都梦帆,向 汝,胥 冰,郭东艳,李 涛,史晓燕,段丽芳,范 妤,4
(1. 陕西中医药大学医学技术学院,陕西 咸阳 712046;2. 陕西省中医药大学药学院,陕西 咸阳 712046;3. 陕西中医药大学基础医学院,陕西 咸阳 712046;4. 陕西省中医体质与疾病防治研究重点实验室,陕西 咸阳 712046)
中药五味子(Schisandra)为木兰科五味子(北五味子)(Schisandrachinensis(Turcz.)Baill)或华中五味子(南五味子)(S.sphenantheraRehd.etWils.)的干燥成熟果实,具有收敛固涩、益气生津、补肾宁心的功效[1]。从地域分布来看,南五味子主要分布于华中、西南等地,北五味子主要集中于东北、内蒙古等地。五味子因其皮肉甘酸,核中苦辛,皆有咸味,五味具备,故名之。五味子入肺、心、肾经,可敛肺滋肾、涩精止泻、宁心安神,是常用的滋补固涩类中药,临床上主要用于久嗽虚喘、津少口渴、体虚多汗、精滑不固、小便频数、久泻不止等症[2]。现代研究表明其具有多种药理活性,如保肝、抗炎、抗病毒、抗肿瘤、调节中枢神经系统活性[3]等。五味子常与地黄、麦冬、人参等配伍,组成参芪五味子胶囊、刺五加口服液、生脉注射液等中成药,可治疗气血不足、神经衰弱等。此外,五味子可与其他中药配伍治疗急、慢性肝损伤,修复受损肝细胞,降低血清转氨酶活性,加快乙醇代谢[4-5]。本文主要对五味子及其主要活性成分治疗酒精性肝损伤的研究进展进行综述,为临床上合理应用提供理论依据。
五味子的主要活性成分有木脂素、挥发油、有机酸、多糖、萜类、黄酮等。木脂素(SCL)类成分是五味子的主要活性成分,约占2%~8%,主要包括五味子甲素(deoxyschisandrin)、五味子乙素(schizandrin B)、五味子丙素(schisandrrin C)、五味子醇甲(schizandrol A)、五味子醇乙(schizandrol B)、五味子酯甲(schisantherrin A)等[6]。研究表明,五味子中的木脂素具有抗炎、抗氧化等作用。五味子科植物中的三萜类化合物主要包括3种类型[7],羊毛脂烷型、环阿屯烷型和降三萜,具有抗人类免疫缺陷病毒(HIV)、抗乙型肝炎病毒、抗炎、抗肿瘤作用。五味子多糖是从五味子中分离提纯并得到的多糖类生物活性物质,具有明显的抗氧化、抗凋亡的作用,五味子多糖能通过增加细胞内抗氧化剂含量及各种抗氧化酶的活性,增强线粒体的功能和结构的完整性,对心脏、大脑、肝脏、肾脏等组织或细胞损伤具有一定的保护作用。
肝脏是人体最大的内脏器官,是消化系统中最大的消化腺,具有参与氧化反应、储存肝糖、分泌性多种血浆蛋白、合成分泌胆汁等作用。酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)是指由于过量酒精摄入导致的肝脏损害及其一系列病变,其特征为肝脏的广泛性损伤,初期表现为脂肪肝,进而可发展为酒精性肝炎、肝纤维化、肝硬化[8]。随着我国酒桌文化的不断发展,酒精引起的健康问题,据流行病学调查,我国酒精性肝病患病率呈逐年上升趋势。目前酒精性肝损伤已成为仅次于病毒性肝炎的第二大类肝病,是发展为肝硬化较为常见的原因[9]。
