基于血管內皮細胞結構及功能探討中醫藥改善心肌缺血再灌注損傷的研究進展

郭文輝，于秋香，高培陽

心肌缺血是心肌細胞氧供需失衡的結果，及早進行血運重建是減少心肌缺血后損傷最有效的方法[1]，但是會伴隨出現心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI)，最后出現不可逆的細胞凋亡和壞死，這種因血流重建所致的心肌損傷稱為再灌注損傷[2]。早期再灌注治療可加重心肌損傷，成為影響缺血治療效果的重要因素[3]。再灌注損傷評估與治療仍然是臨床難題，其發生的具體機制目前尚不明確，目前已經發現的一種機制為缺血再灌注會引發內皮細胞功能失調、破壞血管內皮結構進而阻礙了微血管內血液循環。同時，缺血再灌注極易引起微動脈粥樣斑塊破裂、形成微血栓，進一步加重心肌缺血[4]。

血管內皮細胞不僅存在于血管內壁上，且單層縱向覆蓋于心臟和淋巴管腔上，在正常的心臟生理和心臟對損傷的反應中發揮重要作用。主要參與以下生理環節：①血管內皮層由內皮細胞相互連接形成血管內膜屏障，防止白細胞黏附和血小板聚集，維持血管內的血液正常流動；②內皮細胞還作為分泌細胞，分泌血管活性物質，如內皮素(ET)、血管緊張素等血管收縮因子和一氧化氮(NO)、內皮依賴性超極化因子等血管舒張因子，在調節血管特別是微循環血管的張力中發揮重要作用；③內皮細胞可合成和分泌相關凝血因子和纖溶物質在凝血與纖溶之間保持動態平衡，影響凝血纖溶過程，從而維持正常的血液流動、循環；④調節新生血管的形成，參與發育[5]。

內皮細胞的損傷導致內皮結構和功能的改變，是心肌缺血再灌注損傷發生、發展中非常關鍵的始發和促進因素，目前中醫藥防治心肌缺血再灌注損傷的基礎研究逐漸成為熱點，中醫藥能夠通過多種途徑保護血管內皮細胞結構，改善血管內皮細胞功能，本研究基于血管內皮細胞結構及功能探討中醫藥對于心肌缺血再灌注損傷的最新進展。

1 通過下調細胞間黏附分子-1(intercellularadhesion molecular-1，ICAM-1)保護血管內皮細胞

張瑩等[6]通過研究黃芪多糖(APS)對大鼠缺血再灌注損傷心臟微血管內皮ICAM-1和血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)、p38有絲分裂原激活蛋白激酶(p38 MAPK)及p38 MAPK通路的影響。結果顯示，缺血再灌注模型組ICAM-1和VCAM-1蛋白表達及信號通路蛋白p-p38均較假手術組明顯增加；與缺血再灌注模型組比較，黃芪多糖高劑量與p28有絲分裂原激活蛋白激酶(p28 MAPK)斷開劑SB203580聯合應用時對ICAM-1、VCAM-1、p-p38蛋白表達的抑制作用要強于單獨應用黃芪多糖高劑量或SB203580；黃芪多糖與SB203580聯合應用時，可以明顯抑制p38通路，下調由其介導的ICAM-1、VCAM-1在內皮細胞質膜上的表達，從而縮短中性粒細胞與血管壁形成的緊密結合，避免黏附后釋放的炎癥介質對心肌細胞的損傷有關，對抑制再灌注損傷有協同作用。潘少霞[7]通過體外培養的人臍靜脈內皮細胞株(ECV304)探討三七總皂苷抗血管內皮細胞缺血再灌注損傷的作用效果和作用機制，各組培養1 h后通過觀察細胞內Ca2+濃度、NO、前列環素(PGI2)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、還原型谷胱甘肽(GSH)含量及ICAM-1表達等，研究結果顯示，缺血再灌注可激活ECV304，使細胞氧自由基清除功能明顯降低，轉錄核因子κB(NF-κB)及ICAM-1的表達明顯升高；三七總皂苷能明顯降低NF-κB及ICAM-1的表達，明顯改善內皮細胞活力，改善內皮細胞分泌功能，改善細胞氧自由基清除功能，減輕缺氧再復氧引起的細胞損傷，與鈣拮抗劑維拉帕米、抗氧化劑吡咯烷二硫氨基甲酸酯相比，高濃度三七總皂苷作用更強，提示三七總皂苷能有效改善內皮細胞分泌功能，減輕缺氧再復氧損傷。

