中药对缺血性脑损伤保护作用的研究进展
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・综述与编译・
087 中药对缺血性脑损伤保护作用的研究进展
吴正国 综述 吴以岭 审校
河北以岭研究院附属医院(石家庄 050091)
缺血性脑血管病约占脑血管疾病的67%~78%,目前针对脑血管病的研究也以缺血为主。近年来研究发现,在脑梗死时,缺血、缺氧造成的能量代谢障碍,兴奋性神经介质释放,钙过量内流,自由基损伤等一系列连锁反应,是导致缺血性脑损伤的中心环节。近年来中药对脑保护作用的研究发展迅速,就此综述如下。
1 清除自由基的作用
自由基损伤不仅可以促进动脉粥样硬化、脑梗塞的形成,且可加重脑梗塞后的神经细胞损伤[1],中枢神经系统富含多价不饱和脂肪酸,易受自由基攻击。丙二醛(MDA)是脂质过氧化作用的终末产物,比较稳定,其含量可以反映脂质过氧化水平。而超氧化物歧化酶(SOD)则有清除自由基的作用,抑制脂质过氧化,检测其水平可反应清除自由基的程度。
采用半夏天麻汤治疗脑梗塞患者60例,与内科常规治疗对照,治疗后SOD明显升高,MDA含量明显降低[2]。研究发现,大鼠在缺血30min再灌注24h时,海马的MDA比假手术组及正常组明显升高,并持续到72h,脑梗通口服液可使再灌注72h时海马MDA明显降低[3]。通过观察姜黄素对脑缺血再灌注时脑组织中MDA、亚硝酸盐、SOD含量的影响,发现姜黄素对缺血-再灌注的保护作用与抑制自由基的生成和促进自由基的清除有关[4]。研究银杏叶(FGE)提取物对反复脑缺血-再灌注损伤的保护作用时发现,FGE可明显改善脑缺血-再灌注小鼠的学习、记忆功能,并可不同程度地减少脑组织中异常增加的MDA、NO、PGE2的含量,并可明显增强脑组织中降低的SOD和过氧化氢酶的活性[5]。
2 对钙离子通道及细胞内钙超载的影响
脑缺血时由于膜功能的紊乱,细胞外Ca2+大量进入细胞内,同时细胞器中Ca2+外漏到细胞浆中而造成细胞内Ca2+浓度梯度的破坏,这是导致神经损伤引起细胞死亡的中心环节和最后共同途径。细胞内钙超载是神经元迟发性死亡的主要原因,利用钙拮抗及降低细胞内钙可以减轻或避免脑组织的缺血性损伤。
研究脑缺氧损伤机制时发现,缺血缺氧致大鼠大脑皮质L-型钙通道开放时间增加,开放概率增加,人参二醇皂苷能抑制正常和缺氧时钙通道的开放时间和开放概率[6]。脑缺血20min后,突触体内游离钙含量明显高于缺血前的水平,给予灯盏花注射液后,缺血及再灌注期突触体内游离钙含量均低于未给药组[7]。大鼠脑缺血-再灌注后,有明显脑水肿及海马神经元损伤,脑组织含水量、Ca2+及兴奋性氨基酸含量明显升高,而中风脑得平冲剂对此有不同程度的抑制作用,从而保护神经元以减轻损伤[8]。胡国恒等观察中药康脑神颗粒对缺血大鼠脑组织内皮素-Ⅰ(ET-1)、Ca2+、Na+及脑组织含水量的影响。结果发现,模型对照组较假手术组脑组织ET-1、Ca2+、Na+及脑组织含水量显著升高,而康脑神颗粒组缺血大鼠脑组织ET-1、Ca2+、Na+及脑组织含水量较模型对照组明显减少,提示康脑神颗粒可能通过抑制Ca2+内流抑制ET的合成及释放,进而抑制脑水肿防治脑缺血性神经元损伤[9]。
3抑制神经细胞凋亡
随着对细胞凋亡的不断认识及生物学的迅速发展,人们发现脑缺血后,神经细胞存在凋亡形式,缺血组织内的细胞可发生凋亡,且在梗死灶形成以及迟发性神经元坏死(DND)过程中发挥重要作用。在发病数小时的“时间窗”内应用神经保护剂能减免缺血性脑卒中半暗区的细胞死亡。
