柚皮甙的抗氧化活性及保護心肌缺血再灌注損傷機制的研究進展

張 婷，詹三華

（銅陵市人民醫院藥學部，安徽 銅陵 244000）

心血管疾病包括高血壓、冠心病、心律失常、心力衰竭、心肌梗死等，具有發病率高、致死率高等特點。柚皮甙屬于二氫黃酮類化合物，多存在于蕓香科植物中，是骨碎補、橘紅、枳殼等中草藥中的主要活性成分，具有抗氧化、抗感染、抗癌、抗炎、抗病毒、抗過敏、降血壓、改善血液循環等多種藥理作用[1-2]。黃酮類化合物是天然的抗氧化劑。研究顯示，柚皮甙可保護心肌缺血再灌注損傷，在防治心血管疾病方面具有較高的應用價值[3-5]。為此，本文就柚皮甙的抗氧化活性及保護心肌缺血再灌注損傷機制的研究進展做一綜述。

1 心肌缺血再灌注損傷的概述

心肌缺血再灌注損傷是指冠狀動脈部分或完全急性阻塞后，在一段時間內又重新獲得再通時，缺血區域的心肌雖然得以恢復正常的血流灌注，但其組織損傷反而呈進行性加重的一種病理過程。心肌缺血再灌注損傷的病理生理過程復雜，涉及氧化應激損傷、鈣超載、細胞凋亡等多個方面。研究指出，心肌缺血再灌注損傷與多種細胞調控機制及信號通路的激活、失活等有關。心肌缺血再灌注損傷發生后，機體會產生大量的活性氧，而活性氧具有強氧化能力和極高的化學活性，可加強細胞的脂質過氧化反應，抑制蛋白質的功能，破壞核酸、染色體及細胞的結構和功能[6-8]。細胞凋亡是連續性程序死亡的過程，涉及一系列特殊基因、蛋白的表達。研究指出，細胞凋亡可形成凋亡小體，而凋亡小體對周圍的炎癥反應及活體細胞的形態無顯著影響，為主動性過程，而細胞壞死為被動性過程，兩者對機體的影響不同[9-10]。

2 心肌缺血再灌注損傷中細胞凋亡的機制

2.1 氧自由基學說

心肌在發生缺血及再灌注的過程中會產生大量的氧自由基，氧自由基介導的脂質過氧化反應可促進心肌缺血再灌注損傷的發生發展。心肌細胞中的線粒體是脂質過氧化反應發生的場所，大量的氧自由基可選擇性改變線粒體膜的通透性，促進蛋白激酶因子的釋放，激活天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶，誘發細胞凋亡[11]。

2.2 鈣超載學說

心肌缺血再灌注損傷發生的過程中，缺血的心肌組織恢復血供后心肌細胞中鈣離子的水平會顯著上升，進而可引起心肌細胞損傷。另外，在心肌缺血再灌注損傷發生的過程中，鈣離子可在線粒體中聚集，通過呼吸鏈的電子漏路徑導致線粒體產生大量的活性氧，使其通透性轉換孔開放，引起線粒體跨膜電位降低，向心肌細胞的細胞質中釋放細胞色素C，進而可誘導心肌細胞凋亡。細胞中出現過量的氧自由基可損傷細胞膜，增加細胞膜的通透性，導致鈣超載現象的出現[12-13]。鈣超載現象出現后可激活Ca2+依賴蛋白酶，使黃嘌呤脫氫酶被催化為氧化酶，氧化酶在有氧的環境下可將黃嘌呤分解成尿酸，并產生大量的氧自由基。

2.3 細胞凋亡學說

不同的刺激原誘導細胞凋亡的路徑不同。細胞膜上的死亡受體包括腫瘤壞死因子受體和Fas受體兩種，死亡受體在與相應的受體結合后可形成死亡受體復合物。死亡受體復合物可激活細胞質中的前半胱氨酸天冬酶-8（proeaspase-8）分子，改變線粒體膜的通透性。研究指出，能量代謝受阻可影響心肌細胞的基因結構，使其表達異常，細胞中腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）的水平可決定細胞的凋亡或壞死[14]。

3 柚皮甙保護心肌缺血再灌注損傷的機制

心肌缺血再灌注損傷的發生是一種級聯反應，目前尚未徹底闡明其發生機制，可能與氧化應激損傷、鈣超載、細胞凋亡等有關。柚皮甙具有抗氧化活性，能清除氧自由基，起到保護心肌缺血再灌注損傷的作用[11]。研究指出，柚皮甙可有效減輕心肌缺血再灌注損傷，促進視網膜缺血再灌注損傷后功能的恢復[15-16]?，F將柚皮甙保護心肌缺血再灌注損傷的具體機制介紹如下。

3.1 抗氧化

心肌缺血再灌注損傷在發生發展的過程中會產生大量的氧自由基，導致心肌細胞出現氧化應激損傷。柚皮甙等黃酮類化合物能清除超氧化物、過氧亞硝基、過氧化羥基自由基等活性氧，預防高活性氧化物的形成，阻止氧化應激反應的延續，增加一氧化氮自由基的生物利用度，改善缺血血管內皮細胞的功能。研究指出，柚皮甙能提高體內超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性，從而起到保護心肌細胞的作用[17]。

