鐘 飛，杜婭婭，李夢(mèng)婷，許正新,2,3,4*

(1.揚(yáng)州大學(xué)醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)系，江蘇 揚(yáng)州 225000；2.江蘇省重點(diǎn)動(dòng)物傳染病和人畜共患病預(yù)防控制共創(chuàng)中心，江蘇 揚(yáng)州 225001；3.江蘇省中西醫(yī)結(jié)合老年病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 揚(yáng)州225001；4.江蘇省非編碼RNA基礎(chǔ)與臨床轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 揚(yáng)州225009)

離子通道作為一類(lèi)跨膜糖蛋白，通過(guò)在細(xì)胞膜上形成的親水性孔道，使帶電荷的離子進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，從而調(diào)節(jié)生物膜內(nèi)外離子濃度。這是細(xì)胞膜內(nèi)外信號(hào)傳遞的一種重要途徑[1]。無(wú)論是單細(xì)胞生物還是多細(xì)胞生物，都含有離子通道。離子通道對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境的穩(wěn)定至關(guān)重要，其不僅影響細(xì)胞的興奮性，而且控制著細(xì)胞分化、腺體分泌及肌肉運(yùn)動(dòng)等多種生理活動(dòng)。離子通道病是離子通道功能異常所導(dǎo)致的一大類(lèi)疾病，涉及到神經(jīng)、肌肉、心臟及腎臟等多個(gè)器官與系統(tǒng)，相關(guān)的疾病主要有癲癇、心律失常、糖尿病、高血壓等[2]。關(guān)于此類(lèi)疾病的防治，以離子通道為靶點(diǎn)的藥物表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)。因此，研究藥物對(duì)離子通道的影響及調(diào)節(jié)機(jī)制在該類(lèi)疾病的治療上具有極其重要的意義。

中藥是我國(guó)醫(yī)藥的重要組成部分，大量臨床實(shí)踐表明相對(duì)于現(xiàn)代西藥而言，傳統(tǒng)中藥由于其作用廣泛、療效顯著及副作用少等優(yōu)點(diǎn)而逐漸在離子通道病的預(yù)防與治療方面受到重視。作為我國(guó)豐富的中藥材資源，三七花又稱(chēng)田七花、山漆花、金不換花，為生長(zhǎng)兩年以上的五加科人參屬草本植物三七的干燥花蕾，主產(chǎn)于廣西、云南文山、西藏等地[3]。三七花性涼味甘，具有抗炎[4]、抗心律失常[5]、改善亞健康失眠[6]、提高免疫力[7]、降血脂及降血壓[8-9]等作用。此外，《中華本草》記載其有“清熱生津，平肝降壓之效”。三七花含有多種化學(xué)成分，而主要活性成分是皂苷部分。為系統(tǒng)地了解三七花皂苷在離子通道方面的影響，現(xiàn)就其主要單體成分的類(lèi)別及各成分對(duì)離子通道的作用作一綜述，為三七花皂苷成分的深入開(kāi)發(fā)與今后可能的臨床應(yīng)用提供參考。

1 三七花皂苷的類(lèi)別

關(guān)于三七花皂苷成分的報(bào)道最早見(jiàn)于上個(gè)世紀(jì)八十年代，國(guó)內(nèi)外學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)了三七花中含有人參皂苷Rb1、Rc及Rd等成分。隨著技術(shù)的發(fā)展，三七花皂苷的具體成分與分子結(jié)構(gòu)逐漸被分離和鑒定，其以達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷類(lèi)為主，由親水性的糖類(lèi)和疏水性的苷元構(gòu)成，由于6-OH的結(jié)構(gòu)差異分為原人參二醇皂苷和原人參三醇皂苷兩大類(lèi)。研究發(fā)現(xiàn)[10-12]三七花中的原人參二醇型皂苷包括人參皂苷Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、三七皂苷Fe[13]、Fc[14]和Fd[15]，原人參三醇型皂苷包括人參皂苷Re[16]、Rg1及三七皂苷R1[17]。除此之外，還從三七花中分離出三七皂苷Fa、O、P、Q、S、T等新型皂苷成分[18]。三七花中原人參二醇型皂苷含量高于三醇型皂苷，其中三七皂苷類(lèi)含量高達(dá)10%以上，人參皂苷Rb3、Rc和三七皂苷R1含量均高于1%，其它皂苷如三七皂苷Fc、Fe及人參皂苷Rd等雖然含量較少，但在某些方面的藥理活性更高[19]?？傊?，三七花皂苷成分種類(lèi)繁多，藥理活性各有不同。因此進(jìn)一步明確其皂苷單體成分的作用機(jī)制將有助于合理利用現(xiàn)有的三七花資源。

