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丹参对缺血再灌注引起的微循环障碍和靶器官损伤的多环节改善作用

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发表于 2018-3-13 22:00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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摘 要:缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)是创伤、扩血管药物治疗、溶栓治疗、介入治疗、器官移植和休克复苏治疗后再损伤的主要病理基础。I/R引起的微循环障碍是包括过氧化物产生、血管内皮细胞损伤、细胞粘附增多、血浆白蛋白漏出、肥大细胞脱颗粒、炎性因子释放等复杂的病理变化过程。对微循环障碍某一环节进行干预的传统疗法,并没有取得满意的临床疗效。丹参作为活血中药,临床上广泛地用于心脑肝肾等脏器血瘀的治疗。近年来的基础研究结果表明丹参可以多环节地改善微循环障碍,在预防和治疗微循环障碍和靶器官损伤方面有着重要的应用前景。本文,重点介绍丹参对缺血再灌注引起的微循环障碍和靶器官损伤的多环节改善作用。
关键词:丹参缺血再灌注 器官损伤 细胞黏附过氧化物 肥大细胞脱颗粒


引 言
缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤是创伤、扩血管药物治疗、溶栓治疗、介入治疗、外科和妇科手术、器官移植和休克复苏治疗后再损伤的主要病理基础。I/R损伤是涉及到过氧化物、血管内皮细胞损伤、细胞粘附、血浆白蛋白漏出、肥大细胞脱颗粒、炎性囚子释放等多环节损伤的复杂的病理过程[1-3]。已往的研究表明预投入抗过氧化物的制剂可以抑制I/R引起的过氧化物的产生[4-5],预投人抗粘附分子抗体可以抑制I/R引起的细胞粘附[6],预投入肥大细胞稳定制剂可以抑制I/R引起的肥大细胞脱颗粒[7-8],预投人抗炎性因子的抗体可以部分地抑制I/R引起损伤[9],但是,这些作用于微循环障碍某一个环节的制剂尚没有收到满意的临床疗效。改善I/R引起的复杂的微循环障碍需要多环节干预。
丹参是紫苏科植物(Salvia miltiorrhiza)的根,在中国、韩国、日本、越南等亚州国家被广泛地应用于防治与微循环障碍相关的心脑肝’肾等重要脏器的疾病。丹参的主要成份包括水溶性成份和脂溶性成份。其水溶性成份包括原儿茶醛、原儿茶酸、咖啡酸、丹参素等单一的酚酸和酚醛类化合物,和紫草酸类、丹酚酸类等复合的化合物。其脂溶性化合物主要是丹参酮、丹参酮ⅡA、丹参酮ⅡB、隐丹参酮等二贴类化合物。
近年的研究已经证明了丹参及其丹参主要成份有抗过氧化物[10-11]、抑制细胞粘附分子表达[12]和细胞粘附[13]、抑制血小板凝聚[14-15]、抑制细胞凋亡[16]、减轻心[17]、脑[18]、肝[19]、肾[20]、肺[21]等多脏器损伤的作用。本文着重介绍丹参及其主要成份改善I/R引起的微循环障碍和脏器损伤的基础研究结果。
一、对I/R引起的微循环障碍的多环节改善作用
1.对细动静脉血管径的影响
笔者用结扎大鼠肠系膜细动静脉10分、再通的方法建立的I/R模型证明了丹参水提物(0.4g/kg)或复方丹参滴丸(含有丹参、三七和冰片的中药复方制剂,0.4g/kg)灌胃没有显著地改变大鼠肠系膜细动静脉血管径[69]。该结果提示,丹参复方丹参滴丸改善I/R引起的微循环障碍是通过改善血管径以外的途径来实现的。
2.对过氧化物的影响
血管和组织缺血时ATP逐级降解,进而分解成次黄嘌呤;另一方面黄嘌呤脱氢酶转变成黄嘌呤氧化酶。当血管再通,血液向缺血区提供大量的氧气和水时,次黄嘌呤、氧气和水在黄嘌呤氧化酶催化下,产生大量的负氧阴离子(supemxide anion,·O2-),·O2-在超氧化物歧化酶(supemxide dismutase,SOD)的作用下,转化成过氧化氢(hydmgen peroxide,H202),后者在过氧化氢酶(catalase,CAT)的作用下转化成H2O。一部分·O2-和H2O2经过Haber-Weiss反应转化成羟自由基(hydmxy radical,·OH)。血管内皮细胞产生的一氧化氮(nitric oxide,NO)与·O2-结合成过氧化亚硝酸盐阴离子(peroxynitrite,ONOO-)[22]。H202、·OH和ONOO-等都是毒性很强的过氧化物,可导致脂质过氧化、DNA断裂,损伤血管内皮细胞和血管周围组织细胞[23]I/R产生的过氧化物还可以通过多种细胞内信号传导途径,降解转录抑制蛋白-kappa B(inhibitor kappa B,I-KB),活化核转录因子(nuclear factor kappa B,NF-KB),引起其亚基P65、P50的核转移[24],启动了粘附因子、炎性因子、凋亡控制蛋白等的基因,促进了粘附因子闭、炎j陛因子陟刎的合成、表达和释放。抑制I/R引起的过氧化物产生是改善微循环障碍和靶器官损伤的重要环节。

