中藥及其成分抗心肌缺血作用機制研究進展＊

孫曉昕，楊 楠，康 琳，謝心悅，黑穆榮，張 泰，董人銘，劉瀟聰，尚 東，董佩佩＊＊

（1.大連醫科大學中西醫結合研究院 大連 116044；2.大連醫科大學附屬第一醫院 大連 116011）

近年來心血管疾病發病率不斷升高，嚴重危害人類健康。心肌缺血（Myocardial Ischemia）是指心臟血液灌注減少、供氧降低，導致能量代謝異常，無法支持心臟正常工作的一種病理狀態[1]。血壓降低、冠狀動脈阻塞、主動脈供血減少均可直接導致心臟供血減少；心瓣膜病、血黏度變化、心肌病變也會減少心臟供血[2]。通過系統整理該研究領域文獻，本文總結了對心肌缺血有確切保護作用的中藥復方、單味藥及活性成分，重點概述了這些成分發揮心肌缺血保護作用的機制，并對中醫藥抗心肌缺血的治療前景進行總結與展望。

1 中藥復方抗心肌缺血作用

許多中藥復方及制劑被證明具有保護心血管，抗心肌缺血作用。如通心方[3]由蜈蚣、廣地龍、黃芪、全蝎等配比而成，具有抗凝、抗血栓、改善微循環、擴張血管等作用。鄧氏通冠膠囊經黃芪、丹參、冰片和水蛭配比組成，將其處理小鼠心肌缺血模型，能夠通過上調內皮型一氧化氮合酶（endothelial Nitric Oxide Synthase,eNOS）mRNA表達，活化eNOs從而促進一氧化氮（Nitric Oxide，NO）生成，抵抗心肌缺血。此外，維心脈[2]、活血通絡方[4]、血府逐瘀湯、通脈地仙丸、益氣活血方[5]、養心通脈片[6]、芪丹通脈片、芎芍膠囊、參芪扶正方[7]、生脈散[8]、速效救心丸[9]、復方丹參滴丸[10]、溫陽通脈方[11]、痰瘀同治方、欣怡膠囊、參附注射液、丹紅注射液、丹七片[12]、麝香保心丸[13]、當歸四逆湯[14]、芪參益氣湯[15]等經研究發現都具有明確的保護缺血心肌作用。如復方丹參滴丸是我國第一例完成美國FDA二期臨床實驗的中成藥，大鼠血漿和尿液的代謝組學研究表明其通過改變機體代謝物的變化,改善機體代謝網絡,從而降低心肌耗氧、改善心肌能量代謝、保護心肌細胞。通心方由蜈蚣、廣地龍、黃芪、全蝎等配比而成，具有抗凝、抗血栓、改善微循環、擴張血管等作用。鄧氏通冠膠囊經黃芪、丹參、冰片和水蛭配比組成，將其處理小鼠心肌缺血模型，能夠通過上調eNOS mRNA表達，活化eNOs從而促進NO生成，抵抗心肌缺血。蛋白質組學研究發現生脈散治療能夠調節缺血再灌注損傷大鼠心肌能量代謝的多條通路，包括刺激葡萄糖代謝，抑制脂質代謝以及增強三羧酸循環和ATP合成，這些均有利于能量的生成和心臟效率的提高。丹紅注射液對小型豬、狗、大鼠等不同動物模型發揮心肌保護作用，能夠激活缺血再灌注大鼠心肌AMPK信號通路，保護心肌及線粒體損傷；同時還可以通過抑制內皮細胞炎癥因子IL-1β,TNF-α,and IL-10的分泌及NF-κB,c-jun 和p38的激活達到抗心肌缺血的作用；網絡藥理學研究揭示丹紅注射液對心肌缺血的治療作用是多成分多靶點多通路的復雜模式。現代研究表明中藥復方及其制劑改善心肌缺血的作用機制十分復雜，涉及到多種成分-多個靶點-多條通路；而中醫理論認為中藥復方主要通過活血、益氣、化痰等方面來改善心肌缺血，深入分析這些功效對應的分子機制，對于理解中醫的現代內涵具有一定的意義。