2 各種三七花皂苷成分對(duì)離子通道的影響

2.1 人參皂苷Rb1

人參皂苷Rb1是原人參二醇型皂苷的代表成分之一，具有抗衰老、抗氧化、抗炎癥及抗腫瘤等多種藥理作用。大電導(dǎo)鈣依賴(lài)的鉀通道（BKCa）廣泛分布于神經(jīng)、心臟及肌肉細(xì)胞等，BKCa的下調(diào)會(huì)破壞神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)外離子穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。而人參皂苷Rb1可以通過(guò)激活BKCa通道，使細(xì)胞內(nèi)外鈣離子濃度恢復(fù)平衡，減少神經(jīng)細(xì)胞的損傷程度[20]。此外，人參皂苷Rb1還可以改善缺血心肌代謝，降低心肌耗氧量，從而增加心肌供血，發(fā)揮抗心肌缺血作用。眾所周知，心肌缺血與心肌細(xì)胞的電生理變化存在著密切的聯(lián)系。人參皂苷Rb1作用于豚鼠缺血心肌模型時(shí)可以明顯縮短缺血心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位時(shí)程，濃度依賴(lài)性地抑制心室肌細(xì)胞鈣離子通道的開(kāi)放，減少鈣離子內(nèi)流，防止鈣超載所產(chǎn)生的細(xì)胞凋亡現(xiàn)象，這可以部分解釋Rb1抗心肌缺血的作用[21]。這一結(jié)果在大鼠心室肌細(xì)胞中也得到驗(yàn)證，裴娟慧等[22]發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rb1對(duì)大鼠心室肌細(xì)胞的L-型鈣電流和瞬時(shí)外向鉀電流均具有抑制作用，但不改變這兩個(gè)離子通道的動(dòng)力學(xué)特征，極大地減少了跨室壁復(fù)極的不均一性，避免了尖端扭轉(zhuǎn)性室性心動(dòng)過(guò)速的發(fā)生。心室肌細(xì)胞上還存在鈉離子通道，它們?cè)诩?xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中具有不可或缺的作用。LIU Z P等[23]發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rb1能降低兔心室肌細(xì)胞鈉離子電流，增加動(dòng)作電位觸發(fā)閾值，并減少瞬時(shí)去極化的發(fā)生頻率，從而降低心律不齊的風(fēng)險(xiǎn)。與I類(lèi)抗心律不齊藥物相比，人參皂苷Rb1抑制心室肌細(xì)胞離子通道電流卻未影響其動(dòng)力學(xué)特征，這減弱了藥物致心律失常的不良反應(yīng)，在對(duì)抗心律失?，F(xiàn)象上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2.2 人參皂苷Rb2

研究表明人參皂苷Rb2具有廣泛的藥理活性，可有效改善膽固醇水平、加快脂肪代謝及特異性治療糖尿病。近年來(lái)人參皂苷Rb2對(duì)心臟系統(tǒng)的作用開(kāi)始被深入發(fā)掘，其通過(guò)激活SIRT1酶的表達(dá)，減少心肌炎癥，減輕氧化應(yīng)激損傷，抑制心肌細(xì)胞凋亡，進(jìn)而發(fā)揮心臟保護(hù)作用[24]。在電生理方面，人參皂苷Rb2對(duì)大鼠心室肌細(xì)胞上L、B、T三種類(lèi)型的鈣通道均有阻滯作用，這些鈣通道的亞型與心肌細(xì)胞的興奮性、傳導(dǎo)性及收縮性等關(guān)系密切[25]。表明人參皂苷Rb2減少心肌收縮性，降低心肌耗氧量可能是由于對(duì)鈣通道的抑制效應(yīng)，可有效緩解心血管疾病癥狀。同時(shí)，Rb2還可終止鈣離子電流增強(qiáng)所導(dǎo)致的心肌細(xì)胞觸發(fā)活動(dòng)，降低異常自律性，維持心肌細(xì)胞的基本生理功能，因此人參皂苷Rb2可作為治療缺血性心臟病及緩解心肌收縮舒張障礙的新型藥物。

