周智慧，楊 杰

(中國藥科大學中藥分析教研室，南京 211100)

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中藥干預細胞能量代謝治療心腦血管疾病的研究進展

周智慧，楊 杰*

(中國藥科大學中藥分析教研室，南京 211100)

目的 總結(jié)近年來中藥干預細胞能量代謝治療心血管疾病的研究進展。方法 對文獻進行歸納總結(jié)。結(jié)果 細胞能量代謝障礙是心腦血管疾病發(fā)生、發(fā)展的重要因素，中藥能改善能量代謝 ，進而治療和預防心腦血管疾病。結(jié)論 中藥干預細胞能量代謝治療心血管疾病療效顯著，為防治心腦血管疾病藥物的開發(fā)提供了新的策略。

中藥干預；心腦血管疾?。荒芰看x

A.stract:Objective This paper aims to summarize the advances in the research on traditional Chinese medicines (TCMs) regulating energy metabolism related to cardiovascular and cerebrovascular diseases.Method The relevant researches were reviewed and summarized.Result Cellular energy metabolism is an important factor in the development of cardiovascular and cerebrovascular disease.TCMs can prevent and cure cardiovascular and cerebrovascular diseases by improving energy metabolism.Conclusion Many TCMs have significant effects on the treatment of cardiovascular and cerebrovascular diseases through regulating energy metabolism.This can provide a new strategy in developing new drugs of cardiovascular and cerebrovascular diseases.

能量代謝是維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的物質(zhì)基礎，對于維持機體正常功能具有重要作用。當機體受到損傷或超負荷時，其能量代謝發(fā)生改變甚至異常，影響了機體的正常功能。人們對細胞的能量代謝研究逐漸深入，提出從能量代謝角度治療心血管疾病的新思路。而中藥已被廣泛用于治療心血管疾病，且療效顯著。本文從能量代謝角度探討中藥干預心腦血管疾病方面的研究，為防治心腦血管疾病藥物的開發(fā)提供了新的思路。

1 細胞能量代謝障礙是心腦血管疾病發(fā)生、發(fā)展的重要因素

心腦血管疾病發(fā)生時常伴隨著能量代謝障礙，對細胞造成損傷，進一步加重心腦血管疾病。能量代謝與心血管疾病之間的關系見圖1。

1.1 細胞電解質(zhì)平衡紊亂 當心肌或腦細胞缺血缺氧時，糖酵解增加，細胞產(chǎn)能降低[1-3]，乳酸產(chǎn)生增加，導致酸中毒。質(zhì)子梯度增加，通過離子交換，細胞內(nèi)Na+增加，再通過NCX反轉(zhuǎn)，維持離子穩(wěn)態(tài)[4]。但是ATP生成降低且被大量消耗，Na+-K+-ATP酶活性顯著降低，不能維持正常的跨膜離子梯度，細胞電解質(zhì)平衡被打破。鉀離子大量進入細胞間隙，伴隨著大量鈉離子、鈣離子和水進入細胞內(nèi)，導致細胞內(nèi)鈉水潴留、鈣超載和細胞外鉀離子濃度升高[5]。而當細胞內(nèi)Ca2+超載時，受Ca2+調(diào)節(jié)的磷脂酶、蛋白酶、核酸內(nèi)切酶等被激活，導致膜磷脂分解，細胞骨架被破壞，細胞產(chǎn)生不可逆性損傷[6]。細胞內(nèi)離子穩(wěn)態(tài)失衡，對腦組織來說，會造成腦水腫，影響腦微循環(huán)結(jié)構(gòu)和功能，加重腦能量代謝障礙[7]。對心肌的影響主要是：Na+-Ca2+交換需要消耗ATP，ATP用于非收縮功能增多，心肌收縮功能減弱，心肌效能下降[2]；ATP供能不足，心肌收縮蛋白ATP酶活性下降，肌漿網(wǎng)從胞漿中攝取Ca2+能力減弱，胞漿Ca2+增加，心肌興奮收縮偶聯(lián)受損；酸中毒時，會促使Ca2+與肌漿網(wǎng)牢固結(jié)合，減慢Ca2+的釋放速度，造成心肌舒張功能異常[8-9]，加重疾病的發(fā)生。

