地中海飲食通過抗氧化應(yīng)激抑制動脈粥樣硬化血栓形成

2021-10-28 03:48:36肖園元李東澤賈禹李迪趙丹曾銳萬智

醫(yī)學(xué)綜述 2021年18期

肖園元，李東澤，賈禹，李迪，趙丹，曾銳，萬智

(1.四川大學(xué)華西醫(yī)院a.急診科，b.心臟內(nèi)科，成都 610041； 2.四川大學(xué)災(zāi)難醫(yī)學(xué)中心，成都 610041 )

在全球范圍內(nèi)，冠心病是常見的死亡原因，且其發(fā)病率逐年增加[1]。動脈粥樣硬化斑塊破裂和血栓形成是引起心肌梗死的主要原因[2]。研究表明，氧化應(yīng)激通過促進動脈粥樣硬化及血栓形成參與動脈血栓性疾病的病理過程[3]。而抗栓治療是降低心肌梗死病死率的重要治療方式，但當(dāng)前的抗血栓治療藥物均有導(dǎo)致出血的風(fēng)險，因此開發(fā)出血風(fēng)險更小的新型抗血栓藥物是目前的研究熱點之一。研究發(fā)現(xiàn)，地中海飲食模式可降低冠心病和急性心肌梗死的發(fā)生率[4]，這可能與地中海飲食中的營養(yǎng)物質(zhì)具有調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化進程、血小板功能、凝血級聯(lián)反應(yīng)并最終影響血栓形成的作用有關(guān)[5]。地中海飲食模式中的食物富含維生素E、維生素C、番茄紅素及多酚類化合物等，這些物質(zhì)具有抗氧化特性[6]。有研究發(fā)現(xiàn)，地中海飲食中的抗氧化物質(zhì)可能通過抑制氧化應(yīng)激而影響動脈粥樣硬化、血小板活性、凝血級聯(lián)反應(yīng)，進而影響血栓形成[7]，但抗氧化物質(zhì)影響血栓形成的具體機制尚不明確，且其中的多酚類化合物能否成為新型抗血栓藥物來源也尚需進一步研究。現(xiàn)就地中海飲食模式中營養(yǎng)物質(zhì)的抗氧化特性與氧化應(yīng)激和血栓形成之間的關(guān)系予以綜述，并在血小板或內(nèi)皮細胞等多種細胞系水平探索其潛在機制。

1 地中海飲食與動脈粥樣硬化性心臟病的相關(guān)性

地中海飲食起源于西班牙、意大利等地中海地區(qū)，包括水果、蔬菜、堅果、豆類、谷類,適量魚類、肉類產(chǎn)品，食用油以橄欖油為主，用餐時輔以適量葡萄酒[8]。其中，水果、蔬菜及紅葡萄酒是地中海飲食的關(guān)鍵組成部分，被認(rèn)為可以預(yù)防冠心病等心血管疾病[9]。研究表明，與低脂對照飲食組相比，使用特級初榨橄欖油或堅果的地中海飲食組人群的心血管事件復(fù)合終點(心肌梗死、腦卒中和心血管原因?qū)е碌乃劳?相對危險度降低30%[10]。在里昂飲食心臟研究中，研究者將605例之前患有心肌梗死的患者隨機分為地中海飲食組和普通飲食組，平均隨訪27個月后，該試驗提早終止，因為地中海飲食組患者的全因死亡率降低70%，冠心病病死率降低73%[11]。一項隨機對照研究表明，心血管風(fēng)險高的老年人食用地中海飲食可以延緩開始使用P2Y12受體拮抗劑等抗血小板藥物的時間[12]。一項Meta分析發(fā)現(xiàn)，對地中海飲食依從性高的人群冠心病、心肌梗死發(fā)生率顯著降低[13]。這可能因為這些食物含有多種天然抗氧化劑，如維生素E、維生素C、番茄紅素及多酚類化合物(包括槲皮素、白藜蘆醇、酪醇和姜黃素)等，這些抗氧化劑能夠通過抗氧化應(yīng)激抑制動脈粥樣硬化血栓形成[14]。

2 氧化應(yīng)激和抗氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激作用可被抗氧化系統(tǒng)消除。抗氧化系統(tǒng)有兩類：①酶抗氧化系統(tǒng)，包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶等；②非酶抗氧化系統(tǒng)，包括維生素C、維生素E、谷胱甘肽、番茄紅素、多酚類化合物等。