2 單味中藥抗心肌缺血作用

銀杏作為傳統的活血化瘀中藥，其提取物具有廣泛的抗心血管疾病的功效。舒血寧注射液為銀杏提取物制劑，將急性心肌缺血（Acute Myocardial Ischemia，AMI）大鼠給予舒血寧注射液，發現其清除內源性氧自由基能力顯著增強，同時抑制脂質過氧化，保護缺血心肌[16]。此外，干姜[2]、陳皮、薤白、川芎[6]、人參、黃芪[17]、丹參、連翹[18]、刺五加[19]、瓜蔞皮[20]、益母草[21]、黃芩[22]、蜂膠、沙棘、淫羊藿、麥冬、細葉小檗、三七等都具有明確的保護缺血心肌的作用，這些中藥主要屬于活血藥、補氣藥、清熱藥、化痰藥、補陰藥等。韓晶巖教授提出，中醫的氣包括氧氣和水谷精微，通過線粒體內的ATP合成酶生成ATP。ATP是心肌細胞發揮正常功能和保持血管內皮細胞之間的連接完整性必不可少的。補氣藥的主要藥效成分能夠上調ATP5D的表達，從而改善能量代謝和保護細胞骨架；活血的單味中藥(如丹參)中的酚酸類化合物能夠使NADPH氧化酶失活，抑制超氧化物的生成，還可上調線粒體呼吸鏈復合物I的表達和活性，抑制過氧化物的產生，防止細胞凋亡。清熱藥黃芩的主要藥效成分黃芩苷抑制TLR4介導的炎癥信號通路，下調骨髓分化因子88蛋白的表達，減少再灌注后NF-κB的核轉位達到保護缺血組織的目的[17]。該論述為補氣藥、活血藥和清熱藥的現代內涵提供了一種解釋。此外，不同功效的中藥能夠發揮同樣的治療作用，其潛在的機制需要深入研究，如化痰藥和補氣藥、活血藥發揮心肌缺血保護作用的共同機制，這對于研究中醫理論的內涵和中醫藥物開發具有指導意義。

3 中藥成分抗心肌缺血及作用機制

中藥復方及單味藥治療心肌缺血效果確切，歷史悠久，但具有多靶點、多向調節等特點，且作用機制復雜。本文對具有抗心肌缺血作用的中藥活性成分進行系統總結，并對其保護缺血心肌的內在機制進行概述。

3.1 促缺血心肌血管新生

3.1.1 血管內皮生長因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）

VEGF是分布在上皮調節血管生成的因子，能夠影響重要環節發生并誘導血管新生。VEGF主要通過特異性促內皮細胞（Endothelial cells，EC）進行有絲分裂、遷移，刺激其分泌血管形成相關物質，促進血管新生[23]。

人參皂苷Rg1通過增強大鼠AMI心肌梗死邊緣區VEGF受體、VEGF、NO以及蛋白激酶的表達，減少梗死心肌面積，增加微血管密度[6]。丹參酮ⅡA（TanshinoneⅡA，TanⅡA）預處理可增強大鼠骨髓源性內皮祖細胞VEGF及基質細胞衍生因子1（Stromal Derived Factor 1，SDF 1）的表達起到修復血管、促進缺血心肌血管再生，保護心肌梗死，改善微循環的作用[17]。研究表明，三七皂苷R1能夠促進心肌梗死（Myocardial Infarction，MI）大鼠缺血心肌血管新生[24]。MicroRNA-21參與了新生血管內膜的形成，三七總皂苷（Total Saponis of panaxnotoginseng，PNS）有促進心肌梗死后 VEGF 和miRNA-21表達、減小梗死面積及促血管新生作用[25]。有研究認為白藜蘆醇（Resveratrol，Res）可促進兔AMI心臟血管及冠脈側支循環形成，可能與通過誘導缺血心肌增強VEGF表達有關；Res可顯著增強兔AMI邊緣區VEGF-A表達[6]。另有報道稱，紅景天苷（Rhodioside）可增強MI大鼠胞漿中VEGF表達[26]。巴戟天糖鏈（Morinda Officinalis Oligosaccharides，MOO）是巴戟天的主要活性成分，研究發現MOO可促進急性MI大鼠血管新生，其機制可能是通過上調梗死邊緣區VEGF表達實現的[27]。

3.1.2 堿性成纖維細胞生長因子（basic Fibroblast Growth Factor，bFGF）

bFGF是誘導缺血心肌血管新生的高效因子，能夠特異性誘導EC和平滑肌細胞進行有絲分裂、遷移。向AMI動物模型狹窄冠脈注入bFGF，發現微血管數和血流量均增加[28]。西洋參莖葉總皂苷（Panax quinquefolius Saponin，PQS）由西洋參莖葉提取，通過觀察不同PQS劑量組VEGF和bFGF表達的情況[29]，發現PQS可促進大鼠AMI缺血心肌內源性VEGF和bFGF的合成分泌，增加血管密度，促進血管新生，并改善心肌微循環。

