认为丹参素、原儿茶醛、葛根素、3-甲氧基葛根素、大豆素、大豆苷和丹酚酸B为心可舒的主要成分。2012年,王培[5]采用高效液相-二极管阵列-质谱(High Performance Liquid Chromatography-Diode Array Detector-Mass Spectrometry,HPLC-DAD-MS)联用法鉴定出27个化合物,并测定了其中10个成分的含量,在15批次的心可舒片样品中三七皂苷R1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rd、丹参素钠、原儿茶醛、葛根素、大豆苷、丹酚酸B和大豆素的平均含量分别为0.937 mg/g、2.710 mg/g、4.119 mg/g、0.808 mg/g、3.807 mg/g、0.798 mg/g、18.608 mg/g、3.559 mg/g、3.970 mg/g和0.734 mg/g,其中原儿茶醛、葛根素和大豆素含量与He等[3]研究中的含量差异较大。2013年,余辉和何劲松[6]建立反相高效液相色谱法同步定量心可舒片中4个脂溶性成分,二氢丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮Ⅰ和丹参酮ⅡA的平均含量分别仅为0.015 mg/g、0.018 mg/g、0.019 mg/g和0.005 mg/g。心可舒片制备工艺中丹参采用水回流提取,因此脂溶性成分含量较低。2014年,赵振霞等[7]使用高效液相色谱法和超高效液相色谱法测定出丹参素钠在心可舒胶囊中的含量为3.08 mg/g。2016年,该课题组又测得3批心可舒丸中木香烃内酯和去氢木香内酯的平均含量分别为0.39 mg/g和1.01 mg/g[8]。此外,心可舒颗粒中测得芦丁的平均含量为5.55 mg/g[9],齐墩果酸和熊果酸在心可舒胶囊中的平均含量分别为0.134 mg/g和0.132 mg/g[10]。
通过整理文献[3-10],共得到心可舒中68个已知化合物。其中17个来源于丹参,主要为丹酚酸B等13个酚酸类成分,及微量的丹参酮ⅡA等4个脂溶性二萜类成分;26个成分来源于葛根,主要包括23个黄酮类成分等;8个来源于山楂,包括黄酮类、有机酸和三萜类等成分;12个来源于三七,均为三萜皂苷类成分;2个来源于木香的倍半萜类成分;另有5个暂时不知归属。其中,咖啡酸为丹参与山楂共有成分,奎宁酸为葛根与山楂共有成分。心可舒的疗效与其存在的微量元素有一定关系,心可舒中含有丰富的Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Na、K等元素[11]。而Fe、Cu、Zn等微量元素均与心血管疾病相关。见表1,图1~5。
表1 心可舒中化学成分
2.1 抗心肌缺血作用 Liu等[12]评价了心可舒片对异丙肾上腺素诱导大鼠心肌梗死(Myocardial Infarction,MI)的保护作用,采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术(Ultra-high Performance Liquid Chromatography/Quadrupole Time of Flight-Mass Spectrometry,UPLC/QTOF-MS)建立代谢组学的方法分析大鼠血浆代谢物,发现心可舒预处理MI大鼠与未经心可舒预处理MI大鼠共有17个代谢产物差异显著,提示心可舒主要通过脂肪酸β-氧化途径、鞘脂代谢、蛋白水解、色氨酸代谢和嘌呤代谢等通路调节MI引起的代谢紊乱。Liu等[13]以组织靶向代谢组学为基础,从体内/体外评价了心可舒对MI大鼠的干预作用,体内实验结果显示,心可舒发挥作用共涉及12条代谢途径,其中7条与Ca2+超载机制有关,H9c2细胞体外代谢调控也部分证实了其代谢作用。