周金晶,楊婉花,崔恒菁(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院藥劑科,上海200025)
復(fù)方芎芍膠囊治療糖尿病周圍神經(jīng)病變作用機制的研究進展Δ
周金晶*,楊婉花#,崔恒菁(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院藥劑科,上海200025)
目的:探討復(fù)方芎芍膠囊對糖尿病周圍神經(jīng)病變(DPN)可能的作用機制。方法:查閱近年來國內(nèi)外相關(guān)文獻,就DPN的發(fā)病機制和復(fù)方芎芍膠囊中主要組分對DPN可能的作用機制進行歸納和總結(jié)。結(jié)果:DPN發(fā)病機制與氧化應(yīng)激、神經(jīng)發(fā)生促炎性變化等密切相關(guān)。復(fù)方芎芍膠囊治療DPN可能涉及多重機制,川芎、赤芍通過調(diào)控超氧化物歧化酶(SOD)水平、一氧化氮合酶(NOS)蛋白活性表達,清除氧自由基,抑制氧化應(yīng)激;黃精、地骨皮和海藻等調(diào)節(jié)血糖,抑制微血管功能障礙導(dǎo)致的神經(jīng)功能受損與退化,主要機制可能與降低血清一氧化氮(NO)和NOS水平相關(guān);桑枝通過影響絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)信號途徑p-ERK的蛋白表達,抑制誘導(dǎo)型NOS(iNOS)、環(huán)氧化酶(COX)-2等靶基因及蛋白表達發(fā)揮抗炎作用。結(jié)論:復(fù)方芎芍膠囊主要通過抑制機體氧化應(yīng)激治療DPN,其他作用機制還包括控制血糖和抗炎,具體作用靶點與調(diào)控SOD水平、NOS活性以及MAPK信號通路密切相關(guān)。
糖尿病周圍神經(jīng)病變;復(fù)方芎芍膠囊;氧化應(yīng)激;超氧化物歧化酶;一氧化氮合酶;作用機制
糖尿病周圍神經(jīng)病變(DPN)是常見的糖尿病慢性并發(fā)癥之一,約60%~90%的糖尿病患者存在不同程度的DPN[1]。DPN的疾病進展主要與多元醇通路、晚期糖基化終末產(chǎn)物蓄積、蛋白激酶C通路和己糖胺通路等4種通路相關(guān)[2]。氧化應(yīng)激被認為是上述通路共同的上游機制,并誘導(dǎo)了周圍神經(jīng)的損傷[3]。臨床針對DPN發(fā)病機制的藥物治療效果并不理想,暫以嚴格控制飲食和血糖為基本原則,輔以對因治療,包括改善微循環(huán)(前列腺素E2)、改善代謝紊亂(依帕司他)、營養(yǎng)神經(jīng)(單唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂)、修復(fù)神經(jīng)(甲鈷胺)、抗氧化應(yīng)激(α-硫辛酸)等。近年來,中醫(yī)藥治療DPN取得了較大進展,中醫(yī)理論將DPN歸屬“消渴痹癥”范疇,病起消渴日久,血行瘀滯,脈絡(luò)阻滯。我院制劑復(fù)方芎芍膠囊(批準文號:滬藥制字Z04100601)的組分包括川芎、赤芍、黃精、地骨皮、桑枝、海藻等,可一定程度地緩解DPN癥狀,但其作用機制尚未明確。筆者查閱近年來國內(nèi)外相關(guān)文獻,就復(fù)方芎芍膠囊組分對DPN可能的作用機制進行歸納和總結(jié),以期為其作用機制的深入研究提供參考。
DPN的發(fā)病機制尚未完全闡明,主要與代謝紊亂所致的氧化應(yīng)激、血管性缺血缺氧、神經(jīng)生長因子(NGF)缺乏等相關(guān)。早期的研究發(fā)現(xiàn),高血糖所致的各種細胞損傷均存在活性氧(ROS)過度表達的共同特征[4]。一氧化氮(NO)是ROS三種游離基形式之一,當氧游離基超過人體抗氧化能力時,即產(chǎn)生氧化應(yīng)激,這種不平衡狀態(tài)會誘導(dǎo)并促進ROS的生成。糖尿病患者的氧化應(yīng)激與ROS過度表達、抗氧化劑活性大幅下降有關(guān),抗氧化劑可考慮作為預(yù)防與治療DPN的方法之一[5]。Kasznicki J等[6]的研究顯示,氧化應(yīng)激標志物通常選擇超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、過氧化物酶(GPX)等抗氧化劑。DPN患者(2型糖尿病)紅細胞中的SOD和GPX活性以及血清中總抗氧化物(TAS)活性水平均較健康人群顯著降低。