1.2 活性氧增加、線粒體功能障礙 當能量代謝障礙時，ATP生成減少，ATP大量水解生成次黃嘌呤和黃嘌呤，活性氧產(chǎn)生增加[10]?；钚匝踉龆?，會促進線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔開放，導致線粒體腫脹，使線粒體內(nèi)膜損傷，促使線粒體裂分增加、膜電位下降，細胞色素C釋放增加，導致線粒體功能障礙[11-12]。另一方面，活性氧增多，會引發(fā)線粒體內(nèi)脂質(zhì)過氧化損傷，丙二醛(MDA)等產(chǎn)生增加[13]。MDA對丙酮酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶、呼吸鏈復合物Ⅰ、呼吸鏈復合物Ⅱ等有不同程度的損傷，進一步造成線粒體功能障礙，線粒體產(chǎn)能進一步降低，加重能量代謝障礙[14-15]。

圖1 能量代謝障礙與心腦血管疾病之間的關系

Fig.1 The relationship between energy metabolism dysfunction and cardiovascular and cerebrovascular diseases

1.3 細胞凋亡 已有研究表明，心腦血管疾病發(fā)生時，會促進細胞凋亡[16-17]。當細胞能量代謝障礙時，ATP生成減少，ATP加速降解，活性氧產(chǎn)生增多，細胞內(nèi)炎性因子增多，損傷細胞；線粒體膜損傷，釋放細胞色素C增加；鈣超載，膜磷脂分解，細胞骨架被破壞[6,12]。上述情況都會促使細胞凋亡，加快疾病的產(chǎn)生。

2 中藥干預細胞能量代謝治療心血管疾病

許多研究已經(jīng)證明，中藥具有潛在調(diào)節(jié)能量代謝異常功能，可以減輕心腦血管疾病。

2.1 中藥在增加細胞產(chǎn)能和能量儲備方面的研究 改善細胞能量代謝障礙，最根本的是：增加有氧氧化，減少糖酵解，減少ATP的消耗，增加ATP的生成，加強細胞的能量儲備等，使細胞功能逐步恢復正常。研究表明[18-19]，中藥能增加腦或心肌缺血缺氧后ATP、ADP的含量，減少AMP，增加能量儲備，改善能量障礙。盧金萍等[20]在探討葛根素對心肌缺血再灌注損傷能量代謝的影響時發(fā)現(xiàn)，葛根素可明顯降低再灌注后 6 h 血清及心肌組織中乳酸和脂肪酸含量，減少酸中毒，并提高心肌組織中ATP、ADP水平，增加心肌組織能源儲備，改善能量代謝障礙。黃小平等[21]在研究中發(fā)現(xiàn)：黃芪總苷和三七總皂苷配伍后可明顯增加小鼠腦缺血再灌注后腦組織內(nèi)ATP、ADP的含量和Na+-K+-ATP酶活性，調(diào)節(jié)細胞內(nèi)離子穩(wěn)態(tài)，改善能量負荷，增加能量儲備。

