白芨在创面修复中的作用机制研究进展

许东敏，杜娟娇，杨 莹

白芨性寒，味苦、甘、涩，归肺、肝、胃经，出自《神农本草经》，书中记载：“主痈肿、恶疮、败疽、伤阴死肌，胃中邪气，贼风痱缓不收。”对于白芨一名的由来，《本草纲目》记载：“其根白色，连及而生，故名白芨。”对于其功效作用，古籍有诸多叙述，《药性论》：“治结热不消，主阴下痿，治面上疮，令人肌滑。”《唐本草》：“手足皲拆，嚼以涂之。”《日华子本草》：“止惊邪、血邪，痢疾，赤眼，症结，发背，瘰疬，肠风，痔瘿，刀箭疮扑损，温热疟疾，血痢，汤火疮，生肌止痛，风痹。”《本草图经》：“治金疮不瘥，痈疽方中多用之”。由此可见白芨以其“收敛止血，消肿生肌”之功，可用治于内外出血诸证及痈肿、烫伤、手足皲裂、肛裂等。现代药理研究表明白芨主要含有多糖类（主要为葡萄糖和甘露糖）、联苄类、二氮类、联菲类成分，及其他二氮菲并吡喃类、酯类和酚类，还有少量挥发油和黏液质等，这些成分使白芨具有促进创面修复的作用。

皮肤是一个包含了细胞、神经、血管及皮肤附属器官的多层复杂器官，主要由表皮、真皮及皮下组织组成。位于最外层的表皮主要有角质形成细胞构成的角质层，位于表皮最内层的由角质母细胞和黑色素母细胞构成基底层；表皮之下的真皮层主要由胶原纤维和弹力纤维形成网状结构，构成该网状结构的细胞外基质（ECM）主要包含有I型胶原蛋白、弹性蛋白和糖胺聚糖(GAG)，这些物质由成纤维细胞转化生成，且在该层中含有丰富的微血管和神经[1]。皮下组织指由脂肪或肌肉构成的对皮肤具有支撑作用的结缔组织。皮肤组织各层结构及功能的缺损造成创面。跌扑、利器刺伤、水火化学物质烧烫伤及慢性疾病造成的体表溃疡等皆可造成创面损伤。而创面的修复再生主要分为凝血期、炎症期、增殖期和重塑期[2]。在这几个时期的修复过程中涵盖了细胞因子迁移增殖、生长因子的释放、细胞外基质蛋白的沉淀等。在创面修复过程中，白芨能够直接参与到受损组织或细胞的修复和代谢过程中。本文笔者就白芨的作用以及白芨在修复创面过程中所涉及的机制进行探讨。

1 白芨的作用

1.1 止血 组织损伤、毛细血管破裂出血、毛细血管壁的胶原纤维暴露均能触发凝血系统。首先血小板被激活形成血小板血栓；内、外源性凝血途径启动，凝血酶原激活物的形成激活凝血酶，凝血酶最终使纤维蛋白原形成稳定的纤维蛋白血栓。白芨的止血作用在于白芨多糖能够缩短出血和凝血时间，且能够增加血小板第Ⅲ因子的活性，抑制纤维蛋白酶，缩短凝血酶生成时间[3]。Xiang等[4]将白芨多糖所制成的水凝胶用于大鼠和小鼠肝出血及小鼠尾巴截肢模型上，大鼠和小鼠的失血量和止血时间均较对照组明显降低[5]。白芨的非多糖组分（如联苄类、菲类、联菲类）同样是能起到良好的止血作用的活性物质。所以白芨在临床上除用治创面出血，还可用于治疗多种出血性疾病，例如消化性溃疡出血、脑出血、阴道出血等。