3 氧化應(yīng)激促進動脈粥樣硬化和血栓形成

動脈粥樣硬化斑塊破裂、血小板活化并黏附于破損斑塊處及凝血級聯(lián)反應(yīng)激活是血栓形成及生長，并最終導(dǎo)致斑塊破損部位動脈閉塞的關(guān)鍵步驟[17]。而氧化應(yīng)激可通過促進動脈粥樣硬化、血小板活化和凝血級聯(lián)反應(yīng)促進動脈粥樣硬化血栓形成。

3.1促進動脈粥樣硬化 ROS產(chǎn)生引起的氧化應(yīng)激通過作用于內(nèi)皮細胞和單核/巨噬細胞促進動脈粥樣硬化的發(fā)展以及冠心病的發(fā)生。ROS可損傷內(nèi)皮細胞，并誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞黏附分子表達，如血管細胞黏附分子-1、細胞間黏附分子-1、E-選擇素和單核細胞趨化蛋白1等。這些黏附分子可促進單核細胞黏附、遷移和積累在內(nèi)皮下，然后單核細胞分化為巨噬細胞，其吞噬低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)后轉(zhuǎn)變?yōu)榕菽毎罱K形成動脈粥樣硬化的基礎(chǔ)[18]。有研究發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激可促進巨噬細胞攝取LDL[19]。在ROS作用下，沉積在動脈內(nèi)膜的“原始”LDL轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸蚅DL(oxidized low density lipoprotein，ox-LDL)，ox-LDL誘導(dǎo)巨噬細胞表達清道夫受體，并與該受體結(jié)合，然后被巨噬細胞吞噬；另一方面，巨噬細胞清除ox-LDL受損，導(dǎo)致巨噬細胞中ox-LDL大量聚積。同時，ox-LDL是NOX激活物，其能增強NOX活性、促進ROS產(chǎn)生，進一步促進 LDL氧化為ox-LDL[20]。因此，氧化應(yīng)激產(chǎn)物ox-LDL在內(nèi)膜下持續(xù)積累并引起持續(xù)炎癥刺激，最終導(dǎo)致炎癥和動脈粥樣硬化的進展[20]。

此外，氧化應(yīng)激還可以通過異前列腺素促進動脈粥樣硬化。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在人動脈粥樣硬化斑塊中存在異前列腺素[21]，且急性心肌梗死患者血漿異前列腺素水平升高，并與其冠狀動脈犯罪病變的脆弱性呈正相關(guān)[22]。異前列腺素由ROS攻擊細胞膜脂質(zhì)花生四烯酸產(chǎn)生，能在血液或尿液中存留較長時間，能較準(zhǔn)確地反映體內(nèi)氧化應(yīng)激水平。同時，異前列腺素可誘導(dǎo)成纖維細胞和內(nèi)皮細胞增殖、血管平滑肌細胞有絲分裂[23]。它與ox-LDL受體結(jié)合，使ox-LDL更易被單核/巨噬細胞吞入[24]，從而促進斑塊增大。

3.3促進凝血級聯(lián)反應(yīng) 研究發(fā)現(xiàn)，NOX會上調(diào)內(nèi)皮依賴性組織因子的激活，而抗氧化劑維生素C等會減弱這一作用[28]。NOX產(chǎn)生的ROS(如H2O2)可將非活性組織因子轉(zhuǎn)化為活性組織因子[29]。ROS可以直接滅活抗凝蛋白、蛋白C及血栓調(diào)節(jié)蛋白，也可以通過氧化纖維蛋白原，使其更易轉(zhuǎn)化為纖維蛋白，并抑制凝血酶與抗凝劑(如蛋白 C、抗凝血酶Ⅲ-肝素復(fù)合物和血栓調(diào)節(jié)蛋白)之間的相互作用，從而促進血栓形成[7]。而抗氧化劑(如超氧化物歧化酶)可防止血栓調(diào)節(jié)蛋白氧化，恢復(fù)蛋白C活性[30]。研究表明，與野生型小鼠相比，超氧化物歧化酶基因缺陷小鼠動靜脈血栓形成更快[30]。