糖尿病患者神經(jīng)組織發(fā)生促炎性變化,從而呈現(xiàn)DPN的癥狀與疾病進展。一氧化氮合酶(NOS)是NO的重要合成酶,NO參與調(diào)節(jié)神經(jīng)的血液供給與微血管病變,導(dǎo)致后繼損傷,NOS和環(huán)氧合酶2(COX-2)等均受核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)調(diào)控,這些炎癥標志物的蛋白水平在DPN患者中均呈降低趨勢[6]。
2.1 川芎、赤芍
復(fù)方芎芍膠囊組方中的君藥為川芎和赤芍。川芎有活血行氣、止痛之功,為活血化瘀之要藥,常用于血瘀諸證、風濕痹痛和肢體麻木;赤芍有祛瘀、止痛之功,為血瘀阻滯之良藥[7]。中醫(yī)藥理論認為,血瘀為DPN的主要病理機制,脈絡(luò)阻滯,肌膚、四末失于榮養(yǎng),從而導(dǎo)致肢體麻木、發(fā)涼和酸痛。川芎的主要生物堿單體為川芎嗪[7],川芎嗪治療DPN(2型糖尿病)療效較好,患者經(jīng)治療后運動神經(jīng)和感覺神經(jīng)傳導(dǎo)速度均有提高,且肢體麻木、靜息痛等癥狀可得到顯著改善[8-9]。臨床研究顯示,川芎嗪可提高患者血清SOD水平[10-12]。SOD為機體主要的自由基清除酶之一,DPN(2型糖尿?。┗颊呒t細胞中的SOD活性明顯低于健康人群。川芎提取物通過抑制細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生來抑制氧化應(yīng)激[13],同時抑制NOS表達及神經(jīng)細胞凋亡[14-15],減少NO產(chǎn)生,影響興奮性氨基酸N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體作用通路中的NOS、NO通路[16]。赤芍則通過下調(diào)NOS表達對缺血性神經(jīng)元損傷起保護作用[17]。
因此,以川芎和赤芍為君藥的復(fù)方芎芍膠囊治療DPN的作用機制可能與抑制氧化應(yīng)激、改善長期高血糖狀態(tài)下微循環(huán)和神經(jīng)損傷相關(guān)。川芎及其提取物廣泛應(yīng)用于多系統(tǒng)疾病的治療,其機制與治療DPN類似,主要為抑制體內(nèi)氧自由基的過度生成。川芎嗪可抑制脂多糖誘導(dǎo)的NO、ROS水平改變所引起的細胞凋亡[18],改善糖尿病患者的肝功能[19],保護心肌血管內(nèi)皮細胞的損傷。阮琴[20]的研究顯示,川芎生物堿可提高腦缺血-再灌注/腦損傷大鼠血清及腦組織中SOD的含量,其對腦梗死患者腦損傷亦有較好的保護作用[21-22]。
2.2 黃精、地骨皮
復(fù)方芎芍膠囊組方中的臣藥為黃精和地骨皮。黃精滋陰止渴,治陰液不足之消渴癥;地骨皮生津止渴,清熱滋陰,可用于治療內(nèi)熱消渴癥[23]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究認為,黃精與地骨皮的多糖提取物均具有降低血糖的作用,嚴格控制高血糖并保持血糖穩(wěn)定是預(yù)防和治療DPN最重要的措施[23]。高血糖導(dǎo)致ROS蓄積,促使DNA損傷及后續(xù)的凋亡通路活化,如NF-κB、p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因表達改變,凋亡通路、細胞因子產(chǎn)生及微血管功能障礙導(dǎo)致神經(jīng)功能受損和退化,最終導(dǎo)致DPN。黃精提取物黃精多糖可明顯降低外源性葡萄糖、腎上腺素和四氧嘧啶誘導(dǎo)的高血糖小鼠的血糖水平,對正常小鼠血糖水平無明顯作用[23-24]。地骨皮提取物可降低NO的細胞毒性,增強SOD活性,并通過降低腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素(IL)-6的血清水平,減輕炎癥反應(yīng),保護小劑量鏈脲佐菌素(STZ)加高脂飲食誘導(dǎo)的2型糖尿病肥胖大鼠的血管內(nèi)皮功能,防治血管并發(fā)癥,但其確切機制尚不明確,抗氧化可能是其主要的作用機制[25]。黃精的降糖作用可能也與其降低血清NO和NOS水平、促進機體抗氧化能力恢復(fù)相關(guān)[26]。黃精多糖的抗氧化作用還體現(xiàn)在抑制大強度耐力訓(xùn)練大鼠骨骼肌NOS的過量表達,使正常小鼠肌肉組織SOD活力升高[27],還可有效提高衰老小鼠血清及海馬組織的谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和SOD活性,具有明顯抗衰老的作用[28]。
2.3 桑枝、海藻