2.3 人參皂苷Rb3

目前，對(duì)人參皂苷Rb3的研究主要集中在心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，其對(duì)神經(jīng)元和心肌細(xì)胞具有良好的保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rb3可直接抑制心肌細(xì)胞鈣離子通道，在濃度為300 mg/L時(shí)能夠使鈣通道的開(kāi)放時(shí)間縮短，減少鈣離子內(nèi)流，影響心肌細(xì)胞的自律性和傳導(dǎo)性，發(fā)揮心肌保護(hù)作用[26]。就神經(jīng)系統(tǒng)而言，線(xiàn)粒體敏感鉀通道（mitoKATP）是存在于細(xì)胞線(xiàn)粒體膜上的主要鉀通道，人參皂苷Rb3則通過(guò)激活mitoKATP通道或者抑制神經(jīng)元持續(xù)性鈉電流的增加幅度，降低缺血神經(jīng)元內(nèi)的鈉離子濃度，從而間接調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，延緩細(xì)胞凋亡進(jìn)程，發(fā)揮對(duì)缺血神經(jīng)元的保護(hù)作用[27-28]。人參皂苷Rb3通過(guò)作用于不同的離子通道，發(fā)揮不同的藥理作用。隨著深入的研究與開(kāi)發(fā)，其將有可能成為神經(jīng)或心血管系統(tǒng)疾病治療的新手段。

2.4 人參皂苷Rd

人參皂苷Rd是三七花中含量較低的成分，卻具有廣泛的生物活性，能夠抗氧化損傷、維持線(xiàn)粒體正常功能及抑制炎癥反應(yīng)。離子型谷氨酸受體（NMDAR）是一類(lèi)配體門(mén)控型離子通道，過(guò)度激活會(huì)介導(dǎo)鈣離子內(nèi)流，造成神經(jīng)元興奮性毒性損傷。張琛等[29]采用膜片鉗技術(shù)發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rd可以抑制NMDAR，顯著降低受體電流峰值，減少N-甲基-D-天門(mén)冬氨酸引起的鈣內(nèi)流，降低神經(jīng)元的異常興奮性，是一種較有前景的神經(jīng)保護(hù)劑。除此之外，孟紅旭等[30]利用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)對(duì)急性分離的大鼠心室肌細(xì)胞離子通道電流進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rd能夠濃度依賴(lài)性地抑制大鼠心肌細(xì)胞L-型鈣通道，有效緩解心肌損傷。受體操縱（ROCC）和鈣貯庫(kù)調(diào)控（SOCC）鈣離子通道廣泛分布于各種細(xì)胞中，在細(xì)胞增殖、凋亡以及炎癥反應(yīng)等生理過(guò)程中具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rd能夠顯著抑制通過(guò)ROCC和SOCC的鈣離子通道而不影響血管平滑肌細(xì)胞電壓依賴(lài)性?xún)?nèi)向鈣電流，避免了細(xì)胞的病理性損傷[31]。人參皂苷Rd對(duì)ROCC和SOCC的調(diào)節(jié)具有高度選擇性，在調(diào)節(jié)免疫和腎功能保護(hù)方面有著其它皂苷單體沒(méi)有的獨(dú)特性。

2.5 人參皂苷Rc

人參皂苷Rc在保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、抗炎、抗氧化及調(diào)血脂等方面都具有較好的作用，在預(yù)防骨質(zhì)疏松[32]、鎮(zhèn)痛等方面也有一定的療效。GABAA受體屬于配體化離子通道，主要在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)，并在神經(jīng)末梢的突觸后部位形成選擇性跨膜通道，負(fù)責(zé)快速抑制突觸傳遞。作為人參和三七花中的主要皂苷成分，人參皂苷Rc可以激活GABAA受體通道，增大其誘導(dǎo)的內(nèi)峰值電流（IGABA），顯著抑制突觸傳遞，有效緩解癲癇等神經(jīng)異常沖動(dòng)疾病[33]。除此之外，在遺傳或環(huán)境影響下，心肌細(xì)胞鈣離子通道的異常開(kāi)放容易導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載，誘發(fā)細(xì)胞過(guò)度興奮。LEE J H等[34]發(fā)現(xiàn)在眾多皂苷中人參皂苷Rc對(duì)大鼠心室肌細(xì)胞鈣離子電流的抑制作用最強(qiáng)，可以顯著縮短鈣通道開(kāi)放時(shí)間，降低細(xì)胞興奮程度，減輕心肌細(xì)胞的異常損傷。