4 地中海飲食通過抗氧化應(yīng)激在抑制動脈粥樣硬化血栓形成中的作用

地中海飲食降低冠心病發(fā)生率和病死率的可能機制為通過抗氧化應(yīng)激延緩動脈粥樣硬化、降低血小板活性、降低凝血級聯(lián)反應(yīng)，最終抑制動脈粥樣硬化血栓形成。

4.1延緩動脈粥樣硬化一項大型病例對照研究表明，飲食中的抗氧化劑可使冠心病患者獲益[31]。飲食中抗氧化劑的攝入不足可能會由于脂蛋白氧化修飾而增加形成動脈粥樣硬化斑塊的風(fēng)險，且血漿中的ox-LDL水平與急性冠狀動脈事件風(fēng)險呈正相關(guān)[32]。而在地中海飲食中存在大量抗氧化物質(zhì)(維生素E、槲皮素、姜黃素及白藜蘆醇等)，能有效清除自由基、抑制單核細胞黏附和LDL氧化，其中抑制LDL氧化是地中海飲食延緩動脈粥樣硬化的重要途徑。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在頸動脈嚴(yán)重狹窄患者動脈內(nèi)膜切除術(shù)前靜脈注射放射標(biāo)記的LDL，在頸動脈內(nèi)膜切除標(biāo)本的巨噬細胞中可檢測出標(biāo)記的LDL；且與未接受維生素E治療的患者相比，接受維生素E治療4周后患者頸動脈內(nèi)膜切除標(biāo)本巨噬細胞中的放射性LDL明顯減少，提示維生素E可抑制粥樣硬化斑塊中巨噬細胞對LDL的攝取[33]。一項Meta分析表明，補充槲皮素可顯著降低人血清總膽固醇及LDL-膽固醇水平[34]。在由氯化汞引起的雄性大鼠氧化損傷模型中，學(xué)者發(fā)現(xiàn)槲皮素可清除自由基并抑制LDL氧化[35]。有研究者將載脂蛋白E基因敲除小鼠分為普通食物組、高脂飲食(high fat diet，HFD)組、HFD+槲皮素組，持續(xù)喂養(yǎng)24周后發(fā)現(xiàn)，與HFD組相比，HFD+槲皮素組小鼠的動脈粥樣硬化斑塊面積顯著減小，提示食用槲皮素可預(yù)防動脈粥樣硬化。在體外，槲皮素或姜黃素通過減少ROS的產(chǎn)生抑制ox-LDL誘導(dǎo)巨噬細胞中單核細胞趨化蛋白1、抑制細胞間黏附分子-1、血管細胞黏附分子-1、E-選擇素及NOX的表達，從而抑制單核細胞-內(nèi)皮細胞和單核細胞-血小板黏附作用，并使脂質(zhì)和LDL免于氧化[36-37]。另有體外研究表明，白藜蘆醇及其衍生物可抑制Cu2+誘導(dǎo)的LDL氧化[38]。故推測地中海飲食中的營養(yǎng)物質(zhì)延緩動脈粥樣硬化形成主要因為其中的抗氧化物質(zhì)結(jié)合LDL并保護其免受氧化。

4.2降低血小板活性研究發(fā)現(xiàn)，食物中的水果和蔬菜、橄欖油、可可、紅葡萄酒等具有抗血小板作用[39-42]。這些食物可能通過其組成成分中的抗氧化成分(番茄紅素、多酚類化合物等)抑制氧化應(yīng)激，從而抑制TXB2(TXA2代謝產(chǎn)物)和異前列腺素生成，進而抑制血小板活化。

在人體研究方面，有研究者將健康人群分為接受西紅柿提取物組和安慰劑組，在研究開始前及干預(yù)后第5天采血檢查，結(jié)果提示西紅柿提取物有助于抑制血小板聚集[43]。另有研究者在絕經(jīng)婦女中采用橄欖油進行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)橄欖油也有類似作用[44]。O′Kennedy等設(shè)計了一項隨機雙盲對照研究，健康人群分別給予阿司匹林、西紅柿提取物、安慰劑，持續(xù)7 d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)西紅柿提取物的抗血小板作用約為阿司匹林的1/3[45]。有研究顯示，在非瓣膜性心房顫動患者中，食用富含酚類化合物水果蔬菜受試者尿液的11-TXB2(TXB2的代謝產(chǎn)物)、NOX2和異前列腺素水平顯著降低，而血漿谷胱甘肽過氧化物酶3水平升高，說明地中海飲食可降低氧化應(yīng)激，從而抑制血小板活化[46-48]。