3.2 改善心臟的功能

3.2.1 改善再灌注性心律失常 再灌注性心律失常是指冠狀動脈內血栓形成后發生自溶或經藥物溶栓、經皮冠狀動脈腔內成形術（PTCA）等治療后，閉塞的冠狀動脈再通及冠狀動脈痙攣得到緩解，恢復心肌再灌注后出現的心律失常。柚皮甙等黃酮類化合物能通過縮短室性心動過速的時間改善再灌注性心律失常。研究指出，杜鵑花中的黃酮類化合物可拮抗L 型鈣離子通道，縮短心肌平臺期；黃芪中的黃酮類化合物能抑制鈉離子通道，消除折返激動；黃芪總黃酮和高濃度的杜鵑花總黃酮能抑制鉀離子通道，延緩心肌細胞復極化[18-19]。

3.2.2 改善心肌的舒縮功能 心室內壓最大變化速率、左心室舒張末期壓力與左心室內壓能反映心肌的舒縮功能。心肌缺血再灌注損傷發生后，會不可逆地降低心肌的舒縮功能。柚皮甙具有抗氧化活性，能保護機體內的親脂性抗氧化劑，減輕心肌細胞的損傷。研究指出，柚皮甙等黃酮類化合物能阻斷鈣離子的內流，減輕鈣超載對肌原纖維的損傷[20]。

3.2.3 減緩心肌細胞的凋亡 心肌缺血再灌注損傷在發生發展的過程中會產生大量的氧自由基，引起鈣超載，進而可誘發心肌細胞凋亡。柚皮苷能縮小心肌梗死的面積，延緩心室重構。相關的實驗證實，柚皮苷能減少鈣離子的內流，抑制線粒體細胞色素的釋放，下調Bax 的表達，上調Bcl-2 的表達，減少心肌細胞的凋亡。柚皮苷能通過活化PI3-K-AKT 途徑磷酸化凋亡蛋白使其失活，還可經抑制JNK/STAT 途徑降低半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）、核因子κB（NF-κB）的活性，抑制細胞的凋亡。

3.2.4 預防心肌細胞的超微結構改變 心肌在發生缺血及再灌注的過程中，缺血區域心肌細胞的線粒體可發生腫脹，部分線粒體甚至會溶解。研究表明，柚皮苷等黃酮類化合物能減少心肌細胞凋亡的數目，縮小心肌纖維溶解的面積，保護心肌細胞，預防心肌細胞出現超微結構改變[21]。

3.3 恢復冠狀動脈的血流量

心肌缺血再灌注損傷發生后，可損傷血管內皮細胞，導致血管內皮細胞中谷胱甘肽過氧化物酶、一氧化氮合酶和超氧化物歧化酶的水平降低，使一氧化氮的合成量下降，進而可減少冠狀動脈的血流量。柚皮甙等黃酮類化合物能通過抗氧化作用減輕血管內皮細胞損傷，提高血管內皮細胞中一氧化氮的含量，還能經抑制環氧合酶/ 血栓素途徑提高血管內皮細胞中環磷酸腺苷（cAMP）、環磷酸鳥苷（cGMP）的含量，恢復冠狀動脈的血流量[22]。

3.4 抗血小板聚集

正常的生理狀態下，人體內血栓素A2與前列環素的水平處于相對平衡的狀態。心肌缺血再灌注損傷發生后，可損傷血管內皮細胞，導致前列環素的水平下降、血栓素A2的水平升高，進而可引起血小板聚集。柚皮甙等黃酮類化合物能抗血小板聚集，這一機制主要是柚皮甙等黃酮類化合物能抑制環氧合酶的活性，減少血栓素A2的生成并阻斷其受體，使前列環素的水平相對升高，激活腺苷酸環化酶，增加cAMP 的合成量。柚皮甙等黃酮類化合物還可通過抑制磷酸二酯酶的活性減少cAMP 的降解，發揮抗血小板聚集的作用。柚皮甙可上調機體內一氧化氮的表達，激活鳥苷酸環化酶，進而可增加血小板中cGMP 的生成量。

3.5 抑制基質金屬蛋白酶的活性

基質金屬蛋白酶是心肌組織中多種細胞分泌的內源性因子，可參與心肌缺血再灌注損傷的急性過程。研究表明，為大鼠口服表兒茶素能抑制其心肌梗死部位基質金屬蛋白酶的表達。柚皮甙可通過抗氧化、抗炎、抑制基質金屬蛋白酶的活性等作用而達到保護心肌細胞的目的。

4 結語

綜上所述，柚皮甙的抗氧化活性較強，可通過改善心肌的舒縮功能、減緩心肌細胞的凋亡、預防心肌細胞的超微結構改變、抗血小板聚集、抑制基質金屬蛋白酶的活性等途徑保護心肌缺血再灌注損傷。