1.2 抗炎抑菌 炎症是机体对外来刺激的一种防御反应，当机体受到外来损害，需要适当的炎症反应来促使受损组织修复[2]，然而过度的炎症反应则会引起损害进行性加深。李雨芯等[6]通过实验验证白芨多糖可以通过上调肠黏膜闭合蛋白（occludin）的表达，减轻葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的溃疡性结肠炎小鼠的结肠炎性反应。Zhu等[7]发现白芨寡糖作为一种比白芨多糖更容易被分解利用的成分，能够通过灭活炎症小体NLRP3来抑制细胞外调节蛋白激酶（ERK）和C-Jun N端激酶（JUK）的磷酸化，降低环氧化酶（COX-2），减少肿瘤坏死因子（TNF）-α对白细胞介素6（IL）-6和IL-1α介导所引发的促炎反应。白芨胶能够破坏细菌细胞壁、细胞膜以及抑制细菌核酸[8]，邓孙艳等[9]对所制备的负载白芨多糖的聚氨酯（PU）/丙烯酰胺（PAM）双网络水凝胶进行表征试验发现其对大肠杆菌和金黄葡萄球菌有很宽的抑菌带。针对白芨的抗炎抑菌作用，其可用于治疗溃疡性疾病（消化道溃疡、溃疡性结肠炎、下肢静脉性溃疡、糖尿病足性溃疡、压疮）、肠瘘、结核病等。

1.3 抗氧化 白芨可以减少对皮肤创面的刺激，延缓衰老主要源于其具有抗氧化作用。白芨富含羟基的结构，对1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、2, 2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（ABTS）、超氧自由基、过氧化氢等具有清除作用[10]。胡长玉等[11]通过对白芨活性成分萃取，发现白芨总酚含量与抗氧化活性最具相关性，酚羟基能够与自由基相互作用，从而形成稳定的半醌式自由基结构，且白芨二氯甲烷萃取物的还原能力以及对DPPH、ABTS自由基的清除能力最为显著。白芨多糖水凝胶治疗还可提高伤口组织中氧化物歧化酶（SOD）的产生，SOD可清除氧离子（O2-）并阻断炎症[12]。体内过多的自由基会损坏正常细胞和组织，特别是对细胞膜有很大毒性，影响组织修复。Lin等[13]发现白芨多糖可以有效抑制积累的Aβ原纤维产生活性氧（ROS），具有强大的抗氧化作用。Zhang等[14]研究发现白芨可通过胰岛素和类胰岛素生长因子（IGF）信号通路对线虫起到抗氧化衰老作用。

1.4 免疫调节 白芨的免疫作用主要体现在对巨噬细胞的调控上，白芨多糖诱导抗体合成增加，对巨噬细胞及网状内皮系统吞噬作用增强，白芨多糖有较强的胞饮能力（胞饮能力是评估巨噬细胞活化的一个重要指标）[15]。机体表皮损伤失去屏障作用，巨噬细胞作为抵御外来异物入侵的免疫防卫者，具有M1型和M2型两个极端动态表型，创面炎症免疫反应会激发TNF-α、干扰素γ、脂多糖等物质的产生诱导M1型巨噬细胞转化增多，加重炎症反应；而M2型巨噬细胞产生IL-10等抵挡外界感染及促进组织再生的因子[如血管内皮生长因子（VEGF）、表皮生长因子（EGF）][16]，白芨可加速M1型巨噬细胞转化为M2型巨噬细胞[17]，促进修复。其次，白芨多糖作为一种新型甘露聚糖，与巨噬细胞上的甘露糖受体具有高度亲和力，调节巨噬细胞的活化[18]；白芨多糖作用于巨噬细胞还可刺激诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和促炎因子的表达，从而参与伤口愈合过程[19]。王建营等[20]发现白芨多糖可通过对磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）通路的激活，与调控葡萄糖调节蛋白78（GRP78）/蛋白激酶R样内质网激酶（PERK）/真核细胞翻译起始因子2α（elF2α）介导的内质网应激（ERS）凋亡相关，减轻组织病理性损伤。ERS是细胞在病理状态下为应对内质网平衡紊乱所产生的一种保护性应激反应，影响着巨噬细胞M1/M2型极化所涉及的炎性反应[21]。

