活血化瘀方药调控水通道蛋白研究概况

袁 晨,姜 华,邢文文,张睿轩(哈萨克斯坦),李锦虹(缅甸),伽雨龙,王郁金

(1.陕西中医药大学,陕西 咸阳 712046;2.陕西中医药大学附属医院,陕西 咸阳 712046)

“血不利则为水”是张仲景提出的著名论断,指出瘀血是导致各种津液代谢性疾病发生的主要因素之一,临床常采用活血化瘀方法治疗各种水液代谢障碍相关疾病,如水肿、鼓胀、多种妇科、外科疾病等,但尚未对其分子生物学机制进行总结探讨。水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)是一类小分子水孔蛋白,几乎存在于所有物种中,能介导水分子被动跨膜转运,维持机体的水液动态平衡。迄今为止,在哺乳动物中已经发现了13种AQPs成员(AQP0-AQP12),分布在各个组织和器官中,是细胞生命活动的基础[1]。基于此,本文以AQPs为切入点,通过综述活血化瘀方药对水通道蛋白的影响,探讨“血不利则为水”的分子生物学机制。

1 “血不利则为水”的中医认识

1.1 理论渊源 “血不利则为水”首见于《金匮要略》,原文指出：“妇人则经水不通,经为血,血不利则为水,名曰血分”,原指妇女血瘀经水不通,而导致了水气病的发生。阐述了血液与津液之间的病理关系,血不利代表了瘀血的多种状态,包括脉内血液运行不畅,脉外离经之血瘀滞经络或脏器,而“血不利则为水”指瘀血可导致津液代谢失常而致痰饮水湿[2]。《黄帝内经》虽未有此明确记载,但《灵枢·百病始生》也提到了：“血溢于肠外,肠外有寒,汁沫与血相抟,则并合凝聚不得散,而积成矣。”这是最早对血水同病的病理描述。孙思邈在《千金要方》指出“大病或下利后,妇人产后,饮水不即消,三焦决漏,小便不利,仍相结,渐渐生聚,遂流诸经络故也”。《证治汇补·风肿瘀肿》云：“瘀肿皮肤光亮,现赤痕血缕,乃血化为水也。”唐容川在《血证论》中说：“瘀血化水,亦发水肿。”众多论述也都从侧面揭示了血病及水的关系,不仅仅局限于女子月经病。

1.2 血瘀与“水”的病理关系 生理状态的水可称之为津液,津液和血都是人体赖以生存的精微物质,两者之间相互滋生、相互转化。中医认为“津血同源”,都来源于脾胃运化的水谷精微,并且在一定条件下津可化血,血可化津。瘀血是血液运行失常的病理产物,为有形之实邪,极易阻碍气机,气机受阻,升降失常,气化失司,从而导致津液疏布失常,产生痰、饮、水、湿等病理产物。脉中淤积之血、脉外离经之血统称瘀血,其致病因素分虚实,血热、血寒、气滞、外伤因实致瘀,气虚因虚致瘀。瘀血作为病理产物本身也会导致血液运行不畅,从而产生血瘀,进而阻碍津液运行输布。总之,无论什么原因导致的瘀血,都可阻滞经络,使局部组织缺氧,而出现水肿、渗出等病理改变。如瘀血停于肾络,肾主水功能失常,也可致肾病水肿[3]。下肢静脉血栓多有外伤或长期卧床,致使气滞血瘀,经脉阻滞,在形成静脉怒张的同时还伴有四肢浮肿[4]。冠心病心衰,除面色青紫,舌有瘀斑瘀点等瘀血症状外,还可见面浮、下肢浮肿[5]。现代医学认为,血瘀与微循环障碍、血液黏度异常、血管狭窄、阻塞等相关,由此可产生不同组织器官的水肿、炎性渗出等[6]。

2 AQPs与水液代谢的关系

AQPs是一种跨膜蛋白,其主要作用是介导细胞内外水的跨膜转运,以维持细胞内外环境渗透压的相对稳定,对调控机体水液平衡发挥着重要作用。AQPs在人体的调节机制多样,就目前研究来讲可分为长期调节和短期调节两种方式[7]。长期调节相对耗时较长,主要是指转录水平变化使其mRNA 合成水平的改变导致蛋白表达量的改变,从而影响AQPs 在细胞膜上对水的通透性发生改变。短期调节迅速,相对较短,主要是指AQPs在内环境某些因素的调节下水通道的数目发生改变,目前认为主要有两种调节方式：磷酸化机制和“穿梭机制”。AQPs广泛表达在呼吸系统、消化系统、泌尿系统及免疫系统中,其表达异常会导致体内水液代谢障碍及相关疾病的发生。中医认为,津液的生成、疏布与排泄,是多脏腑相互配合协同完成的,尤以肺、脾、肾为主。

肺主通调水道,为水之上源,水液的正常疏布排泄有赖于肺气的宣发和肃降。AQP主要负责肺泡液体的吸收,以及肺组织发生损伤时肺含水量的调节。张迪等[8]认为肺组织AQP1、5降低,会影响肺主行水的功能,水液不能正常疏布,则聚水成饮。有研究认为肺胀中阳虚水泛证型的AQP5表达明显高于其他证型[9]。急性肺损伤大鼠发生肺水肿时,肺组织AQP1、5显著降低,表明AQPs参与了肺水肿的发生[10]。