体外研究已经证明了丹参及其有效成分可以抑制多种过氧化物的产生。丹参素可以减少由I/R引起的线粒体膜损伤和脂质过氧化,清除由黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶产生的·O2:,丹酚酸A可以抑制由I/R诱导的脑LPO和清除OH-[28],丹酚酸B可以抑制在PCL2细胞中由淀粉肽Aβ引起的过氧化物的产生[11],抑制TNF-仅诱导的人主动脉平滑肌细胞过氧化物产生和NADPH氧化酶活性[29],紫草酸镁B可以清除ONOO-[30]
笔者用10umol浓度的过氧化物荧光探针双氢罗丹明123(dihydrorhodamine 123,DHR)连续地滴加在观察部位的肠系膜表面的方法观察到在I/R后细静脉壁的荧光强度明显增加。丹参水提物或复方丹参滴丸灌胃㈣可以显著地抑制I/R引起了细静脉内皮过氧化物产生。
上述研究结果提示丹参和复方丹参滴丸对I/R产生的过氧化物有抑制作用。
3.对白细胞和血管内皮粘附分子表达及细胞黏附的影响
血管内皮粘附分子ICMA-1和白细胞粘附分子CD11b/CD18的表达引起白细胞与血管壁的粘附[31-32]。粘附于血管内皮上的白细胞,一方面通过辅酶II (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)氧化酶爆发性地产生过氧化物[33-36],另一方面又释放多种蛋白酶[37-39],溶解和损伤血管内皮细胞和血管基底膜[38-40]。进而,粘附于血管内皮细胞上的白细胞通过损伤的血管内皮细胞,或通过细胞连接处,穿过血管内皮细胞和血管基底膜游出于血管外。游出于血管外的白细胞释放的过氧化物和蛋白酶,进一步损伤血管周围的细胞或组织。抑制白细胞和血管内皮细胞黏附是改善I/R引起的微循环障碍的另一重要环节。
体外的研究结果表明丹参水提取物[41-42]、原儿茶醛[43]、丹酚酸B[42]、复方丹参滴丸[44]都可以抑制TNF-仅诱导的血管内皮细胞粘附分子ICAM-1、VCAM-1的表达,原儿茶醛的作用与其抑制NF-KB,AP-1的活化相关[43]。丹参的水溶性成分丹参素和丹酚酸B还可以抑制脂多糖诱导的白细胞与大鼠肠系膜细静脉的黏附,抑制大鼠外周血粒细胞黏附分子CDllb/CDl8的表达[45]。笔者的研究也证明了丹参水提取物和复方丹参滴丸灌胃的预给药可以抑制I/R引起的白细胞与细静脉壁的粘附[69]。上述结果提示丹参和复方丹参滴丸通过抑制细胞粘附分子的表达,抑制白细胞与血管内皮细胞的粘附。
4.对肥大细胞脱颗粒的影响
血管外的肥大细胞,在I/R产生的过氧化物的刺激下脱颗粒[2],释放组织胺、五羟色胺、血小板活化因子等血管活性物质和TNF-α、白细胞介素等炎性因子[46-47]。这些血管活性物质和炎性因子从血管外攻击血管,加重了血管内的细胞粘附和血管通透性[7]