2 通過調節血管緊張素和血管內皮生長因子(VEGF)保護血管內皮細胞

林光柱等[8]通過觀察人參皂苷Rb3(G-Rb3)聯合二甲雙胍對心肌缺血再灌注大鼠血管內皮細胞的保護作用。結扎大鼠冠狀動脈前降支60 min，松扎再灌注120 min制備心肌缺血再灌注損傷模型，測定心肌梗死面積，血清MDA、NO含量及天冬氨酸氨基轉移酶(AST)、磷酸肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)、SOD、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性，血漿ET、血管緊張素Ⅰ(AngⅠ)、PGI2及血栓素A2(TXA2)水平。結果顯示，人參皂苷Rb3聯合二甲雙胍可明顯縮小心肌梗死面積，降低血清MDA含量及AST、CK、LDH活性，提高NO含量及SOD、GSH-Px活性，降低血漿ET、AngⅠ及TXA2水平，PGI2水平及PGI2/TXA2比值明顯增高。發現人參皂苷Rb3聯合二甲雙胍對大鼠心肌缺血再灌注損傷具有明顯的保護作用，可能通過增強抗氧化酶活性減輕自由基對心肌的氧化損傷，減少血管內皮細胞因子ET及AngⅠ釋放，糾正PGI2/TXA2失衡等機制有關。余萍等[9]通過建立大鼠實驗性心肌缺血再灌注損傷動物模型，觀察丹紅注射液對其VEGF表達及氧化應激的影響，將40只大鼠隨機分為實驗性心肌缺血組(IR組)、血管內皮生長因子B組(VEGFB組)、丹紅小劑量組(DS1組)、丹紅大劑量組(DS2組)，于治療前、治療后7 d、治療后14 d分別檢測VEGF蛋白及mRNA表達，血管內皮細胞生長因子受體2(VEGFR-2/FLK-1)及mRNA的表達，心肌MDA、肌酸激酶同工酶(CK-MB)等指標。結果顯示，丹紅注射液明顯增強VEGF蛋白、VEGF mRNA、FLK-1的陽性表達，增加CK-MB活性，降低MDA合成。可見丹紅注射液有與VEGFB類似的減輕大鼠實驗性心肌血管內皮炎癥反應，促進VEGF增殖、誘導缺血部位血管新生及改善血管內皮功能紊亂的作用，其作用機制可能與其促進VEGF的分泌，抑制心肌缺血時脂質過氧化，促進氧自由基清除酶清除氧自由基有關，對大鼠實驗性心肌缺血再灌注損傷有保護作用。

3 通過抑制細胞凋亡保護血管內皮細胞

范宗靜等[10]通過培養原代缺血再灌注損傷人心臟微血管內皮細胞(HCMEC)，以缺氧再復氧刺激細胞損傷，并用黃芪多糖進行干預，檢測B淋巴細胞瘤-2基因(Bcl-2)、兔抗人單克隆抗體(Bax)表達。結果顯示，與正常組比較，損傷組Bax表達增強，Bcl-2表達減弱，Bcl-2/Bax降低；與損傷組比較，黃芪多糖中濃度組、黃芪多糖高濃度組Bcl-2表達上調，Bcl-2/Bax值升高，黃芪多糖各濃度組Bax均降低。可見Bcl-2、Bax在介導缺血再灌注損傷HCMEC凋亡通路中具有重要作用，黃芪多糖通過上調Bcl-2表達、抑制Bax升高以及提高Bcl-2/Bax比值，對缺血再灌注損傷HCMEC凋亡具有一定的保護作用。王小雄等[11]分離并培養大鼠心肌微血管內皮細胞(CMECs)，發現紅景天苷可明顯抑制缺血/再灌注損傷誘導的CMECs凋亡，結果與對照組相比較，缺血再灌注(SI/R)組CMECs增殖能力明顯降低，凋亡率明顯上升，而與SI/R組相比，SI/R+紅景天苷組細胞增殖能力明顯升高并呈劑量依賴性，其作用機制可能與激活PI3K/Akt，以及上調凋亡抑制蛋白生存素和Bcl-2相關。錢國強等[12]觀察當歸四逆湯成分組合對心肌缺血再灌注損傷大鼠心肌微血管內皮細胞(MMVEC)凋亡及血清NO的作用，結果發現當歸四逆湯成分組合可有效抑制大鼠MMVEC凋亡，電鏡觀察顯示，缺血再灌注組大鼠MMVEC線粒體腫脹，膜不規整，內皺疏松有空泡，嵴粒消失，核膜不規整，染色質濃集，邊集，核仁消失，甚至出現凋亡小體，當歸四逆湯組與缺血再灌注組比較影像表現大為改善。

