中药单体及有效部位的神经保护作用机制研究进展

中药单体及有效部位的神经保护作用机制研究进展
摘要:从清除自由基、对抗谷氨酸毒性、抑制胞内Ca^2＋超载和NO生成、干预细胞凋亡、拟雌激素作用等诸方面，综述中药单体和有效部位的神经保护作用机制研究进展.
关键词:中药单体有效部位神经保护作用机制
Advances in the Mechanistic Study on Neuroprotective Actions of the Monomers and Active Components from Chinese Traditional Medicines
Abstract:Advances in the mechanistic study on neuroprotective actions of monomers and active components from Chinese traditional medicines were reviewed, which included free radical scavenging, resistance against glutamate-induced excitotoxicity, inhibition of cellular Ca^2＋ overload and NO production, intervention in cell apoptosis and estrogen-like activity.
Key words:Chinese traditional medicine; Monomer; Active component; Neuroprotective; Mechanism of action
在缺血、缺氧条件下，大脑神经组织会发生一系列的缺血瀑布级联反应，如自由基的大量释放、细胞内钙超载、兴奋性氨基酸损伤、炎性过程及凋亡等，它们发生在不同的时段，彼此交叉，相互联系。

缺血性脑卒中的神经保护则是对级联反应的各个环节加以影响和控制，对受到损伤的神经组织予以积极保护或修复，避免相邻正常的神经组织进一步受到损伤，挽救损伤的神经组织，并使之恢复或部分恢复原有功能。

近年的研究结果表明，从中药中提取的单体和有效部位对神经元具有较好的保护作用。

1 清除自由基
脑组织中富含铁和不饱和脂肪酸，但缺乏抗氧化体系，如过氧化氢酶(CATase)、还原型谷胱甘肽(GSH)、维生素E等，这决定了其更容易遭受氧自由基的侵害，导致脑神经细胞损伤。

在脑组织缺血过程
中，活性氧簇(RoS，如过氧化物和羟基)和活性氮簇(RNS，如NO和ONoo一)水平大幅增加，这些自由基产物导致脂质过氧化，降低了细胞膜的流动性进而引起细胞损伤。

因此，用抗氧化剂和自由基清除剂抑制自由基的损伤作用，可对缺血后神经损伤起到很好的干预作用?。

黄酮类化合物是一类天然自由基清除剂，其酚羟基可对自由基起到氢原子供体的作用，从而形成自由基中间体，阻断自由基连锁反应，进而抑制脂质过氧化，减少脂质过氧化物(LPO) 及代谢产物丙二醛(MDA)的生成。

在对从唇形科植物黄芩(Scutellaria baicalensis Ceorgi)根部提取的4种主要黄酮类单体——黄芩素(baicalein)、黄芩苷(baiealin)、汉黄芩素(wogonin) 和汉黄芩苷(wogonoside)进行的自由基清除和抗氧化活性比较中发现，10 tanol／L的黄芩素和黄芩苷能够有效抑制一抗坏血酸、2—2 盐酸脒基丙烷 (A H)和NADPH诱导的鼠脑皮质线粒体脂质过氧化，而汉黄芩素和汉黄芩苷只对NADPH诱导的脂质过氧化有显著抑制作用。

在对人神经母细胞瘤sH—SY5Y细胞株的研究中发现，10 paml／L的黄芩素和黄芩苷能够显著保护细胞免受H O2的损伤。

黄芩素因在A环上具有3个邻位羟基(5一OH、6一OH和7一OH)，所以抗氧化作用最强_2 J。

黄芩素和黄芩苷可以在远低于毒性浓度的条件下表现出明显的神经保护作用，黄芩素在H20 损伤模型中显示出与槲皮素相近的治疗效果。

将黄芩素(或黄芩苷)与H2 O2以1：200的比例相互作用，H20 未见明显减少，表明此黄酮类化合物对H2 o2毒性损伤细胞的保护作用并非来自于直接对H O2的清除，且H2 O2的细胞毒性作用不能被铁离子鳌合剂减轻，又排除了黄芩素和黄芩苷作为铁离子鳌合剂而发挥作用的说法。

