中藥活性成分對心肌細胞電壓依賴性鉀通道的作用

易　敏,傅建平,董　艷,郭　歡,王競濤,王曉紅,武紅莉,余丹玲,李海霞,王　忠,南景一

(1.中國中醫(yī)科學院廣安門醫(yī)院，北京 100053；2.中國中醫(yī)科學院臨床基礎醫(yī)學研究所，北京 100700；3山東步長制藥股份有限公司，山東 菏澤 274000)

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綜述

中藥活性成分對心肌細胞電壓依賴性鉀通道的作用

易敏1,傅建平1,董艷1,郭歡1,王競濤1,王曉紅1,武紅莉2,余丹玲1,李海霞1,王忠2,南景一3

(1.中國中醫(yī)科學院廣安門醫(yī)院，北京 100053；2.中國中醫(yī)科學院臨床基礎醫(yī)學研究所，北京 100700；3山東步長制藥股份有限公司，山東 菏澤 274000)

中藥；活性成分；心肌細胞；電壓依賴性鉀通道

心律失常是心血管疾病常見的表現(xiàn)形式，尤其是室上性心動過速、心室顫動等惡性心律失常，常伴有誘發(fā)心源性猝死的風險。而目前抗心律失常藥物的總有效率只有30%～60%，揭示其機制并尋找更精確的作用靶點一直是抗心律失常研究的方向。心律失常屬于中醫(yī)“心悸”“怔忡”范疇，中醫(yī)辨證治療本病有著悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗，對心律失常的糾正具有顯著優(yōu)勢，且中藥為天然藥物,不良反應相對較小，普遍受到患者的青睞，有廣闊的發(fā)展前景。目前研究證實眾多中藥活性成分可以同時作用于多個靶點，同時影響多種離子通道的功能，是理想的抗心律失常藥物[1-2]。心律失常多由于心肌離子通道的病變使各個心肌纖維的電活動由同步現(xiàn)象轉化為去同步現(xiàn)象。而離子通道作為一種鑲嵌在細胞膜脂質雙分子層中形成水性孔道的糖蛋白,不僅參與細胞膜興奮性的調節(jié),還直接影響著膜內外多種離子的轉運,在細胞分子水平對維持機體的正常生理功能至關重要。廣泛分布于心肌細胞膜的離子通道有Na+、K+、Ca2+及Cl-離子通道，其中ICa、INa、延遲整流性鉀電流(IK,Delayed rectifier K+current)是目前治療心律失常重要的靶點[1-2]。鉀離子通道家族種類最多最復雜，不同位置不同種鉀離子通道其電生理特征和功能均有顯著的差異。鉀離子通道家族中的電壓依賴性鉀通道(Kv)因種類繁多而廣泛存在于心肌細胞中，對心肌細胞的功能有著重要影響。另外，多種中藥活性成分可直接或間接作用于Kv，對調控心肌細胞能有著至關重要的作用[3]，因此備受研究者的關注。現(xiàn)將其作用綜述如下。

1　中藥活性成分對Kv的作用

1.1Kv電壓依賴性鉀通道的分類鉀離子通道種類繁多，其分類依據(jù)大致為電導特性、電壓特性、電流特性、生物通道種系、通道蛋白同源性、通道蛋白分子結構、通道蛋白的氨基酸序列等。本文主要論述心肌細胞上的離子通道。電壓門控鉀離子通道又稱Kv,種類眾多，與此離子通道相關的結構也最復雜。大致分為IK、瞬間外向鉀電流(Ito,Transient out ward K+current)和鈣激活K+鉀通道(KCa)。IK是細胞去極化時激活的外向鉀電流,決定基因為 Kv2.1。此類鉀離子通道在信息細胞膜去計劃時經(jīng)過短暫延遲激活，其失活時間也很緩慢，根據(jù)其種類不同，失活時間從幾百毫秒到十秒。IK電流主要由兩部分組成:①快速激活的IK(IKr),又稱藥物敏感鉀電流。由KCH2編碼的hERG和KCNE1(KCN2)編碼的MiRP1(minK)分別構成IKr通道的α亞單位和β亞單位。②慢速激活的IK(IKs)，又稱藥物不敏感鉀電流,KCNQ1基因編碼的α(KvLQT1)亞基和KCNE1基因編碼的β(minK)亞基共同控制。此外,超速延遲整流性鉀電流(IKur)在整個除極過程中幾乎不失活。 IKur在人類心房強烈表達,其離子通道的分子基礎是Kv1.5鉀通道[4]。Ito是在動作電位(AP)早期,或細胞去極化早期出現(xiàn)的一外向電流。分為兩類: Ito1 與復極早期(1 期)有關,對4-氨基吡啶(4-AP)敏感；Ito2依賴于肌質網(wǎng)的Ca2+釋放,應用阻滯肌質網(wǎng)Ca2+釋放的藥物可使Ito2消失。