酒精性肝病的影响因素较多,包括饮酒量、饮酒年限、酒精饮料品种、饮酒方式、性别、种族、肥胖、肝炎病毒感染、遗传因素、营养状况等。其病理机制较为复杂,主要涉及线粒体功能障碍;氧化应激、脂质过氧化;肠源性内毒素血症;Kupffer细胞活化;免疫机制及肝炎病毒[10]等。
目前酒精性肝病的诊断标准为:①有长期饮酒史,一般超过5年,折合乙醇量男性≥40 g/d,女性≥20 g/d; 或2周内有大量饮酒史,折合乙醇量>80 g/d。乙醇量(g)换算公式=饮酒量(mL)×乙醇含量(%)×0.8。②血清生化指标:谷草转氨酶(AST)/谷丙转氨酶(ALT)>2、谷氨酰转移酶(GGT)升高、平均红细胞体积(MCV)升高。③肝脏B型超声、CT、MRI或瞬时弹性成像检查有典型表现。酒精性肝病的临床分型主要为轻症酒精性肝病、酒精性脂肪肝、酒精性肝炎、酒精性肝纤维化、酒精性肝硬化[11]。
酒精性肝损伤的西医治疗主要以戒酒、补充营养、对症治疗为主,但疗效甚微,不良反应较多,而五味子作为我国传统保肝药,被誉为保肝降酶之王,临床上多可与其他中药配伍治疗急、慢性肝损伤。有研究表明,枳椇子五味子复合饮料可提高小鼠抗氧化物酶活性,减少脂质过氧化,对酒精性肝损伤小鼠具有保护作用[12]。五味子灵芝片可降低酒精肝小鼠血清中的胆固醇、甘油三酯,通过调节脂质代谢保护肝脏[13]。云芝五味子浸膏能够显著改善酒精造成的肝脏细胞脱落、脂肪变性,能够有效改善氧化应激,降低血清ALT、AST活力[14]。近年来国内外的研究主要集中在五味子提取物的保肝作用。
3.1降酶作用 人体酒精代谢主要涉及的常见脱氢酶包括乙醛脱氢酶(ALDH)和乙醇脱氢酶(ADH)。ADH将乙醇代谢为高毒性分子乙醛,ALDH将乙醛代谢为毒性较小的乙酸盐,最终分解为水和二氧化碳排出人体[15]。有研究发现,乙醇灌胃造模后的酒精性肝损伤(ALI)小鼠肝脏中的ADH活性明显增强,ALDH活性受到明显抑制,五味子甲素可显著逆转乙醇对ADH、ALDH的损伤,表明五味子甲素可通过脱氢酶系统改善酒精代谢[16]。
ALT和AST是肝细胞浆内的两种可溶性酶,肝细胞受损后,细胞膜通透性增加,导致其大量进入血液,因此可作为肝损伤的敏感指标。王瑶等[17]研究五味子中总木脂素(SCL)和多糖(SCP)对酒精性肝损伤小鼠的保护作用,发现与正常对照组比较,模型组小鼠血清中的ALT、AST水平均显著升高,与模型组比较,SCP 组、SCL组及SCP+SCL组均可显著降低ALT和AST水平。结果表明,SCL和SCP可通过降酶作用保护肝细胞,改善酒精诱导的肝损伤。程敏等[18]采用经典急性毒性实验方法,测量五味子多糖的最大给药量,观察其急性毒性反应,结果发现急性毒性实验中五味子多糖对小鼠的一般行为、体质量变化及各脏器检查均未见异常,在肝保护实验中发现,与模型对照组比较,南五味子多糖可显著降低ALT、AST含量,且组织病理学发现五味子多糖在一定程度上改善了肝脏组织损伤,提示五味子多糖具有保肝降酶的作用。于潞溪等[19]研究五味子花色苷对慢性酒精性肝损伤的保护作用,结果发现,五味子花色苷有降酶作用,治疗组小鼠血清中的ALT、AST较模型组明显下降;五味子花色苷还有较好的抗炎作用,可改善慢性酒精性肝损伤小鼠中的白细胞介素(IL)-8、IL-6水平,降低炎症反应。