心可舒还可明显逆转磷脂酶A2(Phospholipase A2,PLA2A)Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(Calcium/Calmodulin-dependent Protein Kinase Ⅱ,CaMKⅡ)和原胱天蛋白酶-3等3种蛋白的过表达,该研究进一步运用分子对接技术得到心可舒中11个活性成分与这3种蛋白具有稳定的亲和力,包括丹酚酸B、葛根素7-O-葡萄糖苷、葛根苷B、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rg3、三七皂苷K、丹酚酸C、紫草酸、人参皂苷Rd、Genistein-8-C-apiosyl(1-6)-glucoside和三七皂苷R1。综合体内外代谢特征和蛋白质印迹法分析发现心可舒主要通过抑制Ca2+超载机制纠正心肌梗死代谢紊乱。Yang等[14]同样采用代谢组学的方法探讨心可舒对左冠状动脉前降支(Left Anterior Descending Coronary Artery,LAD)结扎所致心肌梗死大鼠的治疗作用机制,发现心可舒可逆转酰基辅酶A合成酶长链家族成员1(Acyl-CoA Synthetase Long-chain Family Member 1,ACSL1)、肉碱棕榈酰基转移酶-1b(Carnitine Palmitoyltransferase-1b,CPT1b)、CaMKⅡ和PLA2A等4种关键蛋白的过度表达,通过抑制Ca2+超载和脂肪酸β-氧化功能障碍治疗LAD心肌梗死代谢紊乱。此外,心可舒通过挽救内皮依赖性血管舒张、抑制动脉粥样硬化进展、预防心肌缺血、改变内皮型一氧化氮合酶(Endothelial Nitric Oxide Synthase,eNOS)和血管细胞黏附分子-1(Vascular Cell Adhesion Molecule-1,VCAM-1)表达,保护家兔动脉粥样硬化性心肌缺血损伤[15]。
2.2 抗心肌缺血再灌注损伤作用 卢金萍和欧阳静萍[16]利用LAD建立家兔心肌缺血再灌注模型,透射电镜观察发现心可舒可改善心肌纤维及线粒体排列紊乱,还可明显降低再灌注造成的丙二醛升高,明显提升超氧化物歧化酶活性,有效升高腺嘌呤核苷三磷酸含量,从而改善心脏舒张收缩功能,其作用机制与清除氧自由基,增加血流量,改善能量代谢有关。Sun等[17]采用UPLC-Q/TOF-MS细胞代谢组学方法研究心可舒及去丹参减方对H9C2心肌细胞缺氧/复氧(Hypoxia/Reoxygenation,H/R)损伤的保护机制,发现心可舒对H/R损伤所致的氧化应激和细胞凋亡具有明显的保护作用,还可改善H/R损伤引起代谢网络异常。蛋白质印迹法分析表明,心可舒通过调节CaMKⅡ的过度表达和胱天蛋白酶-3活化发挥对心肌缺血再灌注损伤的保护作用。
2.3 改善内皮功能 研究表明,一氧化氮和内皮素-1(Endothelin-1,ET-1)共同调节血管内皮功能。一氧化氮能够维持血管紧张性和反应性[18];ET-1参与调控血管舒缩功能,它的产生和含量升高易使心肌病进一步恶化,威胁患者生命[19]。很多心肌病如心绞痛等病症的发生与ET-1增加及血清一氧化氮减少密切相关。心可舒可以显著降低患者体内ET-1含量,升高一氧化氮含量,改善血管内皮功能[20-21]。李晓宇等[22]利用网络药理学预测了心可舒片干预动脉粥样硬化的作用机制,发现心可舒片通过调节PI3K/AKT/eNOS和Raf/MEK/ERK通路保护血管内皮细胞。
2.4 抗焦虑/抑郁作用 随着社会的发展和医学模式的改变,人们的心理健康越来越受到重视。流行病学研究表明,正常人群中,焦虑和抑郁的发生率分别为5%和4%~7%,心血管疾病合并焦虑抑郁患者比例较非心血管疾病患者显著增高,冠心病合并焦虑或抑郁患者的比例高达22%[23]。临床使用具有“双心”疗效的抗冠心病药物尤为重要[24]。心可舒对于冠心病患者的焦虑、抑郁情绪有很好的缓解作用[25],可以显著改善患者的焦虑状态,并极大提高患者的生命质量[26]。Ma等[27]对患者外周血液细胞因子水平进行评价,发现焦虑状态的改善伴随各种细胞因子(Trappin-2、脂联素、白细胞介素-1β、血小板生成素、活化的白细胞黏附分子、神经营养蛋白-3和转铁蛋白)含量水平变化,其机制可能是通过提高抗炎与炎症介质的血液比例来实现的。佟士骅等[28]发现心可舒片可以通过改善患者的血液流变学缓解焦虑。刘刚[29]发现心可舒片可以通过降低血浆神经肽Y水平缓解焦虑。