2　對IKr有作用的中藥活性成分

2.1槐果堿(sophocarpine，SC)槐果堿是具有喹諾里西定環(huán)的苦參堿類生物堿。研究表明其可以通過抑制HEK293細胞-hERG電流，延長復極時間[5]。其實驗結果顯示槐果堿可電壓依賴性地抑制hERG鉀電流，但對hERG鉀通道的激活與去活化沒有影響。

2.2鉤藤堿(rhynchophylline,Rhy)鉤藤堿是鉤藤的主要活性成分，同樣可以通過抑制HEK293細胞-hERG電流進而延長心肌細胞的復極時間。Gui等[6]研究發(fā)現(xiàn)鉤藤堿呈濃度依賴性和電壓依賴性的抑制hERG通道的表達,進而導致心室復極時間延長。

2.3三七總皂苷三七總皂苷是三七的主要活性成分。徐江等[7-8]研究證實不同濃度的三七總皂苷可明顯增大心肌細胞hERG電流，呈劑量時間依賴性。

2.4烏頭堿烏頭堿是在烏頭屬植物中提取的一種雙酯二萜類生物堿,對心臟和神經(jīng)有強烈的毒性作用,由于烏頭堿可穩(wěn)定地誘發(fā)大鼠、豚鼠心律失常且持續(xù)時間久，因此烏頭堿模型是常用的研究抗心律失常新藥的模型。李宜富等[8]通過研究發(fā)現(xiàn)烏頭堿能夠通過多種方式阻斷表達在非洲爪蟾卵母細胞上的hERG通道，烏頭堿阻斷hERG通道的效果較之選擇性hERG通道阻斷劑E-4031更為顯著。同時李宜富[9]發(fā)現(xiàn)。除了hERG通道，烏頭堿能夠影響非洲爪蟾卵母細胞上hKv1.5通道的活性，而V505、I508和V512可能是烏頭堿與hKv1.5通道結合的關鍵分子位點。此外，烏頭堿還能作用于鈉通道[10]。

2.58-羥基松脂醇苷8-羥基松脂醇苷是敗醬科纈草屬植物纈草抗心律失常的主要活性成分[11]。有研究顯示8-羥基松脂醇苷是通過抑制Kv1.5鉀通道電流而延長心肌EPR，可以很好的對抗心律失常。并且，其一直電流的效果可恢復，以此說明在一定的濃度范圍內用藥安全性可以得到保障。

2.6大蒜素大蒜素是大蒜中的主要生物活性成分，在擴張心血管的作用得到很多研究證實。張建成[12]在室溫下采用全細胞膜片鉗技術在電壓鉗形模式下記錄電流和門控動力學,觀察大蒜素對HERG電流的作用，發(fā)現(xiàn)大蒜素可以有效阻滯HERG電流，進而影響IKr電流的效應。因此大蒜素成為了抗心律失常的研究熱點。

3　對IKs有作用的中藥活性成分

3.1小檗胺(Berbamine)小檗胺是從小檗科植物中提取的一種雙芐基喹啉生物堿。許超千等[13]將苦參堿、小檗胺、胺碘酮和RP58866作對比研究，結果顯示四者對IKs均有抑制作用，但苦參堿和小檗胺的抗心律失常作用及對IKs的抑制作用均弱于胺碘酮、RP58866；與胺碘酮和RP58866相比，苦參堿、小檗胺對抗心律失常作用靶點IKs的抑制作用較弱。同時，Zhao 等[14]研究證實,小檗胺可以限制心肌細胞外鈣的內向流,但不影響心肌細胞內鈣向外流,證實小檗胺可以阻斷受體依賴型鈣通道和電壓依賴性Ca2+。

3.2白藜蘆醇有研究表明白藜蘆醇發(fā)揮抗心律失常作用具有多條途徑,其中IKs、Ica-L是白藜蘆醇的重要靶點[15]。白藜蘆醇通過增強IKs,加快復極化,縮短動作電位時程,減少有效不應期；同時還能通過阻滯L-鈣通道,減少細胞外的鈣離子內流,將有效不應期延長。王桂英等[16]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可呈劑量依賴性減慢豚鼠、小鼠和家兔的心率,白藜蘆醇可減弱豚鼠心肌收縮力,其作用是與開放ATP敏感性鉀通道有關,而與電壓依賴性鉀通道、內向整流鉀通道和乙酰膽堿調節(jié)鉀通道無關。同時,鈣激活鉀通道也參與了白藜蘆醇對豚鼠和小鼠離體心房收縮力和/或心率的抑制作用。