那么此类黄酮化合物的神经保护作用机制只能有两种解释，一是对H2 O2分解产生的自由基的直接清除作用，二是作为脂氧合酶和磷脂酶c抑制剂，保护H2 ()’诱导损伤的细胞膜_3 J。

在肾上腺嗜铬细胞瘤PC12细胞株的缺氧一复氧损伤模型以及NaCN(呼吸链阻断剂)损伤模型中，预先给予细胞10 tmaoYL黄芩素亦表现出良好的神经保护和预防损伤的作用。

丹参酮ⅡA(TanshinoneⅡA)是由唇形科植物丹参(Rad／x
Salviae Mihiorrhiza Bge)干燥根提取而得到的脂溶性单体。

鉴于其溶解特性， n等用0．1％的DMSO将丹参酮ⅡA溶解，再以磷酸缓冲液配成终浓度为1 rnCL的溶液，给新生5天的乳鼠腹腔注射10 rug ／kg丹参酮ⅡA，每日1次，连续给药2天，第3天施行右颈总动脉结扎，伴随2小时缺氧，然后给予10 rnCkg丹参酮ⅡA，第4天后每日缺氧2小时后给药1次，总共给药9或16天。

结果显示，与模型组比较，给予丹参酮ⅡA能显著减轻脑损伤的严重程度，显著改善血浆抗氧化容量，保护神经祖细胞C17．2免遭AAPH所致细胞死亡；并且证明在造成缺血缺氧损伤之前给予丹参酮ⅡA，可有效发挥其抗氧化活性。

而同属于黄酮类化合物的槲皮素(quercetin)、二氢槲皮素和3一甲氧基槲皮素对H 02和黄嘌呤／黄嘌呤氧化酶引发的原代神经元损伤有明显的抑制作用，对二苯代苦昧酰肼(DPPH)自由基均有较强的清除能力 ]。

从植物姜黄(Rhizoma Curcumae longae)中提取的姜黄素(curcumin)是一种很强的抗氧化剂，黄芪苷Ⅳ(astragaloside IV)为从豆科植物黄芪(Astraga． 1us lllembranacel$)中提取纯化的化合物，而羟基红花黄色素A(Hydroxy~tfl_or yellow A，HSYA)是具有单查尔酮苷类结构的化合物，是红花(Carthamus tincto— dus L．)最具药理功效的水溶性部位。

相关试验证明，这3种植物单体的抗脑缺血以及神经保护作用部分来自其抗氧化性质引。

Choi等发现，槲皮素与大豆苷元单独或联合长期给药，可使大鼠血浆中MDA浓度显著降低；且槲皮素单独给药还可作为促氧化剂发挥作用，致使GSH浓度和GSH还原酶的活性明显降低，而大豆苷元和槲皮素联合给药时，这种抑制作用得以减弱。

2 对抗谷氨酸毒性
谷氨酸(Glu)是一种兴奋性神经递质，主要通过谷氨酸受体(GluR)介导而发挥兴奋性作用O GluR 活化使细胞去极化，引起Na 、ca2 离子大量内流，造成ca2 超载，激活蛋白激酶、一氧化氮合酶(NOS) 及磷脂酶，线粒体功能受损伤，产生大量自由基，进而导致神经元大量损伤。

从银杏(Ginkgo biloba)提取物EGb 761中分离得到的白果内酯(bilobalide)对缺血性损伤有显著的治疗作用。

Chandrasekaran等们考察了白果内酯对抗Glu所致兴奋性神经元死亡的作用时发现，在造局部脑缺血模型前，给大鼠I：1服3和6 rug／kg两个剂量的白果内酯，连续给药7天，则可保护缺血模型海马CA1神经元免受缺血造成的死亡。