4 通過調節PGI2和TXA2保護血管內皮細胞

高偉等[13]采用離體心臟灌流方法發現川芎內酯A能提高大鼠離體心臟停灌再灌期的冠狀動脈流量，降低冠狀動脈中白細胞介素-1β(IL-1β)濃度和血栓素B2(TXB2)/6-酮-前列腺素(6-Keto-PGF1α)的比值。表明川芎內酯A預處理可能通過該途徑調節血管舒張與收縮平衡，對血管內皮細胞產生潛在的保護作用，進而減緩心肌缺血再灌注損傷。睢大員等[14]研究發現，刺五加葉皂苷除對心肌缺血再灌注損傷有抗氧化機制外，50 mg/kg、100 mg/kg刺五加葉皂苷可明顯降低心肌缺血再灌注損傷大鼠血漿TXA2水平，增加血漿PGI2水平及PGI2/TXA2比值，通過糾正PGI2與TXA2之間的平衡失調，改善血管舒縮功能而發揮抗心肌缺血再灌注損傷作用。翟玉榮等[15]研究發現，苦碟子總黃酮除對心肌缺血再灌注損傷有抗氧化機制外，苦碟子總黃酮亦能降低血漿TXA2水平，升高PGI2水平及PGI2/TXA2比值，減輕內皮細胞PGI2合成的抑制，從而糾正了PGI2/TXA2的失衡，解除冠狀動脈痙攣，為改善內皮細胞功能發揮抗心肌缺血再灌注損傷作用。

