心肌缺血／再灌注對(duì)心肌細(xì)胞線粒體的影響及中藥保護(hù)作用的研究近

1、心肌缺血再灌注對(duì)心肌細(xì)胞線粒體的影響及中藥保護(hù)作用的研究近況(一)    心肌缺血是由于冠狀動(dòng)脈阻塞或冠狀動(dòng)脈痙攣而致冠脈流量不足所引起的。心肌缺血可致心肌功能紊亂，并伴有嚴(yán)重的心肌細(xì)胞損傷。近年來(lái)，隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)在心肌細(xì)胞的損傷和壞死中，線粒體首當(dāng)其害，進(jìn)而損傷整個(gè)細(xì)胞。線粒體結(jié)構(gòu)和功能受損是導(dǎo)致缺血/再灌注(I/R)心肌不可逆損傷的重要原因之一，在心肌損傷機(jī)制中具有非常重要的作用。心肌保護(hù)的新途徑線粒體途徑，已成為心肌保護(hù)研究的熱點(diǎn)。1 線粒體在缺血/再灌注過(guò)程中的改變1.1 自由基的產(chǎn)生Vandenhoek等1在離體心肌的I/R模型中證實(shí)線粒

2、體電子轉(zhuǎn)移與自由基的生成有關(guān)。當(dāng)缺氧抑制呼吸鏈時(shí)，輔酶Q被還原成半泛醌，后者在再灌注過(guò)程中與氧分子發(fā)生反應(yīng)生成氧自由基，產(chǎn)生多種具有高活性的氧還原中間產(chǎn)物，統(tǒng)稱為活性氧簇(ROS)。ROS改變呼吸鏈中復(fù)合物、復(fù)合物ATP酶及腺苷轉(zhuǎn)移酶(ANT)的結(jié)構(gòu)，使呼吸鏈活性受損2。破壞質(zhì)膜上的離子泵，加劇因ATP耗竭而引起的細(xì)胞內(nèi)離子失調(diào)。與膜磷脂中的不飽和脂肪酸成分發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)，使膜流動(dòng)性降低，通透性增高3。1. 線粒體Ca2+超載有學(xué)者推測(cè)4在缺氧過(guò)程中，由于線粒體內(nèi)膜電位崩潰，單向轉(zhuǎn)運(yùn)體失活，Ca2+通過(guò)Na+/Ca2+(2Na+與1Ca2+)交換進(jìn)入線粒體。復(fù)氧后，單向轉(zhuǎn)運(yùn)體恢復(fù)活性，Ca2+

3、又通過(guò)其攜帶進(jìn)入線粒體。I/R后，過(guò)量的Ca2+在線粒體內(nèi)積聚引起線粒體鈣超載。后者能破壞呼吸鏈中的復(fù)合物，影響ATP的合成,增加細(xì)胞毒性自由基的釋放，導(dǎo)致線粒體滲透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔的形成，引起線粒體功能障礙，最終引起細(xì)胞損傷和死亡5。1.3 線粒體滲透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔道(MPTP)MPTP開放目前被認(rèn)為是心肌I/R損傷的重要機(jī)制之一。MPTP實(shí)際是由腺苷轉(zhuǎn)移酶(ANT)形成6。研究結(jié)果表明，MPTP開放主要發(fā)生于再灌注開始后25 min7。其開放能引起線粒體膨脹和外膜的破裂，細(xì)胞色素C從內(nèi)外膜間隙中釋放，用假孕療法或假絕經(jīng)療法,主要目的是抑制異位內(nèi)膜組織,防止其在術(shù)中外溢而引起新的種植,同時(shí)還能縮小病灶、減