大鼠小脑神经元培养试验显示，加入白果内酯可剂量依赖性地抵抗Glu诱导的兴奋性神经元死亡，其IC50为5 g／L (12 mol／L)。

人参(Panax g／nseng)属五加科多年生草本植物，是我国重要特产之一，也是驰名中外的珍贵药材，被人们称为“百草之王”，属东北“三宝”之一，其根、茎、叶、花及果实富含多种人参皂苷，包括多种活性单体成分，如人参皂苷Ra0、Rbl、Rb2、Rb3、Rgl、Rg3等，它们大多对神经损伤有良好的治疗作用。

Bae等¨刈给大鼠口服100 mg／kg或者静注10 mg／kg 人参皂苷Rg3时发现，Rg3具有明显的保护神经进而对抗脑缺血的功效。

Tian和Jeong等u 。

研究发现，Rg3能够促进线粒体能量代谢，对抗由脑缺血引起的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GRH．px)的活性降低，抑制电压依赖性C 、K 通道。

№ 通道阻断剂显示出对脑缺血、缺氧和头部创伤所引起的神经损伤具有显著的神经保护作用， Lee等n 在发现人参皂苷Rg3能抑制蟾蜍脑内Na 通道活性后，对其作用机制进行了进一步的探讨并发现：①Rg3通过与静息状态的快Na 通道相互作用，产生对快Na 内流的紧张性抑制；②Rg3能够激活稳态时的Na 通道使之大幅度去极化平移；③高频刺激后Rg3对Na 通道产生了使用依赖性阻断，表明Rg3对开放状态的Na 通道具有抑制作用；④Rg3对快Na 内向电流的抑制作用取决于控制电位，表明Rg3可能与去活化状态的Na 通道有较低的亲和力。

3 降低胞内Ca2’超载
缺氧期间持续的外ca2 内流能严重损害神经细胞，内cd 增加可激活蛋白激酶、磷酸酶及核酸内切酶，导致膜结构的破坏、DNA损伤、
兴奋性递质释放等，最终引起神经细胞死亡。

因此降低胞内cd 超载是减轻脑缺血损伤的重要环节。

Ban等l1 用单核细胞直接细胞毒性测定(MTr) 法测得，儿茶素(catechin)和表儿茶素(epicatechin)在10 tmaol／L浓度下，可通过抑制10 panol／L淀粉样蛋白(25—35)诱导细胞内ca2 浓度增加(荧光染色法测得)而抑制淀粉样蛋白(25—35)诱导的神经毒性致鼠脑皮质神经细胞死亡，同时它们能抑制Glu的释放、ROS的产生和caspase．3的活化。

三七(Rad／x Notoginseng)是传统名贵中药之一，研究发现，三七总皂苷及其主要成分三七皂苷Rgl、 Rbl等对脑缺血有明显的改善作用，可降低ca2 离子水平，其机制与Ca2 离子拮抗剂尼莫地平相似。

三七皂苷具有cd 通道阻断作用，能阻滞脑损伤后神经细胞内Ca2 超载，阻断cd 离子的形成，减少游离脂肪酸的释放和氧自由基的产生，降低脑损伤后血液及脑组织中MDA的含量。

在通过结扎大鼠双侧颈总动脉3O分钟后恢复再灌注60分钟而建立的脑缺血再灌注模型实验中发现，红花黄色素注射液可明显降低缺血再灌注脑组织含水量及脑组织内Ca2 、Glu、天冬氨酸(Asp)、甘氨酸(Gly)、7一氨基丁酸(GABA)、MDA等含量。

并得出结论，红花黄色素对再灌注大鼠神经损伤的抑制作用可能与其抑制脑组织内ca2 和兴奋性氨基酸含量以及抗脂质过氧化作用有关。

海风藤酮(kadsurenone)是从海风藤(Caulis Pip． eris Ko~llrtlg)地上部分重分离而得的新木脂素类化合物，可减轻脑缺血继发性病理损害，减少自由基，降低cd 超载，减轻炎性渗出，减少兴奋性氨基酸释放，改善缺血后神经元超微结构的损害。