观察中药补肾活血方对缺血-再灌注损伤小鼠学习记忆功能及海马神经细胞凋亡的影响,发现缺血-再灌注损伤模型组小鼠记忆潜伏期较正常对照组及假手术组延长,皮质及海马神经出现退化、变性、坏死等病理变化,海马神经凋亡率升高,术后6h达峰值[10]。观察小檗碱对小鼠全脑缺血后神经元凋亡的影响时发现,小檗碱能减轻缺血后海马CA1区神经元的病理改变和椎体细胞缺血损伤,使海马CA1区TuNel阳性面致密度减少,使琼脂糖凝胶电泳特征性DNA梯形带消失[11]。p53作为转录因子Fas多种基因的转录参与诱导细胞凋亡,Panahian 等[12]证实抑制Fas基因的表达即可抑制神经细胞凋亡,从而对缺血性脑损伤具有保护作用。而Fas作为一种重要的促进凋亡的调控基因,肿瘤坏死因子/神经生长因子受体家族,其表达产物具有传递凋亡信号的作用,Fas与Fas配体结合可诱导细胞凋亡[13]。葛根素可使缺血-再灌注6~48h各组的Fas、p53的表达明显减少,细胞凋亡数亦明显减少,表明葛根素具有脑保护作用,葛根素抑制细胞凋亡可能与其减少促凋亡基因Fas、p53蛋白表达有关[14]。
4对神经递质的调节作用
脑内神经递质中的儿茶酚胺、Ach、氨基酸、组胺和小肽类等,均对脑功能具有维持作用。在脑缺血时,脑内神经递质代谢紊乱,不仅参与脑梗塞的病理过程,并可直接引起神经细胞损伤。
以多发性脑梗塞大鼠模型加注山莨菪碱模拟VD大鼠模型,观察到给予中药健脑通络方后大脑皮质去甲肾上腺素、乙酰胆碱、多巴胺及5-羟色胺含量与模型组比较均显著增加,从而推断该方治疗VD 与提高某些神经递质的合成与代谢有关[15]。运用Pulsinelli的4vo法建立大鼠全脑缺血-再灌注模型,观察麝香、冰片对全脑缺血-再灌注大鼠脑组织氨基酸类递质的影响。结果,大鼠脑组织缺血45min再灌注6h后,降低缺血区脑组织内的Asp,提高GABA、Gly的含量。因此,芳香开窍药可通过降低缺血区脑组织中的Asp,提高GABA、甘氨酸(Gly)的含量以对抗兴奋性氨基酸的毒性,从而保护脑缺血后继发神经元的损伤[16]。
5对热休克蛋白的影响
目前对热休克蛋白(HSP)反应特征的研究表明,缺血缺氧是诱导神经细胞内HSP基因表达的重要刺激因素。HSP的主要功能是维持细胞蛋白自稳,其中HSP70是缺血性脑损伤较为敏感的指标之一,同时HSP70对缺血缺氧性神经元具有保护作用[17],如果使缺血时的HSP合成增加,即可有效地预防和治疗缺血性脑血管病。
对双侧颈总动脉结扎的沙鼠脑缺血模型,腹腔注射补阳还五汤,缺血15min后再灌注48h,以Northern印迹法检测脑组织HSP70mRNA的表达,以Western印迹法检测其蛋白表达。结果沙鼠脑缺血再灌注后,脑组织HSP70mRNA和蛋白表达显著增加,补阳还五汤可使脑缺血再灌注后HSP70mRNA 表达减少[18]。采用沙鼠双侧颈动脉结扎脑缺血模型,运用Northern印迹法和Western印迹法分别检测黄芪对沙鼠脑缺血-再灌注后HSP70及蛋白表达。结果,脑缺血-再灌注后48h,HSP70mRNA和蛋白表达显著增加,因此认为,黄芪对脑缺血-再灌注后HSP70的抑制作用可能对脑缺血引起的损伤具有保护作用[19]。
6 调节星形胶质细胞的表达
星形胶质细胞(AS)参与中枢神经系统内神经元功能的调节,在维持神经元的生存环境中起着重要的作用。缺血性脑损伤后AS增殖并产生许多生物活性物质,如分泌多种神经营养因子,增强多种神经递质的代谢,对缺血损伤神经元具有保护作用,利于损伤的修复。另一方面,过度的胶质化却可作为机械屏障影响髓鞘和轴索的再生,从而影响周围神经组织的结