葛根素治療慢性疼痛的作用機制

劉清珍，朱四海 綜述，李偉彥 審校

(本文編輯:齊 名)

神經病理性疼痛(neuropathic pain，NP)是由軀體感覺神經系統的損傷或疾病直接引起的疼痛，與損傷區域觸覺和感覺反應異常有關［1］，包括一系列疼痛綜合征，如復雜的區域疼痛綜合征、幻肢痛、癌性疼痛、AIDS痛、三叉神經痛和帶狀皰疹后神經痛等。神經病理性疼痛的治療方法包括神經調節術、神經消融術、靜態磁場療法等，藥物是主要治療方法。目前常用的治療藥物有抗驚厥藥、三環類抗抑郁藥、局部麻醉藥、中樞性鎮痛藥曲馬多和阿片類藥物［2-4］等。這些藥物的治療都有一定局限性，如特異性不高、鎮痛效果較差等。藥物的不良反應有依賴、呼吸抑制、惡心、嘔吐、幻覺等，影響患者依從性。

葛根素(puerarin，Pue)是從葛根中提取的異黃酮化合物，化學結構式如圖 1［5-7］，化學名為 8-β-D-葡萄吡喃糖-4＇，7-二羥基異黃酮。

圖1 葛根素的化學結構式

葛根素在治療腦血管疾病有一定的療效，可擴張腦血管，改善微循環，用于腦缺血再灌注引起腦損傷的治療，對神經細胞損傷和星型膠質細胞損傷均有保護作用［8-10］。近年來研究發現，葛根素治療神經病理性疼痛具有一定的效果［11］，其作用特點為半衰期長，起效慢，所需鎮痛劑量小，閾下鎮痛劑量無明顯毒副作用，因此有望成為治療神經病理性疼痛的新型藥物。本文綜述和探討葛根素的鎮痛作用。

1 鈉離子通道阻斷劑的鎮痛作用

神經病理性疼痛的病因多種多樣，發病機制較為復雜。其發病機制包括腦干和大腦、脊髓、外周神經系統的改變等［12-14］。外周神經損傷后，在神經損傷區及相應的感覺神經元細胞產生大量自發性放電—異位放電。放電引起神經病理性疼痛的癥狀主要通過長期轟擊脊髓，引起脊髓水平的敏感化。損傷區或脊髓背根神經節(dorsal root ganglion，DRG)神經元胞體膜上存在電壓依賴性離子通道，如Na+、K+、Ca2+通道，這些通道的改變也會引起異位放電，產生神經病理性疼痛癥狀。在異位放電中，Na+的改變受到關注，可能成為研究神經病理性疼痛的新靶點。在Na+通道中，神經營養因子具有重要作用［15］。阻斷Na+通道的藥物對神經病理性疼痛均有一定治療作用［16］。

電壓門控鈉離子通道可以分為河豚毒素敏感(TTX-sensitive，TTX-S)和河豚毒素不敏感(TTX-resistant，TTX-R)兩大類。DRG大直徑神經元(＞50 μm)主要表達TTX-S鈉通道，DRG小直徑神經元(＜ 30 μm)兩者均可以表達。Navl.5、Nav1.8 和Na、1.9 亞單位為 TTX-R 鈉通道，Nav1.1、Navl.2、Navl.6及 Navl.7為 TTX-S鈉通道。DRG受損后，由于Na1.3亞單位的表達增加，可見DRG小直徑神經元中TTX-S通道電流明顯增大，而Na1.8和Na1.9亞單位的表達下調［17］，使得TTX-R電流減小，從而導致神經病理性疼痛。由Na1.3表達上調所引起的異位放電可能是神經病理性疼痛的基礎。

Na+阻斷劑可通過與其相應的受體位點結合降低神經興奮性，從而抑制神經興奮的發生和傳導，達到鎮痛的作用。葛根素是Na+通道阻斷劑，可發揮一定鎮痛作用，部分抑制TTX-R鈉電流激活過程，劑量依賴性減弱大鼠DRG神經元細胞的TTX-R的鈉電流，按照去極化方向改變1/2最大電導及激活曲線，從而實現對鈉電流激活過程［18］。進一步研究表明，葛根素通過抑制大鼠DRG神經元細胞以及外周血單核細胞的ATP受體P2X3和P2X2/3的表達，對燒傷引起的急性疼痛大鼠模型發揮鎮痛作用［19］。