3.1.3 調節Akt/NOS/NO通路

NO可促進內皮細胞增殖、遷移，粘附細胞外基質，調節血管生成因子，是重要的血管生成介質。楊驚宇等[30]通過大鼠MI模型，發現葛根素發揮促血管生成作用的機制可能是活化AKT，促使其磷酸化，進而激活內皮型eNOS，促進NO生成，NO與其他分子共同作用促進內皮細胞增殖及血管形成。丹酚酸B（Salvianolicacid B，Sal B）能夠啟動內皮細胞NO合成系統，清除細胞內活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS），調節NO和ROS相互作用。Sal B通過上調內皮細胞eNOS表達，激活誘導型一氧化氮合酶（inducible Nitric Oxide Synthase,iNOS），促使NO的合成適度增加；另外，Sal B能提高eNOS轉錄活性，并且具有長效的增強eNOS表達的作用，表現為轉錄后調控機制[31]。有研究證實，人參皂苷Rb1預處理通過上調eNOS表達減輕缺血心肌損傷[32]。毋亞男等[33]發現Res可能通過提高總NOS活性，增加NO生成，保護AMI大鼠心肌細胞損傷。

3.1.4 PI3K、Akt、MAPK等信號轉導通路

Akt是影響血管生成通路磷脂酰肌醇3激酶（Phosphatidyl Inositol 3 Kinase，PI3K）/蛋白激酶（Akt）的重要因素。絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinases，MAPK）家 族 包 含 ERKl/2、JNK 和p38MAPK共3個亞類，同樣影響血管生成[34]。研究人參皂苷Rg1對AMI大鼠心肌的作用，發現其可能通過上調VEGF表達，活化PI3K/Akt通路，降低p38MAPK的表達縮小心肌纖維化面積，促進血管新生[35]。

3.2 擴張冠狀動脈

NO作為重要的擴血管因子，與血管內皮細胞分泌的縮血管因子內皮素（Endothelin，ET）共同維持血管收縮平衡。有研究發現麝鼠香可明顯降低AMI大鼠血漿ET含量[36]，而鹿銜草總黃酮、紅景天苷、絞股藍總黃酮可顯著提高其中NO含量。有報道稱，大蒜素可調節AMI兔模型的ET和NO平衡關系，改善血管內皮功能，從而增加缺血心肌血流量，保護受損心肌[3]。

3.3 清除自由基、抗氧化作用

當活性氧與抗氧化系統之間平衡打破，即產生氧化應激，其在心血管疾病的發生發展中起主要作用。氧化應激會加重心肌缺血、細胞凋亡和組織壞死[37]。丙二醛（Malondialdehyde，MDA）是評價心肌損傷的重要指標之一，含量越高心肌損傷越重。氧化應激狀態下血紅素氧合酶-1（Heme Oxygenase-1，HO-1）對細胞起重要保護作用，HO-1是反映細胞損傷最敏感的指標之一[38]。超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）能夠清除氧自由基，因而二者活性強度間接反映機體抗氧化能力。

研究中利用赤芍總甙給予犬AMI模型[3]，發現赤芍總甙可以增加SOD及GSH-Px含量。杜鵑花總黃酮（Total Flavonoids Rhododendron，TFR）給予異丙腎上腺素（Isoprenaline，Iso）所致的小鼠AMI模型，可顯著減少MDA含量升高，提示TFR通過抗自由基作用抵抗心肌缺血[23]。山楂葉總黃酮劑量依賴性地增加HO-1的表達，表明其抗心肌缺血損傷機制可能通過誘導HO-1高表達實現[36]。異丙腎上腺素誘導大鼠AMI，后給予Sal B治療，能夠明顯降低血清中MDA含量，提高血清中SOD、GSH-Px濃度，提示Sal B通過提高SOD的活性發揮抗氧化作用，抵抗心肌缺血。因此，中藥成分抵抗心肌缺血可通過減少血清MDA含量及脂質過氧化，增加血清SOD、GSH-Px的活性，提高心肌供血、對抗脂質過氧化反應能力[39]。