金丝桃苷(hyperoside)是黄蜀葵(Abelmoschus manihot)总黄酮中提取所得单体，结构为3，5，7，3 ，4 ．五羟基黄酮．3．半乳糖苷，其对抗缺血性损伤的机制为：①阻滞ca2 通道，抑制ca2 内流；②清除过量的自由基，保护内源性抗氧化酶活性；③降低由于脑缺血所致No含量升高。

灯盏花素(scutellarin)是从天然植物灯盏花(Gerbera jamesonii)中提取的黄酮类活性成分，为灯盏花甲素及乙素的混合物，亦可通过抑制 ca2 超
载，抗脂质过氧化，保护线粒体膜结构与功能的完整性，改善脑能量代谢，而发挥脑神经保护作用，减少缺血性损伤。

4 抑制NO生成
NO作为一种自由基，能和02作用生成ONOO‘，后者活性很强，还可分解产生OH。

和N02，从而发挥其毒性作用。

NO的作用机制大致在于：①作用于铁硫蛋白类，如辅酶Q氧化还原酶、辅酶I 等，影响细胞呼吸和能量代谢；②与结合产生硝基过氧化物，产生极大毒性；③通过问接的脱氨基作用，使 DNA链断裂，损伤DNA。

近年来的动物实验研究揭示，通过给予外源性精胺，动物体内总NOS水平提高，并伴随诱导型NOS(irqos)和精氨酸酶活性降低，可以保护脑神经免受缺血缺氧所致损伤¨副；神经元型NOS(nNOS)活性增加具有神经毒性，缺血缺氧模型动物的nNOS蛋白表达增加，而给予表没食子儿茶素没食子酸酯 (EGCG)则可直接抑制nNOS基因表达，从而减轻氧化应激作用；而白果内酯则能通过血脑屏障抑制大鼠神经细胞中NO的产生和iNOS的活性及其 mRNA的表达。

5 干预细胞凋亡
脑缺血2小时后再灌注1小时出现神经细胞凋亡，并伴随多种凋亡相关基因和蛋白的表达，其中 Bc1．2基因表达蛋白可阻止多种刺激诱发的凋亡，从而发挥抗凋亡作用；而BAX基因表达蛋白的作用为拮抗Bc1．2基因表达蛋白，可促进细胞凋亡。

建立 PC12细胞系B淀粉样蛋白1-42(A~1-42)致损细胞模型时发现，AG的浓度为50 tnnol／L时，凋亡细胞比例显著增加，而用1×10 mol／L的雷公藤单体T．1O 与PC12细胞预孵育48小时后，再加入50 tnnol／L AG 致损48小时，经流式细胞术测定，细胞凋亡明显减少。

这表明，从植物雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook．f．)中提取的雷公藤单体T．1O 能有效拮抗AG 诱导的神经细胞凋亡。

葛根素(puerarin)是豆科植物葛根(Rad／x r．G／’／Q~)干燥根中提取并分离出来的一种异黄酮类化合物，具有抗缺血性神经元凋亡的作用。

实验显示，100 mg／kg葛根素能显著减少大鼠大脑中动脉栓塞 (MCAO)模型的脑梗死体积达34％，并且增强此模型大鼠的神
经系统功能，而术后给予100 mg／kg葛根素可显著抑制脊外侧皮层中细胞凋亡蛋白酶CPP．3 的活性，同时凋亡抑制蛋白(LAPs)明显上调¨。

用葛根素对PC12细胞进行预处理，可减轻1．甲基_4．苯基吡啶离子(MPP )诱导产生的神经毒性以及降低凋亡形态学变化和凋亡速度，提高细胞存活率，其作用机制是抑制线粒体功能障碍和CPP-3的激活。

以MPP 为诱导剂，建立大鼠小脑颗粒细胞凋亡模型，以甲基绿一派诺宁染色，经DNA凝胶电泳和流式细胞术检测发现，浓度为50／nnol／L的MPP 可使小脑颗粒细胞发生典型凋亡，而肉苁蓉成分campneosideⅡ剂量为25 mg／L时具有明显的保护细胞、抗凋亡作用。