2 調節炎癥因子

炎癥因子可分為促炎癥細胞因子和抗炎癥細胞因子兩種類型，是由機體的免疫或非免疫細胞合成并分泌的多肽類物質，調節多種細胞生理功能，并在創傷、疼痛、感染等應激過程中起重要作用［20］。目前已知的炎性介質有白細胞介素(interleukin，IL)、干擾素(interferon，IFN)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)、神經生長因子(nerve growth factor，NGF)等。其中，白細胞介素-1(IL-1)、白細胞介素-6(IL-6)和白細胞介素-8(IL-8)、TNF等是促炎癥細胞因子，白細胞介素-4(IL-4)和白細胞介素-10(IL-10)是抗炎癥細胞因子［21-23］。正常生理情況下，促炎癥細胞因子和抗炎癥細胞因子通過機體的調控維持精細的平衡。Rittner等［24］報道，當組織破壞激活疼痛感受器，炎癥因子的變化就會引起疼痛。

炎癥因子在神經病理性疼痛的發生起重要作用［25］。5羥色胺、緩激肽、P物質、組胺等化學介質的釋放均可導致炎癥因子的激活，使高閾值的傷害性感受器化學致敏，傳導低強度的痛覺刺激。

葛根素以劑量依賴性方式抑制炎性因子，通過提高大鼠T淋巴細胞增殖能力和 NK細胞活性，增強大鼠巨噬細胞吞噬功能。其中T細胞、NK細胞和單核巨噬細胞與IL-1、IL-6和TNF-α等多種炎癥因子的合成和釋放有關，這些炎癥因子作為致痛物質，主要作用于初級傳入神經，導致傷害性神經遞質的釋放，促使脊髓背角和大腦神經元的興奮，從而引起疼痛。

研究表明不同濃度的葛根提取物對TNF-α、IL-l、IL-2 影響不同［26］。濃度為 0.08 ～2 μg/mL 的葛根素對TNF-α的分泌無影響，對IL-1、IL-2有抑制作用。10 μg/mL 的葛根素對 TNF-α、IL-1、IL-2 的分泌均呈抑制作用。實驗表明葛根素可以顯著抑制TNF-α和IL-1β的分泌，顯著降低前列腺素E2的含量，從而減輕神經病理性疼痛［27］。

3 保護神經細胞

細胞主要有兩種死亡形式:壞死與凋亡。細胞凋亡的概念于1972年由Kerr首次提出。細胞凋亡不同于細胞壞死，細胞凋亡是自身啟動，主動控制，由基因調控而使細胞自動消亡的過程，又稱程序性細胞死亡［28］。外周神經損傷可引起脊髓背角神經元細胞周亡，導致脊髓背角結構和功能的改變，使機械痛刺激與熱痛刺激表現下降，產生痛覺過敏。凋亡對于細胞損傷及神經病理性疼痛具有重要意義。周圍神經損傷可引起細胞改變，引起線粒體膜電位失衡，導致線粒體結構及功能障礙，使得存在于線粒體內的細胞色素C通過線粒體上的轉化通道，釋放到細胞質中，繼而與細胞凋亡相關蛋白因子結合形成復合物，進一步裂解及活化與細胞凋亡相關的半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶(cysteine-containing aspartate-specific protease，caspase)，引發一系列凋亡級聯反應。通過藥物干預抑制細胞凋亡，可以減輕痛覺過敏，從而達到治療神經病理性疼痛的目的。

葛根素對神經細胞保護作用。其機制可能與葛根素抗細胞凋亡，增加Bcl-2的表達有關。Bcl-2基因編碼細胞凋亡抑制因子，其作用是調節神經細胞的凋亡。在神經細胞損傷前后，機體通過調節Bcl-2蛋白的表達量來對抗凋亡。葛根素通過上調Bcl-2蛋白、下調Bax蛋白的表達來抑制神經細胞凋亡。張相彤等［29］研究表明，葛根素作用于損傷的神經細胞7 d后，以濃度效應關系改善創傷性損傷神經細胞的病理改變，可以減輕細胞的凋亡程度，增加Bcl-2的表達，從而降低Bax/Bcl-2比率，且與葛根素的濃度呈一定的劑量依賴性，提示葛根素對損傷的神經細胞具有神經保護作用。曹建中等［30］認為葛根素對神經細胞損傷的保護作用可能與葛根素上調Bcl-2蛋白的表達、下調Bax蛋白的表達，從而抑制神經細胞凋亡，發揮神經元的保護作用。因此，推測葛根素通過對神經細胞的保護達到治療神經病理性疼痛的目的。

研究表明葛根素可以減輕缺血性大鼠腦細胞的損傷，這一作用主要通過提高熱休克蛋白70(HSP70)表達水平來實現。葛根素可誘導細胞表達HSP70而對損傷的神經細胞起保護作用［31］。葛根素還可抑制caspase-3活性，抑制細胞凋亡從而保護缺血性腦損傷。

如上所述，葛根素具有阻斷鈉離子通道、調節細胞因子表達、保護神經細胞等藥理作用。這些都可以解釋葛根素用于治療神經病理性疼痛的確切療效。但是由于神經病理性疼痛的發病機制極其復雜，而葛根素的成分并不單一，臨床使用時往往多藥并用，所以其治療神經病理性疼痛確切的機制尚待進一步研究。

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