5 通過減輕氧化應激反應保護血管內皮細胞

徐暢等[16]使用血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)刺激人臍靜脈內皮細胞后觀察到ET-1 mRNA及誘導型一氧化氮合酶(iNOS)mRNA表達明顯升高，通過不同劑量活心湯中藥血清作用于AngⅡ刺激后的血管內皮細胞后，發現ET-1 mRNA及iNOS mRNA表達明顯下降，證明中藥制劑活心湯對ET-1 mRNA及iNOS mRNA表達有抑制作用，以此發揮保護血管內皮細胞的作用。呂童等[17]將140只大鼠隨機分為假手術組、模型組、培哚普利組、搜風祛痰中藥組，觀察搜風祛痰中藥對大鼠心肌缺血再灌注損傷冠狀動脈微循環內皮功能影響。結果顯示，與模型組相比，搜風祛痰中藥可升高NO含量，降低ET-1含量，增加磷酸化蛋白激酶B(P-Akt)、內皮型一氧化氮合酶(eNOS)蛋白表達，可見搜風祛痰中藥可保護大鼠心肌缺血再灌注冠狀動脈微循環內皮功能，其機制可能與降低ET-1含量、增加NO含量及上調P-Akt、eNOS蛋白表達相關。張錦等[18]將40只健康Wister大鼠隨機分為假手術組、模型組、銀杏黃酮組及銀杏黃酮磷脂復合物組，每組10只，檢測各組血漿ET-1、血清NO水平，并取心尖部心肌通過電鏡觀察血管內皮的顯微結構變化。結果觀察到大鼠在心肌缺血30 min、再灌注120 min狀態下，銀杏黃酮磷脂復合物可明顯降低血清NO含量及血漿ET-1水平，同時改善血管內皮超微結構的破壞程度，且變化較銀杏黃酮組明顯。銀杏黃酮磷脂復合物可能通過減少自由基對內皮細胞的氧化損傷，減少內源性血管活性物質ET-1釋放對大鼠心肌再灌注血管內皮損傷具有保護作用。李鑫輝等[19]建立血瘀證兔模型，以加味丹參飲對該模型進行干預，檢測各組血漿ET-1和6-keto-PGF1α水平變化，透射電鏡觀察內皮細胞超微結構。結果顯示，與空白組比較，心肌缺血再灌注損傷(IRI)組ET-1水平明顯升高，6-keto-PGF1α水平降低；與缺血再灌注損傷組比較，加味丹參飲組ET-1水平降低，6-Keto-PGFlα水平提高。電鏡觀察顯示，加味丹參飲可以有效改善心肌缺血再灌注損傷時內皮的超微結構。王多等[20]通過電鏡觀察到穩心顆粒給藥組冠狀動脈內皮細胞的超微結構損害明顯減輕，其機制可能是減少自由基、抵抗自由基損害、促進內皮細胞合成NO、保持舒縮冠狀動脈的物質平衡、改善微循環。上述3項研究均通過顯微鏡直接發現了中藥對于血管內皮細胞結構完整性的保護作用。馬文帥等[21]研究顯示，與缺血再灌注組比較，白藜蘆組吸光度值、外周血SOD活性明顯升高，HCMEC凋亡率、Caspase-3相對活性、MDA含量明顯降低。證明白藜蘆醇可減輕HCMEC的缺血再灌注損傷，這種保護作用可能是通過抗氧化和抗凋亡來實現。楊富國等[22]發現心臟缺血再灌注過程中存在血管內皮細胞功能損傷及血小板活化，丹酚酸B(salvianolic acid B，SA-B)具有保護內皮細胞和抑制血小板活化的作用。魏媛嬌等[23]將120例行經皮冠狀動脈介入治療(PCI)的急性心肌梗死病人隨機分為常規治療組和丹參組(在常規治療組基礎上加用丹參注射液)，兩組均治療14 d。檢測兩組治療前后外周血SOD、MDA、NO、iNOS、超敏心肌肌鈣蛋白T(hs-cTnT)、CK-MB及左室射血分數(LVEF)、心肌梗死面積，并隨訪觀察兩組術后3個月內主要不良心血管事件(MACE)和用藥不良反應發生情況。結果顯示，與常規治療組比較，丹參組治療后外周血SOD水平明顯升高，外周血MDA、NO、iNOS、hs-cTnT、CK-MB水平以及心肌梗死面積均明顯降低，術后隨訪3個月，丹參組MACE發生率明顯低于常規治療組。證明丹參注射液能夠明顯減輕急性心肌梗死病人PCI術后血管內皮細胞氧化應激損傷，保護缺血再灌注心肌功能，對預后有改善作用。

6 小 結

冠狀動脈內皮細胞是血細胞與心肌細胞之間物質交換的屏障及“橋梁”，參與體內許多重要的平衡調節及細胞功能的調控，因此，保護內皮細胞是預防和治療心肌缺血再灌注損傷的關鍵。在缺血再灌注等病理情況可導致血管內皮細胞功能障礙，損害其分泌功能，調節功能失常致內環境失調，促進免疫細胞吸附，擾亂內皮依賴性血管舒張。近年來一些具有內皮細胞自身特異性的血清分子標志物被發現并已經逐漸在臨床上應用，為早期發現內皮細胞損傷和及時干預提供了可指標，其中ICAM-1[24]、血管生成素-2(Ang-2)[25]、血管性血友病因子(vWF)[26]、循環內皮細胞(CEC)[27]是較具有代表性的標志物。中醫藥通過下調細胞間黏附因子，促進VEGF，抑制血管生成素、PGI2、TXA2和組織細胞凋亡，減輕氧化應激損傷多種途徑，從而保護血管內皮細胞結構，改善血管內皮細胞功能。但目前中醫藥對于心肌缺血再灌注損傷的探究大部分還處于基礎研究階段，大量的實驗研究從不同角度和層次證實了中藥對再灌注損傷心肌的保護作用，今后還需通過高質量臨床試驗，在辨證論治的基礎上對病人進行分組治療，探究其臨床效果，并進行安全性評價。