復(fù)方芎芍膠囊中的佐藥為桑枝、海藻等。桑枝具有祛風濕、利關(guān)節(jié)、行水氣之功效,適用于風寒濕痹之病癥,臨床多用于治療關(guān)節(jié)腫痛、手足麻木、癱瘓等[29]。研究顯示,桑枝總黃酮具有抗炎活性,其抗炎作用通過抑制MAPK/細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)信號途徑中p-ERK的蛋白表達,從而抑制誘導(dǎo)型NOS(iNOS)、COX-2靶基因及蛋白的表達,進而控制NO產(chǎn)量和氧化應(yīng)激反應(yīng),抑制致炎細胞因子表達的同時提高抗炎介質(zhì)血紅素氧合酶1(HO-1)表達而發(fā)揮抗炎作用[29]。因此,桑枝在復(fù)方芎芍膠囊中的作用機制很可能與桑枝總黃酮的抗炎活性密切相關(guān)。海藻軟堅消痰,清熱利水,其提取物在小鼠實驗中顯示出降血糖和清除氧自由基的作用。于竹芹等[30]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病模型大鼠喂食海藻提取物后,其血清SOD活性增強,血糖降低,提示海藻提取物可能通過增強機體的抗氧化作用,促進胰島細胞分泌功能恢復(fù)而發(fā)揮降血糖作用。邢冬杰等[31]的研究發(fā)現(xiàn),喂食桑枝提取物的糖尿病模型大鼠血糖水平下降,血清SOD水平有較大幅度升高。
復(fù)方芎芍膠囊中,桑枝和海藻治療DPN的作用機制可能與抗炎作用相關(guān),其他可能的機制還包括抗氧化和降低血糖[31]。海藻酸對氧化應(yīng)激致內(nèi)皮細胞功能障礙后引起動脈粥樣硬化(AS)也顯示出一定的療效。趙東生等[32]的研究發(fā)現(xiàn),海藻酸可有效促進SOD和NOS編碼基因的表達,增加SOD和NOS活性,其作用機制與海藻提取物類似。
我院臨床使用復(fù)方芎芍膠囊的數(shù)據(jù)顯示,年齡大(40~70歲)、病程長、DPN癥狀嚴重的患者,給予復(fù)方芎芍膠囊治療后,其臨床癥狀出現(xiàn)明顯改善,肢痛、麻木癥狀的改善較為顯著,肌力提高,肢體運動神經(jīng)傳導(dǎo)速度明顯加快。
復(fù)方芎芍膠囊組方以《醫(yī)林改錯》補陽還五湯為基礎(chǔ)進行藥味加減。補陽還五湯能有效降低DPN大鼠的氧化應(yīng)激反應(yīng)[33],改善氣虛血瘀型DPN患者的癥狀和體征、多倫多臨床評分系統(tǒng)評分和神經(jīng)傳導(dǎo)速度?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,補陽還五湯可改善微循環(huán),提高組織耐氧能力,修復(fù)神經(jīng)損傷,促進周圍神經(jīng)再生和修復(fù)[34]。復(fù)方芎芍膠囊以川芎、赤芍為君藥,黃精、地骨皮為臣藥,佐以桑枝、海藻等多味中藥,全方主次有序,具有養(yǎng)陰降糖,活血化瘀,通絡(luò)開痹之效,用以治療消渴癥引起的陰虛血瘀,脈絡(luò)阻痹。復(fù)方芎芍膠囊治療DPN的作用機制可能涉及多個靶點和多重機制。川芎和赤芍的有效成分參與調(diào)控SOD等氧化應(yīng)激標志物活性水平,調(diào)節(jié)NOS表達來抑制DPN發(fā)病的上游機制氧化應(yīng)激,從而改善長期高血糖狀態(tài)下微循環(huán)和神經(jīng)損傷;黃精、地骨皮和海藻調(diào)節(jié)血糖的主要機制可能同樣與降低血清NO和NOS水平,恢復(fù)機體正常的抗氧化能力相關(guān);桑枝通過抑制MAPK/ERK信號途徑中p-ERK的蛋白表達,抑制iNOS、COX-2等靶基因及蛋白表達,控制NO產(chǎn)量和氧化應(yīng)激,并抑制致炎細胞因子達到抗炎效果。因此,復(fù)方芎芍膠囊治療DPN的機制探討和后續(xù)研究可針對SOD、NOS和MAPK信號通路開展,以為其更好地應(yīng)用于臨床提供依據(jù)。
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R961.1
A文章編號1001-0408(2017)14-2009-04
2016-07-10
2016-10-05)(編輯:陶婷婷)
上海市科研計劃項目(No.12401903000);上海市臨床藥學(xué)重點??平ㄔO(shè)項目
*藥師。研究方向:中藥學(xué)。電話:021-64370045。E-mail:maxineta@163.com
#通信作者:主任藥師,碩士生導(dǎo)師,碩士。研究方向:醫(yī)院藥學(xué)。電話:021-64674478。E-mail:yangwanhuaxy@163.com
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.14.39