化療相關認知障礙(chemotherapy-related cognitive impairment，CRCI)又稱“化療腦(chemobrain)”，是一類癌癥化療的副反應或后遺癥，主要涉及注意、記憶、執行功能等認知領域。由于乳腺癌具有發病率較高、化療應用率較高、治愈率較高、生存時間較長、回歸社會率較高等特點，因而成為研究CRCI的理想對象，既往80%以上的研究均以乳腺癌患者為研究對象[1]。

3.4 抑制心肌細胞凋亡

細胞凋亡又稱程序性細胞死亡，是一種主動性的由基因控制的有序的細胞死亡方式。研究證實，在急性或長時間缺血以及缺血-再灌注時均有大量的心肌細胞發生凋亡。促凋亡蛋白Bax與凋亡抑制蛋白Bcl-2相互制約決定細胞命運，二者比例反映細胞凋亡狀態[40]。

對Iso所致小鼠AMI模型，吳茱萸次堿（Rutecarpine）可降低心肌細胞凋亡水平[36]。黃芪多糖（Astragalus Polysacharin，APS）在上調BCL-2的同時下調半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase-3）表達，顯著減輕心肌梗死。觀察紅景天苷預處理兔AMI模型，發現其能夠降低缺血誘導的心肌細胞凋亡水平。銀杏酮酯（Ginkgo biloba extract，GBE50）是我國自主研發的第四代銀杏葉提取物制劑[41]，研究發現GBE50(400 mg·kg-1)能夠顯著抑制缺血再灌注誘導的大鼠心肌細胞凋亡，促進Bcl-2升高，保護缺血心肌。

3.5 改善血液流變學

血液流變學涵蓋血液流動性、黏滯性、變形性等方面，是衡量血液內摩擦或流動阻力的指標[3]。血液黏度增加，血流阻力增加，冠脈供血不足，誘發或加重心肌缺血。研究發現，給予無癥狀心肌缺血患者川芎嗪（Ligustrazine）治療，能夠抑制血小板聚集并擴張冠狀血管，抑制再灌注時乳酸脫氫酶（Lactate Dehydrogenase，LDH）及血栓烷素A2（Thromboxane，TXA2）的釋放，促進前列環素（Epoprostenol，PGI2）合成，降低 TXA2/PGI2比值，抵抗心肌缺血。楊明等[42]研究蜂膠總黃酮對AMI大鼠血液流變學的影響，發現其可顯著減少AMI大鼠梗塞面積并改善血液流變學相關指標。通過觀察西洋參總皂苷（American ginseng total saponin，AGS）對心肌缺血再灌注大鼠血液流變學影響[43]，發現AGS可明顯改善術后血液流變學指標，對缺血心肌有明顯保護作用。

3.6 調節Ca2+平衡，抑制Ca2+超載

當細胞內Ca2+濃度增加，黃嘌呤氧化酶活性增強，氧自由基生成增多，引發脂質過氧化，Ca2+通透性增加，加劇Ca2+內流，使心肌受損。因而，抑制Ca2+通道活化能夠在一定程度上增強心肌抗氧化能力，保護缺血心肌[3]。將黃芪總皂苷給予大鼠心肌細胞Ca2+超載模型進行培養[2]，發現黃芪總皂苷在減輕心肌細胞Ca2+負荷的同時抑制脂質過氧化，穩定心肌細胞膜。使用不同劑量槲寄生黃酮苷（Viscum coloratum flavonoid glycoside，VCFG）處理大鼠MI模型[36]，觀察VCFG對心肌缺血大鼠的療效，結果顯示VCFG可直接抵抗血小板活化因子（Platelet Active Factor，PAF）誘導的心肌細胞Ca2+超載。提示VCFG通過抑制PAF誘導的心肌細胞內Ca2+超載發揮其抗心肌缺血作用。利用膜片鉗觀察葛根素對大鼠心室肌細胞L型Ca2+通道的影響，發現其對心肌細胞L型Ca2+通道發揮一定程度時間依賴性阻斷作用，提示葛根素抵抗心肌缺血的可能機制之一是抑制L型Ca2+通道。檢測AMI大鼠心肌細胞L型Ca2+通道蛋白RNA表達，發現氧化苦參堿（Oxymatrine）通過下調心肌細胞膜上L型Ca2+通道蛋白RNA表達，抑制Ca2+內流，保護缺血心肌。有研究證實，川芎嗪可增強AMI大鼠心肌細胞線粒體酶活性，穩定Ca2+及Mg2+含量，抑制Ca2+超載。研究發現丹參素能夠通過阻斷Ca2+通道，活化K+通道，抑制Na+通道而發揮調節胞漿內Ca2+平衡的作用[44]。