2.2 中藥在抗氧化和保護線粒體以改善能量代謝方面的研究 Song M等[22]研究了從丹參根中提取的一種水溶性多糖(SMP1)對心肌缺血再灌注的影響，發(fā)現(xiàn)SMP1可以顯著增加心肌超氧化物歧化酶(SOD)，清除心肌內(nèi)過多的氧自由基，減少自由基對線粒體的損傷。且SMP1可以增加Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶的的活性，使Ca2+運出細胞內(nèi)增多，減少細胞內(nèi)的Ca2+，減輕細胞線粒體膜通透性，穩(wěn)定膜電位，增加線粒體的產(chǎn)能功能。細胞內(nèi)鈣超載減輕，可以降低受Ca2+調(diào)節(jié)的磷脂酶、蛋白酶、核酸內(nèi)切酶等酶的活性，減少對細胞的損傷，恢復細胞的正常功能，改善細胞能量代謝。靳榮光等[23]的綜述中提到紅景天苷可降低缺氧/復氧模型和氧化損傷模型的心肌細胞培養(yǎng)液中LDH的濃度，增加SOD的活性，減少活性氧的產(chǎn)生，對心肌有較好的保護作用。邵瑩等[24]研究表明，淡竹葉黃酮對大鼠心肌缺血/再灌注損傷有一定的保護作用，即淡竹葉黃酮可明顯抑制乳酸脫氫酶(LDH)和丙二醛(MDA)的活性，減少糖酵解，增加有氧氧化。而MDA減少，可以減少膜脂過氧化作用，保護線粒體結(jié)構(gòu)，恢復線粒體呼吸鏈功能，增加產(chǎn)能，減輕細胞能量代謝障礙。李雪麗等[25]在研究中藥復方雙參寧心方抗心肌缺血再灌注損傷作用時得出如下結(jié)果：復方雙參寧心方能明顯改善缺氧導致的心肌細胞胞內(nèi)氧消耗的降低，減少ROS的產(chǎn)生，從而增加心肌細胞的氧代謝；且復方雙參寧心方能減少心肌細胞線粒體膜通道的開放，降低線粒體的腫脹，升高線粒體膜電位，維持線粒體結(jié)構(gòu)及形態(tài)，其功能逐步恢復正常，改善能量代謝。

2.3 中藥在減少細胞凋亡方面的研究 中醫(yī)藥對于干預細胞凋亡以及抑制細胞凋亡方面的研究已有很多，李錦山等[26]在研究中發(fā)現(xiàn)，川芎嗪可降低缺血心肌中乳酸脫氫酶的含量，降低心肌細胞凋亡指數(shù)，減少心肌缺血損傷導致的細胞凋亡。龔明玉等[27]先用燈盞花素預處理大鼠，再采用結(jié)扎大鼠左冠狀動脈前室間支的方法，制備心肌缺血再灌注模型，用流式細胞儀檢測心肌細胞的凋亡情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，燈盞花素預處理可明顯降低缺血再灌注大鼠心肌細胞的凋亡率，保護心肌，維持正常功能。 Hu等[28]發(fā)現(xiàn)預先服用芹菜素可保護大鼠心肌缺血再灌注后損傷，減少心肌梗死面積，caspase-3活性降低，且上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2，下調(diào)促凋亡蛋白Bax，心肌細胞凋亡數(shù)量減少。減少細胞損傷和凋亡，恢復細胞功能，改善能量代謝。

3 結(jié)語

綜上所述，中藥主要通過以下途徑調(diào)節(jié)能量代謝治療心血管疾病：降低乳酸脫氫酶(LDH)的活性、減少糖酵解、增加有氧氧化；減輕Ca2+超載、減輕線粒體膜損傷、穩(wěn)定線粒體膜電位、維持線粒體功能；增加氧消耗、清除自由基能力增強、減少脂質(zhì)氧化、減輕細胞損傷；減少炎性因子浸潤和凋亡信號的產(chǎn)生，保護細胞，減少凋亡。各個路徑相互作用，保護細胞，調(diào)節(jié)能量代謝，增加產(chǎn)能和能量儲備，維持機體正常功能。以改善細胞能量代謝為切入點，開展中藥防治心腦血管疾病的研究，為闡明中藥治療心腦血管的作用機制提供了新的思路，并為防治心腦血管疾病藥物的開發(fā)提供了新的策略。

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Advances of traditional Chinese medicines regulating energy metabolism in the treatment of cardiovascular and cerebrovascular diseases

ZHOU Zhihui，YANG Jie*

(Department of Chinese Materia Medica Analysis，China Pharmaceutical University，Nanjing 211100，China)

traditional Chinese medicines regulation；cardiovascular and cerebrovascular diseases；energy metabolism

10.3969/j.issn.1004-2407.2016.06.033

R282

A

1004-2407(2016)06-0658-03

周智慧，女，碩士

2016-02-18)

*通信作者：楊杰，女，副教授