肉苁蓉成分campneoside工、camp．neosideⅡ和acteoside 都是苯乙醇苷类化合物，结构相似，其中campneosideⅡ作用较强。

天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶3是细胞凋亡连锁反应中的关键效应物质。

将黄芪用于未成熟脑细胞缺血缺氧损伤的治疗，结果显示，黄芪治疗组动物脑海马CA1区神经细胞凋亡率较之对照组明显减少，脑水肿减轻，天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶3 mRNA表达峰值明显降低，表明黄芪具保护神经细胞作用。

川芎嗪(1igustrazine)是从伞形笠藁本属物川芎(L／gust／cure chuanxiong Hort．)根茎中提取分离的生物碱单体，现已可人工合成，其化学结构为四甲基吡嗪。

吕少平等对实验大鼠于缺血前应用川芎嗪干预，然后用免疫组化法检测脑缺血再灌注不同时间内凋亡相关基因c．1os、bc1．2蛋白表达的变化，结果显示，川芎嗪组大鼠脑缺血后的梗死体积显著减少，脑缺血再灌注时皮层和基底节区c．fbs的表达明显下降，而bc1．2的表达明显增加，表明川芎嗪可抑制脑缺血再灌注时细胞凋亡的发生。

6 拟雌激素作用
近年来，雌激素对抗脑缺血的作用机制研究显示，雌激素的神经保护机制来自于其抗氧化、抑制Ⅳ．甲基D．天门冬氨酸受体(NMDAR)和抑制Ca2 超载等。

异黄酮类化合物因其独特的分子结构使其具有雌激素样作用，因而被人们称之为植物雌激素。

人参皂苷
Rgl也具有雌激素样活性】，另外，槲皮素的药理作用与植物雌激素相似，同样具神经保护作用。

7 其他
7．1 多靶点作用
多数具有神经保护作用的中药都具有多环节(多靶点)控制缺血病情的作用，如人参皂苷Rbl能抑制NOS活性，减少NO的过量生成，同时也能阻滞 ca2 内流，降低神经细胞凋亡率；又如儿茶素具有强抗氧化作用，能有效清除自由基，抑制Glu释放、ROS的产生和caspase．3的活化，对缺血各环节起到综合抑制作用。

7．2 协调作用
中医治疗学提倡治疗脑缺血采用益气活血药物配伍的治则，黄芪与川芎嗪合用可显著抑制脑缺血再灌注后的神经细胞凋亡，效果优于单用黄芪或川芎嗪；而采用灯盏花素和黄芪总皂苷联合治疗，其疗效优于各单独用药。

又如参麦和川芎嗪联用可减少LPo和自由基的产生，抑制ca2 超载，从而达到协同治疗作用。

8 结语
中药单体的神经保护作用及其机制的研究发展迅速，已成为近年来的热点。

相对于西药来说，中药的神经保护作用具有多靶点、毒副作用小、协同效果好等优势。

而与复方和单味药相比，从中药中提取的单一化学成分和某一类有效化学成分，即单体和有效部位，则兼具了西药的某些优势。

从化学结构看，单体具有确切的结构，药效明确，有助于其神经保护作用的机制研究；有效部位往往属于具有一定骨架的同类化合物群体，或称分子群，其药效较单体更具多样性，但不及药材及总提取物。

从现今脑缺血病理机制的探究已深入到分子和细胞水平的趋势上看，对于中药单体和有效部位的研究必将成为将来的热点。

相关研究表明，单独使用单体的临床效果未尽如人意。

因此，临床实践中需要多重治疗来实现有效的神经保护，即通过多种不同作用机制的药物在不同时间段的联合应用，在不同环节、不同层面阻断缺血级联反应，发挥协同作用，最大程度地提高疗效，抑制迟发性细胞凋亡，并可避免单一用药的缺陷。

进一步深入研究各中药单体在脑缺
血缺氧中的神经保护作用机制，发挥联合用药的优势，从而全方位地对脑卒中患者进行及时、合理、科学、有效的治疗，真正起到神经保护作用，将是今后中药治疗脑缺氧缺血疾患研究的发展方向。