3.2调节微粒氧化乙醇(MEOS)系统 MEOS系统在肝脏代谢酒精过程中发挥作用,细胞色素P450是MEOS中的主要部分,被认为是酒精代谢过程中活性氧(ROS)过量产生的主要场所。Li等[16]研究五味子甲素对酒精性肝损伤小鼠的MEOS系统的抑制作用,用qPCR和蛋白质印迹分析测定了CYP的两种主要形式CYP2E1和CYP1A2的表达,结果显示,CYP2E1和CYP1A2的表达水平在酒精性肝小鼠中被上调,而用五味子甲素处理可以剂量依赖的方式抑制酒精诱导的这两种蛋白的过表达,由此表明,五味子甲素可通过MEOS的失活保护肝脏免受酒精引起的损伤。Yuan等[20]用乙醇制备小鼠和HepG2细胞肝损伤模型,通过体内外实验研究五味子酸性多糖(SCAP)对急性酒精性肝损伤的保护作用。检测细胞色素P450 2E1(CYP2E1)在小鼠肝组织和HepG2细胞中的表达,以及血清、肝组织和HepG2细胞中丙二醛(MDA)水平、超氧化物歧化酶(SOD)活性和肝组织中三酰甘油(TG)含量,发现SCAP能显著抑制CYP2E1蛋白的上调,降低MDA水平,提高血清、肝组织和HepG2细胞的SOD活性,提示SCAP可通过抑制CYP2E1蛋白的表达,减少活性氧(ROS)生成,减轻乙醇代谢导致的氧化应激,增加抗氧化活性,从而保护肝脏。Li等[21]还发现五味子中的三萜类化合物能抑制酒精对肝微粒体中CYP2E1的诱导,增强SOD、谷胱甘肽(GSH),降低MDA含量,能减轻酒精诱导的大鼠器官氧化应激。
3.3抗氧化作用 乙醇氧化代谢所诱发的氧化应激在肝损伤的病理过程中起着重要作用,乙醇脱氢酶和MEOS系统在分解酒精过程中会产生大量ROS,过量的ROS可激活肝细胞膜中脂质过氧化发生,导致MDA和其他脂质过氧化物的生成增加,破坏细胞膜的结构,导致细胞肿胀和坏死,从而损伤肝脏。SOD、CAT、GSH是生物体内的保护性酶和自由基清除剂,MDA在血清或组织中的含量可反映机体脂质过氧化的损伤程度和氧化的严重程度。五味子中的木脂素、多糖等有效成分可减轻脂质过氧化,减少氧化应激,从而保护肝脏。有研究表明北五味子总木脂素与同等浓度的VC对照品相比,其总抗氧化能力约为VC的1/7,清除超氧阴离子自由基的强度是VC的1/6,表明总木脂素成分具有较强的抗氧化能力,能够有效清除超氧阴离子自由基,减轻氧化应激损伤[22]。王春梅等[23]用半仿生法提取北五味子中的总木脂素,研究其对急性酒精性肝损伤小鼠的保护作用,结果显示五味子中的总木脂素可降低ALT、AST活性和TG水平,同时还可提高GSH,降低MDA、一氧化氮合酶(NOS),改善氧化应激状态,阻止肝细胞脂质过氧化,维持细胞质膜正常结构,保护肝细胞。除肝损伤动物模型外,五味子多糖对原代大鼠肝细胞也显示出较好的抗氧化作用。王荣等[24]通过体外培养原代大鼠肝细胞,分为空白组、模型组、高中低剂量给药组,研究五味子多糖对原代大鼠肝细胞氧化应激损伤的保护机制,结果发现与模型组相比,不同浓度的五味子多糖可明显提升大鼠肝细胞的存活率;明显抑制细胞中NO、MDA的生成;Western blot检测显示,不同剂量的五味子多糖可明显促进抗氧化蛋白HO-1、SOD表达,抑制促氧化蛋白P67-phox、P47-phox的表达,并且五味子多糖显著抑制Racl的磷酸化。