笔者用0.1%甲苯胺蓝活体染色方法可观察和计数肥大细胞脱颗粒率[48]。丹参提取物灌胃不能抑制肥大细胞脱颗粒[69],复方丹参滴丸灌胃预给药可以抑制肥大细胞脱颗粒例。复方丹参滴丸抑制肥大细胞脱颗粒的作用是由三七及其有效成分承但的。15.16-羟基丹参酮和隐丹参酮在体外可以抑制肥大细胞脱颗粒[49]
5.对炎性因子的影响
I/R可引起内皮细胞、白细胞和肥大细胞产生白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)等多种细胞因子[27,50,51]。这些炎性因子进一步增加内皮细胞或白细胞黏附因子的表达[52]增加白细胞与血管壁的黏附,加剧微循环障碍,导致内皮细胞和血管外周细胞损伤[53]。抑制炎性因子的产生也是改善微循环障碍的重要环节之一。
丹参的水溶性成分可以抑制炎性因子的产生。注射丹参水溶性成分可以抑制由β2-糖蛋白I诱导的抗-心磷脂抗体,该作用与提高Th/Ts比例(T辅助/诱导细胞比T抑制/致毒细胞)和白细胞介素-2(IL-2)活性相关[55]
丹参酮、丹参酮IIA、丹参酮I、异丹参酮、隐丹参酮和15,16-异丹参酮I等丹参的脂溶性成分可以抑制炎性因子的产生。丹参酮IlA抑制RAw264.7细胞
产生白细胞介素-1B和TNF-α[56]。丹参酮I、异丹参酮和隐丹参酮可以抑制LPS--诱导的巨噬细胞产生白细胞介素-12(IL-12),隐丹参酮可抑制TNF-α活化NF-KB[57]。丹参酬可以抑制LPS诱导的小鼠巨噬细胞时IL-12,p40因子和NF-KB与KB位点结合的促活化IL-12,p40因子的mRNA表达[58]。15,16-异丹参酮I可以LPS诱导的BV-2细胞中产生白细胞介素-1 B、TNF-和TNF-仅转化酶例。
6.对细静脉白蛋白漏出的影响
I/R后血管内皮细胞和粘附白细胞产生的过氧化物、炎性因子,以及粘附白细胞释放的蛋白酶都可以从血管内攻击血管,损伤血管内皮细胞和血管基底
膜。血管外肥大细胞脱颗粒释放的血管活性物质和炎性因子既可加重白细胞与血管内皮的粘附,又可以扩大血管内皮细胞的间隙,增加血管通透性,导致血浆白蛋白的漏出,引起血管周围水肿。血浆向蛋白的血管外漏出是血管损伤的主要标志。笔者用可视化的方法证明了丹参水提取物或复方丹参滴丸灌胃I删可以显著地抑制了I/R引起的大鼠肠系膜细静脉FITC标记的白蛋白的外漏。复方丹参滴丸灌胃还可以减轻I/R后心脏毛细血管内皮细胞的损伤、减少血浆白蛋白的外漏和血管周围水肿。丹参和复方丹参滴丸通过对I/R引起过氧化物产生、白细胞与血管内皮细胞黏附、炎性因子产生等微循环障碍的多个环节进行干预,进而,保护血管,抑制了血浆白蛋白外漏。
二、丹参对I/R后器官损伤的保护作用
1.对I/R后心脏的保护作用
丹参的水提物可以减少冠状血管I/R后大鼠左心室心肌梗死的面积,增加大鼠的生存期间[17,60]。紫草酸B可以减轻I/R后兔心肌损伤[61]。笔者的研究证
明了复方丹参滴丸一次性预给药可以抑制I/R引起的大鼠心脏灌流量的降低、减少肌梗死面积和凋亡的心肌细胞、减轻心肌纤维和心肌线粒体损伤。另外,体外研究还证明了复方丹参滴丸可以抑制缺氧再给氧引起的心肌细胞ATP的降解,抑制细胞内钙超载[70,71]。丹酚酸B可以抑制缺氧再给氧引起的心脏
微血管内皮细胞蛋白激酶C mRNA的下调[72]
2.对I/R后脑的保护作用
丹参和丹参制剂在临床上用于脑血管疾病的治疗[62]。按15 mg/kg和30 mg/kg的给药量注射丹参可以减少I/R后脑梗死区域和外周血过氧化物的产生
[63]。丹参酮ⅡA和丹参酮ⅡB腹腔注射可以透过血脑屏障,减少小鼠大脑中动脉I/R引起的脑梗死区域[64]。丹酚酸A或丹酚酸B的静脉给药(各3 mg/kg和
10 mg/kg)可以改善I/R引起的小鼠脑皮层、海马和纹状体的丙二醛含量,改善记忆[18,28]。丹酚酸B的静脉给药(10 mg/kg)还可以抑制I/R引起的脑组织内SOD和还原型谷胱甘肽的含量降低,抑制丙二醛和乳酸的升高[65]
3.对I/R后肝的保护作用

结扎/再通大鼠肠系膜动脉1 d后粘附肝脏的白细胞数量显著增加。在再灌注12d和90min前,2次投入复方丹参滴丸(0.4 g/kg)显著地抑制了I/R引起的白细胞与肝脏的粘附,抑制了血清ALT和TNF-Ⅸ的升高,降低了血清甘油三脂[19]。另外,肌肉注射丹参水提物,可以改善I/R引起的大鼠肝脏形态学的损伤,抑制血清ALT和MDA的升高例。
4.对I/R后肾的保护作用

按10mg/kg、30mg/kg和60mg/kg的给药量静脉注入丹参水溶性成分紫草酸B,可以改善I/R后SD大鼠肾皮层微灌流量[67]。按40 mg/kg腹腔注射紫草酸B可以改善I/R后大鼠肾功能,减少肾组织损伤[20]
三、结语
丹参、丹参主要有效成分和丹参复方制剂有多环节改善I/R引起的微循环障碍和保护器官的作用[68],除治疗心脑血管疾病之外,有望成为手术、移植、外伤、溶栓、介入疗法、休克复苏后改善I/R引起微循环障碍和脏器保护的主流药品。

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