4、少粘連、減輕局部充血,利于手術(shù)。術(shù)后服用克痛湯,主要是為了殺滅殘留病灶,防止手術(shù)造成的新種植灶。本法具有療效高、顯效快等優(yōu)點(diǎn),是一種值得推廣的有效方法。2 線粒體損傷的保護(hù)途徑2.1 線粒體Ca2+調(diào)節(jié)由于Ca2+在缺血和再灌注時(shí)通過(guò)不同的途徑進(jìn)入線粒體。因此，利用不同的阻斷劑來(lái)阻斷這些通路能減少線粒體Ca2+超載的發(fā)生。現(xiàn)已證實(shí)Na+/Ca2+交換體抑制劑釕紅（Ruthenium red，RR）對(duì)再灌注/復(fù)氧后的心肌具有保護(hù)作用12。Griffiths等4在缺氧/復(fù)氧的鼠心肌上證實(shí)氯硝安定能促進(jìn)復(fù)氧后心肌細(xì)胞功能的恢復(fù)。2.2 抑制MPTP的開放環(huán)孢菌素A(CsA)能通過(guò)抑制環(huán)孢菌素受體2D

5、(CyP2D)來(lái)拮抗MPTP的開放6。但CsA不良反應(yīng)較大，常規(guī)應(yīng)用受限。丙酮酸和異丙酚是新發(fā)現(xiàn)的兩種MPTP開放抑制劑10，13，可阻止MPTP的開放，保護(hù)線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2.3 線粒體KATP通道以往認(rèn)為質(zhì)膜上的KATP通道(sKATP)是缺血預(yù)處理(IPC)的終末效應(yīng)器。但近來(lái)的研究結(jié)果表明，位于線粒體內(nèi)膜上的KATP通道(mKATP)在心肌保護(hù)中可能發(fā)揮著更重要的作用14。在大鼠和額兔的心臟中發(fā)現(xiàn)，mKATP通道開放劑二氮嗪能模擬IPC的保護(hù)作用，能被mKATP通道特異性阻斷劑52羥葵酸(52HD)完全抑制15。mKATP通道開放對(duì)I/R心肌的保護(hù)機(jī)制可能與拮抗了線粒體內(nèi)Ca2+超

6、載的發(fā)生16、促進(jìn)了ATP的生成17、減少了線粒體自由基的產(chǎn)生有關(guān)18。2.4 底物補(bǔ)充心臟能利用多種底物代謝生成能量。而缺血缺氧時(shí)，則主要通過(guò)其他低效代謝途徑提供能量19，這些代謝途徑容易造成心肌特別是線粒體內(nèi)的代謝中間物耗竭。因此，補(bǔ)充這些代謝中間物對(duì)心肌能量的保存具有重要意義。3 中藥對(duì)心肌缺血再灌注線粒體損傷的保護(hù)3.1 單味藥物牡丹皮：研究發(fā)現(xiàn)丹皮酚能降低線粒體膜膽固醇/磷脂的比值，減少心肌細(xì)胞游離脂肪酸含量，改善Ca2+ATP酶活性，改善和調(diào)節(jié)線粒體膜脂的流動(dòng)性。表明丹皮酚能明顯改善缺血再灌注損傷心肌線粒體膜的結(jié)構(gòu)和功能，與保護(hù)心肌細(xì)胞膜脂結(jié)構(gòu)有關(guān)20。銀杏葉：銀杏葉提取物（EGB

7、）可有效抑制缺血所致線粒體膜磷脂含量減少，MDA水平增高，提高線粒體Ca2+ATP酶及胞漿SOD酶活性， EGB對(duì)缺血心肌的保護(hù)作用可能與其增加胞液SOD活性、防止線粒體膜脂質(zhì)過(guò)氧化、維持線粒體膜Ca2+ATP酶活性、改善缺血心肌細(xì)胞Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)21。纈草：研究纈草提取物中活性最強(qiáng)的成分纈草單萜氧化物(VMO)，發(fā)現(xiàn)VMO對(duì)細(xì)胞膜ATP敏感性鉀通道無(wú)影響，而對(duì)線粒體膜KATP(mitoKATP)有直接開放效應(yīng)。提示纈草提取物的心肌保護(hù)作用與其對(duì)mitoKATP的開放有關(guān)，同時(shí)也提示VMO很可能是一種選擇性mitoKATP開放劑。VMO開放mitoKATP后對(duì)心肌起保護(hù)作用的機(jī)制可能是減輕線