五味子总木脂素化学结构中的分子基团是其发挥抗氧化保肝作用的活性部位。王陈萍等[25]比较了含亚甲二氧基的五味子乙素、丙素、酯甲、醇乙具有保护肝细胞的作用,而不含亚甲二氧基的五味子醇甲没有肝保护作用,表明五味子中的木脂素苯环上的亚甲二氧基,是木脂素活性的重要基团。
潘炎等[26]从五味子中提取五味子多糖分级产物SCAP-2,研究其对酒精诱导的小鼠急性肝损伤的保护作用,结果显示高剂量组的SCAP-2可显著降低肝功能酶ALT、AST,保护肝细胞,升高血清及肝组织中的SOD,降低MDA、TG,改善急性酒精性肝损伤小鼠机体的氧化应激状态,从而保护肝脏。Yue等[27]研究比较了用硒修饰的五味子多糖(SCP)和未修饰的五味子多糖(SCP)在体外的抗氧化活性,分别给14日龄的鸡胚注射SCP和sSCP,结果表明,sSCP能显著提高细胞活力和SOD、CAT、GSH-Px活性,降低细胞凋亡率和乳酸脱氢酶(LDH)、AST、ALT、MDA含量,并且sSCP的抗氧化活性显著高于未修饰的SCP,而此外研究结果还表明sSCP可下调p-JNK1、p-ERK1/2、p-p38、Bax、Caspase 3和细胞色素C蛋白表达,上调Bcl-2蛋白表达,作用强过SCP组,表明硒化修饰可显著提高SCP的体外抗氧化活性,sSCP可通过调节MAPKs蛋白表达和线粒体依赖性凋亡信号通路,显著保护肝细胞氧化损伤。血红素氧合酶-1(HO-1)是一种普遍存在的应激反应蛋白,可以通过抑制氧化应激和保持细胞完整性在组织内稳态中发挥着关键作用,Li等[21]发现慢性酒精摄入降低了肝微粒体中HO-1的表达和活性,但高剂量五味子三萜可完全逆转上述变化。
3.4抗炎作用 有研究认为,长期的乙醇消耗也会增加门静脉血中肠源性脂多糖(LPS)的浓度,从而激活NF-κB信号通路,诱导促炎性细胞因子生成,从而进一步促进了ROS的生成,激发机体氧化应激,并加剧了肝损害。五味子水提物在单独使用时能提高GPx活性,减少ROS产生,改善肝脏抗氧化状态,发挥肝保护作用,减少巨噬细胞(CD68+)浸润,并且对阿伐他汀诱导的肝脏毒性也有预防作用,能显著改善阿托伐他汀给药引起的肝脏炎症和线粒体损伤。
Luo等[9]研究木脂素SCL对脂多糖刺激的RAW264.7细胞中炎性介质的影响,发现用LPS刺激巨噬细胞后,NF-κB、AP-1和IRF3被释放并迅速转移到细胞核中,从而激活其靶细胞因子和趋化因子基因的转录,有效防止LPS刺激的RAW264.7细胞中NF-κB(p65)、AP-1(c-Jun)和IRF3的核易位,可依赖性地降低这三个转录因子的磷酸化。LPS刺激后TBK1的磷酸化明显上调,而SCL处理下调了磷酸化的TBK1,表明SCL处理也抑制了TBK1/IRF3信号通路。此外,SCL可浓度依赖性地减少巨噬细胞中的NO、前列腺素E2(PGE2)、iNOS和环氧合酶2(COX-2)的表达,抑制促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α和TLR4介导的趋化因子MCP-1、Rantes和MIP-1α的释放,因此可推测五味子中的木脂素可通过调节NF-κB、AP-1和IRF3通路抑制炎症介质的产生。