3.3人參皂苷Rg3(G-Rg3)Lee等研究發(fā)現(xiàn)，20(S)-G-Rg3可以結合hKv1.4通道的四乙銨(TEA) 位點，并通過 Lys531相互作用，減少K+離子的通過[17]；另外G-Rg3還可以調節(jié)IKs基于與KCNQ1亞基的K318和V319殘基相互作用[18]。

4　對IKur有作用的中藥活性成分

夾竹桃麻素(apocynin，APO)：是從夾竹桃科植物羅布麻(ApocynumvenetumL.)的根、加拿大麻(A.cannabinum L.)的根與莖等中提取的有效活性成分。劉巖等[19]研究發(fā)現(xiàn)APO可以減少氧化應激反應對心房肌細胞中IKur及Ito的影響。

5　對Ito有作用的中藥活性成分

5.1別隱品堿別隱品堿為罌粟科植物伏生紫堇的塊莖夏天無中提取的有效活性成分。研究表明別隱品堿可以抑制心室肌細胞瞬時外向鉀電流，并能顯著延長APD90[20]。

5.2甘松揮發(fā)油李翔宇等[3]發(fā)現(xiàn)甘松揮發(fā)油呈濃度依賴性的抑制正常大鼠心室肌細胞膜的IK，使正IK激活曲線右移，失活曲線左移；并且同樣呈濃度依賴性的抑制肥厚大鼠心室肌細胞膜IK，使IK激活曲線右移，失活曲線左移。崔長琮[21]報道，步長穩(wěn)心顆粒其中的主要成分甘松可延長心肌細胞膜動作電位的時程，并能顯著縮短心室跨壁復極離散度，表明穩(wěn)心顆粒具有抗心律失常的作用。郭繼鴻等[22]研究證實穩(wěn)心顆粒可以增加患者的心率變異性，減慢心率，提高心肌細胞的興奮閾值以及室顫閾值，降低心肌梗死后惡性心律失常的發(fā)生率。

5.3燈盞花素燈盞花素提取自菊科植物短葶飛蓬的干燥全草燈盞花,為燈盞乙素和少量燈盞甲素的混合物。鄧等[23]研究發(fā)現(xiàn)燈盞花素能夠抑制心肌細胞 Ito,呈濃度依賴性和電壓依賴性,對IK1無明顯影響。

5.4冬蟲夏草王赫等[24]應用全細胞膜片鉗技術研究發(fā)現(xiàn)冬蟲夏草抗心律失常作用與機制鉀離子通道有關，其增加Ito、IK，同時抑制IK1,將會使動作電位時程縮短而不至于發(fā)生早后除極和遲后除極。

5.5蝎毒蝎毒成分BMKTXK是一種新的長鏈(含61個氨基酸殘基)鉀通道毒素樣肽,它可通過降低Ito 通道的失活電壓,濃度依賴性地抑制Ito,并使 Ito 的失活曲線明顯左移,且可減慢Ito從失活狀態(tài)的恢復過程[25]。

6　結　　語

綜上所述，鉀離子通道是干預心律失常的重要靶點。就中藥對鉀離子通道的作用而言，其治療心律失常已經(jīng)愈來愈顯現(xiàn)出優(yōu)勢。且大多數(shù)中藥活性成分可同時作用于多個通道，有些甚至具有雙向調節(jié)作用，其獨到之處不容忽視，故中醫(yī)藥在臨床上的運用還有待推廣。但是目前研究也還存在一些問題：一是對研究方法的判定尚缺乏嚴謹?shù)摹⒖茖W的統(tǒng)一規(guī)范。今后需要進一步進行理論創(chuàng)新，加強實驗研究，制定統(tǒng)一的療效標準，擴大臨床觀察樣本,開發(fā)有效藥物成分、成藥等，以便更好地發(fā)揮中醫(yī)藥治療心律失常的優(yōu)勢。二是研究多局限于單藥成分作用于某些通道，每個中藥具體成分發(fā)揮抑制或增強作用的具體位點和調節(jié)通路仍不夠深入、明確，還有待進一步深入研究。另外對復方及中成藥研究甚少，復方及中成藥的成分復雜，其機制研究和療效評估仍是以后研究需要解決的難題。

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10.3969/j.issn.1008-8849.2016.16.038

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2016-01-15