2.5 抗炎作用 杨明信等[30]发现心可舒对炎症介质血清基质金属蛋白酶9和C反应蛋白具有抑制作用。李远等[31]研究发现心可舒可以降低患者的血清炎症介质(血清超敏C反应蛋白、同型半胱氨酸),提高脂联素水平。徐飞飞等[32]利用兔动脉粥样硬化模型研究发现,心可舒可以减少脂质斑块,抑制炎症反应。心可舒片还可以通过降低白细胞介素-6和可溶性CD40配体水平,产生抗炎作用[33]。
2.6 降血脂作用 Liu等[34]采用基于配备四极杆飞行时间质谱的超高效液相色谱(Ultrahigh-performance Liquid Chromatography Equipped with Quadrupole Time-of-flight Mass Spectrometry,UPLC-QTOF-MS)的代谢组学方法,对经心可舒治疗前后的动脉粥样硬化家兔的血浆进行了代谢指纹图谱的研究,其中有20个潜在的生物标志物参与代谢,研究发现心可舒可以通过脂肪β-氧化途径、鞘脂代谢、甘油磷脂代谢和胆汁酸的生物合成等途径调节脂质紊乱。纤维蛋白原是多种心血管疾病的独立预测因子,其水平的增加会导致冠心病、心力衰竭等心脏病的发生[35],心可舒片则可显著降低纤维蛋白原指标[36]。心可舒还可显著降低血糖、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇,改善血脂水平[37]。
2.7 抗血小板聚集作用 蒯明俊等[38]研究发现心可舒片可以有效降低冠心病患者的血液黏度和血小板聚集率。心可舒片治疗4周后,可改善血液流变学指标,如降低血小板黏度和表面活性,改善血液黏稠状态[39]。采用前瞻性随机对照试验,将二磷酸腺苷介导血小板聚集率偏高的患者随机分为2组,分别给予心可舒联合脉血康胶囊和氯吡格雷治疗6个月后,评价血小板聚集率及血清中超敏C反应蛋白,发现心可舒联合脉血康胶囊组的血小板聚集率和超敏C反应蛋白都明显低于氯吡格雷组[40]。张以昆等[41]对62例冠心病血瘀证患者进行随机对照试验,发现心可舒片可延长凝血酶原时间和活化部分凝血活酶时间,提高血浆组织型纤溶酶原激活物浓度的同时降低其抑制物浓度,从而起到提高纤溶系统活性和抗血小板作用。
2.8 其他药理作用 除以上作用外,心可舒片还可以通过降低N末端原脑利钠肽水平和左心室射血分数,从而有效改善心功能[42]。可改善冠心病患者血管弹性指标如大动脉顺应指数和小动脉振荡指数,减慢颈桡动脉的脉搏传导速度[43]。可有效降低皮质醇激素水平,升高甲状腺素T4水平[44]。可降低血浆血栓素B2水平,升高6-酮-前列腺素F1a水平,起到调节血栓素A2-血管壁前列环素平衡的效果[45]。朱维懿和顾贤栋[46]统计分析发现心可舒可显著改善患者心率变异性(Heart Rate Variability,HRV),还可明显降低心率,提高HRV时域指标,最终减少心绞痛次数[47]。
本文通过查阅国内外文献,共总结得到心可舒中68个已知化合物,主要包括丹参中的酚酸类成分,葛根中的黄酮类成分,三七中的三萜皂苷类成分,山楂中的黄酮类、三萜类成分和木香倍半萜类成分等。化学成分研究是阐明中成药药效物质,阐释作用机制,提升质量控制水平,实现中成药现代化的关键前提。心可舒处方中5味中药均含有丰富的化学物质,且山楂(部分)、三七和木香均为原粉入药,由此可见心可舒化学成分研究还不够全面。未来可利用液质联用、诊断离子策略、分子网络、数学拆方等多种技术手段阐明心可舒的化学物质基础,并进一步明确成分归属。心可舒体内药效物质未见报道,入血成分有待阐明,需要进一步明确体内直接效应物质。现有研究表明心可舒具有抗心肌缺血、抗缺血再灌注损伤、改善内皮功能、抗焦虑、抗抑郁、抗炎、抗血小板聚集等药理活性,其主要作用机制涉及改善心肌代谢紊乱,清除氧自由基,调节钙离子通路、PI3K/AKT/eNOS和Raf/MEK/ERK通路等。冠心病患者常伴有焦虑、抑郁情绪,且该情绪容易加重冠心病症状。临床应用发现心可舒双心疗效显著,但药效成分及药理作用仍有待深入研究。心可舒所含丹参素、丹酚酸B、葛根素、大豆苷、人参皂苷Rg1、人参皂苷R1等成分药理作用及作用机制均已有较深入研究,但对复方中各成分间的相互作用认识仍不充分,有待进一步利用生物信息学、系统生物学等技术阐明心可舒多成分、多靶点协同起效的作用机制。因此,深层次、多方面探讨化学成分与功效之间的关系,对实现心可舒现代化和二次开发具有重要意义。