3.5降脂作用 在乙醇氧化代谢生成乙醛过程中,肝脏 NADH/NAD 比例升高,NADH可促进脂肪酸的合成、抑制脂肪酸氧化导致肝脏脂肪变性。乙醛通过黄嘌呤氧化酶转变为超氧化物,导致脂质过氧化,破坏细胞膜脂质,还可使肝细胞内的线粒体受损,从而使肝细胞对脂肪酸分解功能低下,使皮下脂肪细胞内的脂肪酸向肝内转移,形成脂肪肝[28]。肝脏脂肪变性的特征是肝内TG和血清总胆固醇(TC)的积累,是机体对乙醇消耗的重要反应之一。
五味子藤茎提取物可改善高脂饮食诱导的C57BL/6J肥胖小鼠的脂代谢[29],能明显降低肥胖小鼠血清中的AST、ALT、TG、TC、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量和肝组织中TG、TC水平,升高了血清中高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),改善肝组织的脂肪空泡、炎性浸润、脂滴堆积,降低MDA,提高GSH活性,减少氧化应激和炎症反应。
Wat等[30]用高脂饮食喂养小鼠8周建立模型,治疗组通过管饲法分别给予0.3%的阿伐他汀、0.45%的五味子水提物(FSE)、0.3%的阿伐他汀+0.45%的五味子水提物,结果显示单用五味子水提物或联合阿伐他汀处理均可降低小鼠的体重、脂肪垫块(附睾、肾周和腹股沟脂肪)、肝重量、总肝脂,降低血浆TC、TG、LDL水平和肝脏中TG、胆固醇含量,提示FSE对肥胖大鼠的体重控制和脂质代谢具有潜在的预防作用。FSE还可降低饮食引起的血糖升高,减少高糖高脂饮食小鼠肝组织中的脂肪变性。
胆汁酸是机体内胆固醇代谢的最终产物。异常胆汁酸的成分变化和肝损伤有密切联系,有研究发现五味子醋制后可以调节胆汁酸代谢,下调溶血磷脂酰胆碱的水平,上调磷脂酰甘油酯水平,调控机体的磷脂代谢,干预肝损伤,并且醋制后与生用五味子比作用更明显,提示“酸可入肝”。醋制五味子还可通过调控脂质代谢、脂肪酸代谢和氨基酸代谢过程,促进脂肪转化,提高机体抗氧化能力而达到增强抗肝损伤的功效[31]。
3.6免疫调节作用 张媛等[32]观察五味子木脂素对小鼠淋巴细胞亚群和NK细胞的影响,用酒精灌胃40 d建立酒精肝损伤模型,治疗组分高、中、低剂量和联苯双酯对照组,结果显示,五味子木脂素中剂量组胸腺、脾脏系数明显增加,三个剂量组均能提高HC50、NK细胞活性,且低浓度效果最佳,表明木脂素能增强小鼠体液免疫功能,提高NK细胞功能,刺激淋巴细胞增殖。此外五味子木脂素中剂量组能显著降低CD8+水平,提高CD3+、CD4+水平及CD4+/CD8+比值,调节淋巴细胞亚群比例,调节细胞免疫功能。五味子木脂素还可以增加小鼠T、B淋巴细胞的数量,增强巨噬细胞的吞噬功能。
综上所述,五味子中的木脂素、多糖和萜类等有效成分具有较好的护肝降酶、抗炎、抗氧化的作用,可通过乙醇脱氢酶系统、MEOS系统减少ROS生成,减轻脂质过氧化,增强抗氧化物酶活性,减少氧化应激。五味子还可降糖降脂,调节机体脂质、磷脂、氨基酸代谢,干预酒精导致的肝损伤。五味子作为卫生部公布的可用于保健类食品的中药,适宜长期服用,因而其在保健品应用中有较好前景。目前,市场上出现不少五味子饮品,旨在保肝护肝,预防酒精性肝损伤,但其提取方法、配伍、作用机制仍有待进一步研究。
利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。