2.6 人參皂苷Re

人參皂苷Re屬于三醇類(lèi)皂苷，在對(duì)抗缺血缺氧心肌損傷方面具有獨(dú)特的作用，而細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度過(guò)載是心肌缺血缺氧損傷和細(xì)胞凋亡的重要原因。研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷Re能夠抑制L-型鈣通道，減少鈣離子內(nèi)流，減弱鈣超載現(xiàn)象，并通過(guò)抑制ATP敏感鉀通道保護(hù)線(xiàn)粒體功能，這在一定程度上有助于對(duì)抗心肌缺血缺氧損傷[35]。孟紅旭等[36]采用酶分法獲得單個(gè)大鼠心室肌細(xì)胞，應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)發(fā)現(xiàn)人參皂苷Re能夠通過(guò)抑制心室肌細(xì)胞鈉通道間接地減少胞內(nèi)鈣離子含量，此外還發(fā)現(xiàn)Re可以通過(guò)抑制瞬時(shí)外向鉀通道和內(nèi)向整流鉀通道電流發(fā)揮抗心律失常的作用。在心肌細(xì)胞上，延遲整流鉀電流是決定心肌細(xì)胞復(fù)極化時(shí)間的主要離子電流之一，其功能障礙會(huì)增加心律不齊和猝死的風(fēng)險(xiǎn)。而抗心律失常藥、抗過(guò)敏藥及抗心肌損傷等離子通道靶點(diǎn)藥可能會(huì)抑制延遲整流鉀電流，這也是此類(lèi)藥物的不良反應(yīng)之一。BAI C X等[37]運(yùn)用膜片鉗技術(shù)發(fā)現(xiàn)在豚鼠心肌細(xì)胞中，人參皂苷Re可以激活延遲整流鉀電流，在發(fā)揮抗心律失常作用的同時(shí)避免了藥源性的心肌毒副作用。人參皂苷Re還被證明可以增加冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的SKCa通道活性，加快鈣離子流動(dòng)，使血管舒張，緩解冠狀動(dòng)脈疾病[38]。通過(guò)這些研究成果，可以預(yù)見(jiàn)人參皂苷Re在預(yù)防和治療心血管疾病方面具有巨大的潛在價(jià)值。

2.7 三七皂苷Rg1

三七皂苷Rg1是三七花中主要有效成分之一，在心血管系統(tǒng)及中樞神經(jīng)系統(tǒng)方面具有較好的活性。研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1對(duì)心室肌細(xì)胞鈣離子電流具有顯著的抑制效果，在心律失常上有一定程度的干預(yù)作用，且Rg1對(duì)大鼠海馬體神經(jīng)元的鈣通道也產(chǎn)生類(lèi)似的效應(yīng)，下調(diào)鈣離子水平，減弱了神經(jīng)毒性，可被開(kāi)發(fā)作為治療阿爾茨海默癥的新型藥物[39]。此外，三七皂苷Rg1作為活血止痛片、痛舒片及傷科止痛膠囊等中成藥的活性成分，可能具有一定的鎮(zhèn)痛活性。辣椒素受體通道（TRPV1）屬于瞬時(shí)感受器離子通道家族，它在神經(jīng)細(xì)胞中的過(guò)度開(kāi)放會(huì)增強(qiáng)中樞神經(jīng)的疼痛感應(yīng)，因此被認(rèn)為是鎮(zhèn)痛抗炎的藥物靶點(diǎn)。謝暕[40]采用角叉菜膠致大鼠足腫脹模型，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg1能夠抑制辣椒素受體通道的激活，減少受體激活產(chǎn)生的鈣離子過(guò)度內(nèi)流，達(dá)到鎮(zhèn)痛效果，進(jìn)而發(fā)揮一系列生物學(xué)效應(yīng)。