脾主运化水液,为体内水液升降的枢纽,水液的生成、传输和布散都有赖于脾气的正常运化。脾主运化水液的功能和AQPs的表达呈正相关,当脾主运化的功能亢进时,AQPs的表达增高;当脾主运化的功能减退时,AQP的表达降低,因此AQPs是可以反应脾主运化功能的客观指标之一[11]。结肠中AQP3会影响水分的重吸收,有研究表明其AQP3的表达和大鼠的腹泻程度相关,其腹泻程度越重,表达越低[12]。脾肾阳虚的泄泻,经治疗后,AQP4表达显著增强,调节了结肠对水分的吸收[13]。

肾主水,又有水脏之称。肾气调控各脏腑参与水液代谢,并且肾司膀胱开合将尿液排出体外,肾在调节机体水液代谢的重要脏器方面起着极为重要的作用。肾脏在人体内是运输水液最多的器官,可维持体内水液平衡,AQPs在肾脏广泛分布,是其表达津液代谢失常的重要分子生物学基础,当肾主水功能异常时,水液代谢失常,AQPs亦发生改变[14]。有研究发现,在原发性肾病综合征中,水肿者尿液中AQP1的表达高于无水肿者,说明AQP1与水肿的发生密切相关[15]。中医认为肾积水是由于脾肾亏虚,水湿不化,而先天性肾积水患儿尿液中的AQP1明显异常[16]。

可见,AQPs表达异常,是中医肺、脾、肾功能障碍,引起水液代谢相关疾病的主要机制之一。

3 活血化瘀方药对AQPs的影响

3.1 中药单体对AQPs的影响 脑水肿脑缺血再灌注过程中的基本病理变化,也会加重脑组织的损伤,研究人员发现马鞭草醇提液能够减轻脑组织水含量,其机制可能是通过抑制脑组织AQP4的表达,从而达到马鞭草活血化瘀利水的目的[17]。对于终末期肾病腹膜透析治疗引起的腹膜功能衰竭,出现腹膜毛细血管栓塞形成、腹膜纤维化等瘀血表现,在腹腔注射川芎嗪注射液后可以改善AQP1在腹膜中的表达,提高腹膜透析效能[18]。姜黄素有抗凝、抗动脉粥样硬化等药性,对于脑损伤形成的脑水肿,姜黄素可以提高脑组织AQP4的表达,进一步降低脑含水量[19]。中药丹参能够活血祛瘀,丹参的提取物众多,丹参单体IH764-3治疗糖尿病肾病,能够降低大鼠肾组织中AQP2、4的表达,提高肺组织AQP1的表达,改善肾功能,减轻糖尿病引起的脏器水肿[20]。夏至草是传统的活血中药,有研究探究夏至草提取物在治疗创伤性血瘀大鼠模型中利尿的潜在机制,结果显示AQP1、2和AQP3下调,表明夏至草在创伤性血瘀大鼠模型中具有显著的利尿作用,为活血利水法提供了实验依据[21]。

3.2 单味中药对AQPs的影响 糖尿病即中医中的消渴,其基本病机是阴虚为本,燥热为标,而消渴日久,热邪煎灼津液,日久必瘀,有学者对此深入研究,选取凉血活血的地黄治疗糖尿病模型大鼠,结果表明地黄能够降低肾组织及尿液中的AQP2的蛋白表达,认为地黄能够减轻肾脏组织的淤积和水肿程度[22]。有研究用活血补血的当归治疗便秘小鼠,其结果显示微循环血瘀改善,结肠中AQP4表达下降,从而调节水液代谢,提升肠道功能,缓解便秘[23]。有学者认为微循环障碍局部病变显示的是血瘀加水积的征象,基于此观点,探求丹参改善微循环障碍与AQP1的效应关系,发现丹参可以改善血液黏稠状态,调节肺组织和肾组织AQP1蛋白含量,为活血药改善水积提供了实验依据[24],也有研究表明丹参能够调节肾组织AQP2的表达,减轻毛细血管充血、肿胀,减少肾对原尿的重吸收功能,增加尿量,减轻肾水肿[25]。