8、粒體Ca2+超載，改善能量代謝22。川芎：研究表明，川芎嗪可明顯減輕受損心肌的變性壞死反應(yīng)和減少炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，其機(jī)制可能是抑制線粒體鈣超載,降低線粒體NOS活力，從而減輕NO所致的損傷,清除自由基，減少脂質(zhì)過(guò)氧化物的生成23。同時(shí)川芎嗪可通過(guò)降低氧自由基水平和減輕鈣超載，而改善缺血/再灌注損傷心肌的線粒體功能及結(jié)構(gòu)24。刺五加：用酶解法獲取兔心室肌細(xì)胞，用激光掃描共聚焦顯微鏡(多光子模式)觀察線粒體熒光強(qiáng)度變化。結(jié)果表明，刺五加組可見(jiàn)線粒體熒光強(qiáng)度明顯增加，熒光強(qiáng)度的增加以前5 min為主，因此，刺五加對(duì)mitoKATP有開放作用25。人參：研究表明不同劑量的人參二醇組皂甙(PDS)具有減輕缺

9、血/再灌注后心肌線體損傷的作用。在其濃度增至320 mg/L時(shí)，上述作用消失，反有加重心肌線粒體損傷的傾向。因此，PDS有抗心肌缺血/再灌注損傷作用，該作用有嚴(yán)格的濃度效應(yīng)關(guān)系26。油茶：從油茶中提取的油茶皂甙(SQS)可減少心肌缺血模型大鼠線粒體Mg2+含量，增加Na+、Ca2+含量，降低Na+K+ATP酶、Ca2+Mg2+ATP酶活性。表明SQS具有抗鈉鈣超載的心肌細(xì)胞保護(hù)作用27。3.2 中藥復(fù)方芪丹通脈片：由黃芪、丹參、當(dāng)歸、紅花、桂枝等組成的芪丹通脈片可增加異丙腎上腺素所致的急性心肌缺血大鼠心肌線粒體SOD、GSH2PX活性，降低線粒體MDA含量，有效地消除或抑制氧自由基的破壞作用2

10、8。益心康膠囊：由丹參、川芎、黃芪等組成的益心康膠囊（H303）預(yù)先灌注給藥可明顯減輕心肌脂質(zhì)過(guò)氧化程度，抑制磷脂酶A2活性，抑制線粒體磷脂降解和游離脂肪酸生成,改善線粒體膜脂流動(dòng)性。對(duì)呼吸功能及Ca2+ATP酶活性也具有明顯的保護(hù)作用29。研究還發(fā)現(xiàn)，益心康含藥血清對(duì)氧應(yīng)激致大鼠心肌線粒體呼吸鏈酶損傷及心肌線粒體H+ATP酶活性損傷也有保護(hù)作用30-31。四逆湯：研究表明，四逆湯可提高實(shí)驗(yàn)性心肌缺血心肌線粒體比表面，減小心肌線粒體體密度(%)，減輕因缺血而引起的線粒體腫脹。四逆湯可顯著減輕心肌的缺血性損傷，對(duì)缺血心肌具有保護(hù)性效應(yīng)32。雖然近年來(lái)研究者對(duì)心肌缺血線粒體損傷的保護(hù)機(jī)制進(jìn)行了大量

11、研究，取得了一些成績(jī)。但仍存在諸多不足：（1）重視單味藥物，特別是其提取物的研究。（2）復(fù)方研究較少，沒(méi)有突出中醫(yī)臨床復(fù)方的用藥特點(diǎn)，中藥復(fù)方多途徑、多靶點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)難以發(fā)揮。（3）復(fù)方組方用藥不夠精煉，組方復(fù)雜，難以進(jìn)行成分評(píng)定、質(zhì)量控制及用現(xiàn)代制藥工藝對(duì)其進(jìn)行劑型改革。今后應(yīng)進(jìn)一步探索中藥復(fù)方保護(hù)心肌缺血線粒體損傷的基本組方、用藥法則和配伍規(guī)律，篩選出安全、有效、穩(wěn)定、可控的中藥復(fù)方制劑?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1Vandenhoek T，Shao Z，Li C，et alMyocardial electron transport can be a significant source of oxidat

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