1.5 促进组织生长 白芨素有“生肌”之功，《药性论》云：“治面上疮，令人肌滑”。《神农本草经》：“主痈肿、恶疮，败疽、伤阴死肌，胃中邪气。”现代药理也表明白芨胶黏性大，可在溃疡局部创面形成保护膜，减少感染机率，利于愈合[22]。仇树林等[23]利用白芨胶载重组人表皮生长因子作用兔背部创面发现其能促进创面表皮细胞DNA的合成，显著提高细胞的增殖能力。雷霆等[24]使用明胶/白芨胶-微米三七海绵材料的动物实验发现，材料治疗组中创面肉芽组织的VEGF阳性表达明显上调。由于白芨能够促进创面生长作用，现代越来越多的研究以白芨成分提取物制作伤口促愈敷料、护肤产品等。

2 白芨在创面修复各个时期的作用

2.1 凝血期 出血是创面形成的第一反应。新鲜创面的早期，面积较小，深度较浅，可以依靠自身凝血系统而止血；对于较大较深的创面，则需要有效止血方法及止血药物、敷料的辅助。白芨作为止血类中药，白芨胶水溶液的黏度随着其浓度变化，在浓度较低而黏度较小时，可以通过加快血小板在创面聚集而促进止血；浓度较高黏度较大时，防止大出血的方式则是以其黏性封堵血管[25]。有研究表明白芨非多糖组分即白芨苷、裸子苷Ⅰ(gymnosideⅠ)、裸子苷Ⅸ(gymnosideⅨ)和白藜芦苷(blestroside)等可活化血小板，从而促进血小板凝集及使肝素化小鼠凝血时间缩短[3]。其止血机制可能涉及激活P2Y1、P2Y12（G蛋白偶联的跨膜受体）和二磷酸腺苷（ADP）受体信号通路中的蛋白激酶C（PKC）受体，从而加速血小板的聚集[26]。P2Y1、P2Y12可充当血小板活化的激动剂，加速分泌和聚集血小板[26]。所以在创面修复止血期白芨可促进机体凝血系统，加速止血。

2.2 炎症期 在炎症时期，皮肤破损可改变内皮细胞中的肌动蛋白重组和收缩，导致内皮细胞的应力纤维的形成及内皮屏障完整性的破坏，而损伤后的的炎症反应会造成内皮细胞连接脱节，细胞膜屏障功能被破坏，并且能诱导血管通透性过高，从而导致血管扩张及水肿[27]。所以减轻炎症反应也可以从一定程度上减轻水肿。白芨可通过其免疫调节作用调控巨噬细胞所带来的免疫炎症反应，缩短创面修复的炎症期，尽快进入增殖期[17]。皮肤屏障破坏时，细菌会在伤口区域内生长，造成皮肤及软组织的感染炎症反应加重。刘燕婷等[28]使用白芨散外敷治疗脂溢性皮炎，发现白芨散可明显降低IL-4和IL-6水平。巩子汉等[29]通过实验验证白芨可下调丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路中JUK及P38（MAPK家族中的一种蛋白激酶）的表达，进而下调IL-1β、IL-6及TNF-α mRNA含量。Kao等[30]发现从白芨中提取出来的天然联苄基可以通过抑制SRC-家族蛋白酶(SFK)/布鲁顿酪氨酸激酶（Btk）/鸟嘌呤核苷酸转化因子（Vav）信号通路减轻中性粒细胞炎症反应，SFK是负责中性粒细胞中炎症环境的产生的非受体酪氨酸激酶，天然联苄基可以抑制SFK的活性。