3.3 中药复方对AQPs的影响 视网膜静脉阻塞是一种血管疾病,其主要病机是瘀血阻滞络脉而导致视网膜缺血、水肿,有学者选取活血通络方探究其改善视网膜缺血缺氧的环境,其结果表明活血通络方能够降低VEGF和AQP4的表达,改善了模型大鼠的血瘀状态,推测活血药物与其降低AQP4的表达有关[26]。当归芍药散是经典的补血活血方剂,有科研团队发现其能改善血瘀大鼠的病理状态,提高肺、肾组织的AQP1,表明改善血瘀导致的水液代谢紊乱与上调AQP1有关,该实验同时用当归芍药散治疗原发性痛经,降低子宫AQP1的表达而缓解痛经[27]。子宫内膜异位症是常见的妇科疾病,少腹逐瘀汤能够改善其模型大鼠腹腔液内AQP1、2和AQP5的表达,减轻其浸润、黏附的特性[28]。桂枝茯苓丸是《金贵要略》中活血利水的代表方,肖新春等[29]发现桂枝茯苓胶囊治疗后能使异位内膜AQP1、2和AQP5mRNA的表达正常化,改善子宫内膜异位症,提示瘀血水液代谢紊乱与现代医学中的AQP相关。补阳还五汤作为气虚血瘀证的经典方剂,研究发现中风气虚血瘀模型大鼠的脑组织中,EB含量和AQP4表达显著提高,经补阳还五汤治疗后,各指标显著改善,推测补阳还五汤能通过降低脑组织中AQPs的表达改善缺血性中风[30]。杨灵森[31]在研究股骨干骨折伴软组织肿胀大鼠的实验研究中,观察肌肉组织AQP1的表达效应,发现加味桃红四物汤可以缓解骨骼肌肿胀、提高骨骼肌软组织水肿消肿速度,同时升高肌肉组织中的AQP1蛋白表达,对股骨干骨折肿胀起保护作用。

4 辨证论治

4.1 津血同源 《素问·经脉别论》云：“饮入于胃,游溢精气,上输于脾,脾气散精,上归于肺,通调水道,下输膀胱。水精四布,五经并行。”《灵枢·决气》云：“中焦受气取汁,变化为赤,是谓血。”可见津血都来源于脾胃运化的水谷精微。另一方面,津血也可相互转化,《灵枢·邪客》云“营气者,泌其津液,注之于脉,化以为血”,行于脉中为血,行于脉外为津液,当脉外津液不足时,血液会渗出脉外,补充津液的耗伤;当脉内血液不足时,津液也会不断渗入脉内补充。因此,津与血两者同源互化,且都有滋润、濡养作用,内养五脏六腑,外充四肢百骸。

4.2 血水同病 津血同源互化就决定了其生成、疏布和转化的过程中相互影响、互为因果。如《血证论》述：“水病而不离乎血,血病而不离乎水。”津与血功能失调,则会出现痰饮、水湿、瘀血等病理产物。痰饮水湿为病,易阻碍气机,影响血液的运行,形成瘀血。同理,瘀血阻滞血脉经络,致气机不畅,津液不得布散、转化,则化为痰饮水湿。《医砭·肿胀》便说道：“有先病水肿而血随败者,有先病血结而水随者”,指出先病水肿可致血病,亦可先病血结而致水病。血与水既是病理产物,又是致病因素,相互累及为患,形成恶性循环。因此血水同病是对津与血病理关系的高度概括。血水同病亦是多种疾病的发病机制。肾病综合征以脾肾两虚为本,痰浊、水湿、瘀血等为标,痰湿互结贯穿疾病的始终,如低白蛋白血症引起血管内血浆胶体渗透压降低,水液从血管内渗入组织间隙引发水肿也符合血水同病的特点[32]。

4.3 血水同治 血水同出一源,病理上相互影响,血不利则为水,水不利则为血,故治疗时经常活血利水,血水同治。这种治法最早见于《黄帝内经》,其中“去菀陈莝” 既是祛除体内的瘀血,从而治疗水饮内停的病症。“刺去其血络”可用针刺血络治疗腹水,达到活血以利水的治疗目的。《金匮要略》辨病与辨证相结合,首次提出了“血不利则为水”,阐述了血瘀经闭而致水肿的病机,并提出了活血利水并重、活血促利水、利水促活血三种治法。由于水包含水湿痰饮,故此处的“利水”包含了利水、化饮、祛痰、燥湿、泄浊等治法。在此治法的指导下,张仲景创立了一系列血水同治的方剂,如蒲灰散,借蒲黄之活血化瘀,助滑石利水,二药合用以消浮肿。《血证论》云：“凡调血,必先治水,治水即以治血,治血即以治水。”是对仲景思想的进一步系统化、明确化,丰富和发展了“血水同治”理论研究。血与水互为病因,相互治病,临床中“血水同治”在多种疾病中应用广泛,如溃疡性结肠炎、鼓胀、肾病综合征、多种妇科、外科疾病等。活血利水方治疗急性踝关节扭伤,随着治疗,其脚踝的疼痛、肿胀减轻,功能活动增强[33]。血水同治治疗卵巢子宫内膜异位囊肿,能够改善其临床症状,减小囊肿大小[34]。血水同治法在临床应用广泛,治疗时应把握主要矛盾,辨证论治。

5 小 结

“血不利则为水”提出了瘀血可导致水液代谢障碍,是活血化瘀法治疗水液障碍疾病的中医理论依据。AQPs是水液代谢障碍的重 要分子机制,通过探讨活血化瘀方药对AQPs的影响,为“血不利则为水”的中医理论提供分子生物学基础,为活血化瘀方药治疗水液代谢障碍性疾病提供分子靶点。瘀血与水液代谢障碍之间关系密切,互为因果,其机制错综复杂,本文只是从AQPs这一方面进行探讨分析,其他更多机制还有待于进一步深入研究。