在動物研究方面，研究者分別向小鼠腹腔注射西紅柿提取物，或用葡萄濾液喂小鼠，發(fā)現(xiàn)小鼠動脈血栓形成時間延長或血栓體積減小，提示水果等可抑制血小板聚集，這可能與其中番茄紅素或多酚類化合物的血小板抑制作用有關(guān)[49-50]。有學(xué)者分別以高膽固醇飲食和高膽固醇+橄欖油飲食喂養(yǎng)家兔4周，發(fā)現(xiàn)添加橄欖油組家兔的主動脈壁泡沫細胞數(shù)較未添加組減少，血液TXB2生成、血小板聚集及血栓形成減少，提示膳食中添加橄欖油不僅會減輕動脈粥樣硬化，還可以通過抑制血小板聚集減少血栓形成[39]。有研究者采用三氯化鐵或激光損傷頸動脈建立小鼠頸動脈血栓模型，將小鼠分為空白對照組、槲皮素組、阿司匹林組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與空白對照組的相比，槲皮素組小鼠動脈閉塞時間顯著延長、形成的血栓體積顯著減小，而槲皮素組與阿司匹林組小鼠頸動脈內(nèi)的血栓體積相似，這可能與槲皮素等多酚類物質(zhì)通過抑制促分裂原活化的蛋白激酶磷酸化，導(dǎo)致鈣動員受損，進而抑制血小板活化和聚集有關(guān)[51-52]。

有體外研究在富含血小板的血漿中分別加入不同蔬菜水果提取物或橄欖油提取物或槲皮素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)綠豆、西紅柿、橄欖油提取物或槲皮素表現(xiàn)出顯著的抗血小板活性[40]，其可能的機制除上述促分裂原活化的蛋白激酶途徑外，還包括這些物質(zhì)抑制花生四烯酸進入環(huán)加氧酶1的催化位點，升高環(huán)腺苷酸和環(huán)鳥苷酸水平，降低鈣動員和TXB2水平，進而抑制血小板聚集[53]。另有研究發(fā)現(xiàn)，可可中的多酚類化合物不僅可通過抑制NOX2的激活降低H2O2和鈣動員水平，還可下調(diào)血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa 的表達，增加內(nèi)皮細胞內(nèi)皮型一氧化氮合酶的活性，從而抑制血小板聚集[54]。Marumo等[42]研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇可能通過其抗氧化作用減少鈣動員，從而抑制凝血酶誘導(dǎo)的血小板凝集。故推測地中海飲食中的營養(yǎng)物質(zhì)通過抗氧化應(yīng)激降低血小板活化。因此，上述物質(zhì)有望用于預(yù)防和治療與血小板凝集相關(guān)的疾病[53]。

4.3降低凝血級聯(lián)反應(yīng) 研究表明，與富含葵花籽油的飲食相比，富含初榨橄欖油飲食可顯著降低人體血漿中活化的凝血因子Ⅶ水平[55]。另一項高心血管疾病風(fēng)險人群的隨機對照研究表明，與低脂飲食組相比，補充初榨橄欖油1年組人群的抗凝血酶水平升高，而D-二聚體水平降低[56]。動物研究發(fā)現(xiàn)，洋蔥皮提取物可阻止小鼠凝血酶誘導(dǎo)的組織因子過表達，并延長動脈血栓形成時間[57]。體外研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素、葡萄籽提取物等可顯著延長人血漿活化部分凝血活酶時間、凝血酶原時間和凝血酶時間，這可能通過抑制凝血酶或活化的凝血因子Ⅹ起作用[37,58]。另有研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素洗脫支架的抗凝性能不僅優(yōu)于不銹鋼支架和聚乳酸-羥基乙酸共聚物涂層的支架，且其抗凝效能隨劑量增加而增加[37]。同時，研究者還發(fā)現(xiàn)葡萄酒中的白藜蘆醇可通過降低血管性血友病因子、凝血因子Ⅷ、組織因子活性及其信使RNA表達發(fā)揮抗血栓形成作用[59-60]。鑒于這些營養(yǎng)物質(zhì)均具有抗氧化特性，故推測其對凝血功能的影響可能與此有關(guān)，但目前具體機制研究較少。

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