2.3 增殖期 增殖期是含有新生毛细血管和增生纤维的肉芽组织填补损伤创面的过程，以修复细胞（表皮细胞、成纤维细胞和血管内皮细胞）迁移、增生、分化及ECM的合成沉淀为主[31]。成纤维细胞（FB）是具有合成和分泌大量胶原纤维和基质成分的活力旺盛的细胞，增殖期通过大量有丝分裂增殖迅速收缩创面[32]，与新生毛细血管等共同形成肉芽组织填补皮肤缺损，白芨提取物可促进糖尿病溃疡创面FB增长，也能上调大鼠皮肤中FB/VEGF mRNA的含量[33]。有研究表明白芨多糖可增强L929细胞（小鼠成纤维细胞）的增殖和迁移；另外白芨多糖可通过激活转化生长因子-β（TGF-β）/Smad（信号转导蛋白）信号通路促进创面愈合[34]。TGF-β是一类能够与特异的、高亲和细胞膜受体结合的多肽物质，具有直达细胞核、修复基因、调节细胞生长的作用。TGF-β1是生长因子中最早表明能加速修复创面愈合的因子，Smad （一类信号转导的蛋白家族）具有将TGF-β信号转导至成纤维细胞核从而产生胶原蛋白的能力。在Zhang等[34]的实验中，白芨多糖水凝胶组在第6天和第12天TGF-β1和Smad2水平显著升高。此阶段，白芨还可利用其免疫调节功能促进来自M2型巨噬细胞的VEGF和EGF等使血管再生在李笑眉[35]的实验中，第21天CCHG/BSP组（白芨凝胶材料组）皮肤切片已观察到有血管出现。

2.4 重塑期 创面形成肉芽组织后，通过基质降解酶（间质胶原酶、明胶酶、基质溶解素）对ECM中各种胶原的溶解，对胶原类型进行调控，使重塑过程中形成结构和强度更具优势的瘢痕组织[36]。胶原蛋白是皮肤真皮层中ECM的主要成分，白芨能够提高组织中蛋白质和脯氨酸的含量[37]。胶原蛋白的弹性可以减少创面修复后期的收缩，在重塑过程中减少瘢痕增生。白芨胶载外源性重组人表皮生长因子作用于创面能够使胶原中的固定成分羟脯氨酸（HYP）合成增加，进而发挥促修复作用[38]。白芨能够激活TGF-β/Smad信号通路，上调TGF-β1的表达以此调控胶原合成[34]。李笑眉[35]研究发现，与盐水对照组比较，白芨凝胶材料组皮肤切片在14天时胶原分布更均匀且更完整，在第21天时胶原排列有序，没有过度沉积现象，而盐水对照组则出现胶原粗大、无序、过度沉积情况。组织修复后期胶原纤维束排列越整齐，胶原纤维越细，弹性越好，瘢痕越轻。

3 小结

综上，白芨作为创面修复的常用中药，以其现代研究中所具有的止血、抗炎抑菌、抗氧化、免疫调节、促进组织生长等作用对创面修复过程中的各个阶段发挥其促进细胞增殖、微血管新生、抑制瘢痕增生等能力。白芨的作用贯穿创面修复整个过程的始终，凝血期可以避免失血过多，加速止血凝血，如急性创伤出血创面需要立即止血，防治进一步大出血造成休克等危象。在炎症期，抗炎消肿，加速炎症期向增殖期转化；反复脓腐为患，是慢性难愈创面（如下肢静脉性溃疡、糖尿病性溃疡、压疮）难以愈合的根源所在。在增殖期，促使细胞增殖，血管再生，收缩创面，填补缺失的皮肤组织。在重塑期，可以通过对胶原蛋白的调控，使创面修复后期瘢痕增生的机率减小。一些重大创伤（如深Ⅱ度以上烧烫伤），虽然创面组织得以修复，但是后期的瘢痕增生、挛缩是继创伤本身和治疗带来的痛苦之后遗留下来的遗憾和痛苦，可造成功能障碍、精神心理伤害及外形缺乏美观等，所以瘢痕淡化亦是完善创面后期修复的重中之重。

白芨在治疗创面过程中具有多途径、多靶点、多层次综合调控的作用特点，这也是中药治病的优势，然而其成分的复杂性涉及临床用药的安全性及不良反应，这仍需学者借用现代技术对白芨的药效及药动学进行进一步探究，以完善白芨对创面修复及愈合机制剖析，为临床采用白芨治疗创面提供更完善的理论支撑。