3.7 自噬調節

自噬在心肌缺血中發揮重要作用，可為受損心肌提供能量。心肌細胞經過自噬的降解作用，將受損細胞器及錯誤折疊蛋白等轉化成可用于供能的氨基酸、脂肪酸等物質，通過氧化分解生成大量的可供細胞重新利用的ATP，以緩解心肌細胞能量危機[45]。研究發現姜黃素可通過FOXO1通路誘導氧化應激損傷細胞發生自噬[46]，保護血管內皮細胞，抵抗心肌缺血。虎杖苷通過加強心肌細胞自噬[47]，修復線粒體功能，保護受損心肌。Mao等[48]發現丹參素能夠激活mTOR通路，從而降低心肌缺血誘發的自噬，減少細胞凋亡。Hu等[49]發現木犀草素下調Mst1表達，增強細胞自噬水平，促使線粒體活力提升保護心肌細胞。

3.8 抑制炎癥損傷

在心肌缺血、缺氧損傷中，炎性因子及介質產生重要影響。廣棗總黃酮（Total flavnoids of Fructus Choerospondias，TFFC）通過抑制NF-κB通路保護缺血心肌[50]。有報道稱，香青蘭總黃酮能夠下調AMI大鼠心肌組織白介素 1（Interleukin-1，IL-1）、白介素 6（Interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α）表達，減少炎性因子釋放，保護心肌。另有研究發現，銀杏黃酮通過下調AMI大鼠NF-κB表達并限制中性粒細胞浸潤發揮抵抗心肌缺血作用[51]。

3.9 改善能量代謝障礙

心臟作為耗氧量較大的器官，其功能受損與能量代謝障礙關系密切。有報道稱，心肌在缺血缺氧狀態下，生成ATP的能力明顯下降，而細胞的ATP水平決定了細胞走向細胞壞死或凋亡[52]。研究中將丹參中提取的多糖成分SMP1作用于缺血心肌[53]，發現其能夠減輕自由基對線粒體損傷程度，穩定膜電位，增加線粒體供能，調節能量代謝障礙。將紅景天苷給予缺氧/復氧心肌細胞模型進行體外培養，發現其能夠減少活性氧生成量，改善心肌能量代謝不足。此外，淡竹葉黃酮可通過減少糖酵解，促進有氧氧化產能，減輕能量代謝障礙，保護缺血心肌[54]。

4 結語與展望

中醫藥學是一個偉大的寶庫，中藥及其有效成分在治療心肌缺血方面的療效已經被臨床和實驗證實，目前已有大量的中藥復方及制劑在臨床中廣泛應用，復方丹參滴丸通過美國FDA二期臨床實驗為抗心肌缺血中醫藥的開發帶來了信心。但是由于中藥多成分、多靶點和多藥理活性的特點，其保護心肌缺血作用機制非常復雜，同時傳統中醫理論與現代生物學機制的銜接還存在問題。雖然本文對中藥復方及其制劑促血管新生、擴張冠脈、抗氧化、抑制細胞凋亡、改善血流變學、調節Ca2+平衡、能量代謝等方面改善心肌缺血的作用機制進行了總結，但是中醫藥治療疾病是一種網絡性質的整體調節，如何進一步明晰中藥成分和機制之間的復雜網絡關系，明確活血、補氣、清熱等具體功效與現代生物學機制之間的成分-靶點對應關系，理清中藥抗心肌缺血的物質基礎，對于拓展中醫理論的現代內涵及中藥新藥的開發具有重要意義。今后在中藥治療心肌缺血的藥效物質基礎及機制研究方面，還需要進一步融合中醫理論和現代科學技術，引入網絡藥理學、生物信息學等先進技術手段和研究思路，從分子機制上詳細闡釋中藥的功效內涵，促進抗心肌缺血中藥現代化研究。此外，中醫藥研究需要深入挖掘已有知識，現代藥物研發已經開始廣泛引入人工智能，提高了藥物研發的成功率，中醫藥在確有療效的基礎上，如果能夠結合人工智能，加速數據挖掘和整理，結合現代研究技術，那對于傳統中醫理論發展和中藥的開發應用都具有促進作用。