2.8 三七皂苷R1

三七皂苷R1來(lái)源于三七花，與人參皂苷結(jié)構(gòu)相似，屬于四環(huán)三萜類(lèi)皂苷。阿爾茨海默癥是全世界癡呆最為常見(jiàn)的形式，其治療手段的開(kāi)發(fā)與電生理的研究緊密相關(guān)。YAN S J等[41]采用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)記錄了三七皂苷R1對(duì)小鼠海馬體CA1椎體神經(jīng)元電流的影響，發(fā)現(xiàn)R1在細(xì)胞膜未發(fā)生去極化的情況下，對(duì)電壓門(mén)控的持續(xù)性鉀離子通道具有一定程度的抑制作用。通過(guò)降低動(dòng)作電位閾值和抑制鉀離子電流，反向增強(qiáng)神經(jīng)元的興奮性，緩解阿爾茨海默病引起的神經(jīng)退行性病變。在心血管藥理方面，肺高壓是一種以進(jìn)行性肺血管重構(gòu)為特征的嚴(yán)重疾病，其主要由血管鈣池操縱性鈣內(nèi)流功能增強(qiáng)引發(fā)。王瑞幸等[42]通過(guò)制備肺高壓大鼠模型發(fā)現(xiàn)三七皂苷R1可以有效抑制肺高壓模型大鼠肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞鈣池操縱性鈣內(nèi)流，同時(shí)降低靜息鈣離子濃度，減弱肌肉收縮，緩解肺高壓帶來(lái)的細(xì)胞損傷。

2.9 其它皂苷類(lèi)成分

隨著現(xiàn)代提取分離技術(shù)的發(fā)展，三七花中的新型皂苷成分逐漸被開(kāi)發(fā)與研究，這些皂苷分子量大，在不同條件下會(huì)形成不同的產(chǎn)物，產(chǎn)生多種生物活性。目前臨床上離子通道靶點(diǎn)藥物很多，但很多藥物都是單通道阻滯劑，具有明顯的不良反應(yīng)。已被報(bào)道的三七花皂苷對(duì)多個(gè)離子通道具有調(diào)節(jié)作用，在治療離子通道相關(guān)疾病方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。但是到目前為止，例如，三七皂苷Fe、Fd、Fa等這些皂苷成分與離子通道的相互作用、理化性質(zhì)及藥理活性方面卻鮮有報(bào)道。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，這些新型皂苷單體母體結(jié)構(gòu)均為四環(huán)三萜皂苷元，且多數(shù)為原人參二醇類(lèi)皂苷，不同點(diǎn)在于連接了不同的糖類(lèi)。因此，推測(cè)三七花中新型皂苷成分對(duì)某些生理機(jī)能具有較為顯著的影響，對(duì)離子通道的作用及理化性質(zhì)方面可能與人參二醇型皂苷單體相似，尤其在心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)方面作用廣泛，但其具體的作用機(jī)制與活性特點(diǎn)還有待深入探究。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著膜片鉗等現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，中藥多靶點(diǎn)、安全有效的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了廣泛地認(rèn)可和關(guān)注，以離子通道為靶點(diǎn)的藥物研究逐漸成為熱點(diǎn)之一。由于現(xiàn)有的藥物發(fā)揮治療作用時(shí)伴有不良反應(yīng)，開(kāi)發(fā)新型治療藥物至關(guān)重要。作為三七花的活性成分，三七花皂苷單體對(duì)離子通道的調(diào)控作用主要有以下特點(diǎn)：（1）作用具有廣泛性和共性。各皂苷對(duì)多種細(xì)胞的不同離子通道具有作用，對(duì)同一離子通道的不同亞型效應(yīng)不同，對(duì)不同的鉀通道呈現(xiàn)抑制或激活等不同的效果，但是各皂苷成分主要作用于心血管和神經(jīng)系統(tǒng)，其中對(duì)鈉和鈣通道主要表現(xiàn)為抑制作用，并且不同的皂苷具有一定程度的協(xié)同效果；（2）皂苷作用方式包括直接或間接作用。在心室肌細(xì)胞離子通道的研究中，發(fā)現(xiàn)三七花皂苷可直接作用于離子通道，調(diào)節(jié)通道電流且某些作用的作用位點(diǎn)明確；而在神經(jīng)系統(tǒng)方面的研究表明，三七花皂苷單體還可通過(guò)抑制N-甲基-D-天門(mén)冬氨酸等發(fā)揮對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞離子通道的間接調(diào)控作用。三七花各皂苷成分通過(guò)不同的作用途徑和機(jī)制，對(duì)不同細(xì)胞的離子通道發(fā)揮不同的作用，這可能是其具有廣泛藥理作用的原因之一，也是三七花預(yù)防和治療心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)性疾病及其它系統(tǒng)疾病的部分藥理學(xué)基礎(chǔ)。因此，深入研究三七花皂苷成分，對(duì)三七花資源的合理利用及新藥開(kāi)發(fā)均具有重要指導(dǎo)意義。