丹参预处理干预心肌缺血再灌注损伤的研究进展

    心肌持续性缺血可导致心肌细胞损伤和组织损害，早期恢复血液灌注对恢复心肌组织血液灌注量具有非常重要的意义；但由于再灌注后血液循环中的白细胞附壁、聚集、渗出，从而导致心肌细胞坏死，加之补体激活、活性氧产生、自由基的膜损伤作用，以及再灌注后心肌细胞内钙超载，致使缺血性的心肌结构损伤更为严重，即再灌注损伤（reperfusion injury）。目前，防治心肌缺血再灌注损伤（myocardial ischemia/reperfusion injury，MI/RI）已在临床受到越来越多的重视，成为当今医学的研究热点。1986年Murry[1]提出缺血预处理（ischemic precondition，IPC）的概念，因其对缺血再灌注损伤时心肌的确切保护作用而给临床应用展示了广阔的前景，但临床上IPC的具体实施存在潜在危险因素，因此难以应用。近来发现药物预处理能起到与IPC类似的临床作用，西药中已被证实有此作用的药物主要有去甲肾上腺素、普萘洛尔、腺苷、降钙素、七氟醚等，其作用肯定，但毒副作用多。多味中药对心肌缺血的有其独特性和有效性，尤其是中药具有毒副作用小、效果确切的特点。近年来，有不少学者对中药预处理对心肌缺血再灌注损伤的干预作用进行了研究与探索。本文就近年来国内外学者对丹参预处理干预MI/RI的作用进行综述。

    1  干预自由基损伤

    自由基具有极为活泼的反应性，可与各种细胞成分如膜磷脂、蛋白质、核酸等反应，造成细胞结构损伤和功能代谢障碍。一旦形成就可经其中间代谢产物不断扩展生成新的自由基，形成连锁反应。生理情况下，心肌细胞内存在的抗氧化物质如超氧化物歧化酶（SOD），可以及时清除自由基，使自由基的生成与降解处于动态平衡，对维持机体氧化与抗氧化的平衡发挥重要作用。缺血致使ATP减少、膜泵功能障碍，钙内流激活钙依赖性蛋白水解酶，使XO前身黄嘌呤脱氢酶（XD）转化为大量的XO；同时ATP依次降解为ADP、AMP和次黄嘌呤；在XO催化次黄嘌呤转化过程中，生成大量的氧自由基。中性粒细胞激活后，可通过“呼吸爆发”产生大量氧自由基。再灌注形成的大量自由基，可与各种细胞成分发生反应，如引起心肌细胞膜富含的多价不饱和脂肪酸均裂，形成脂性自由基或脂质过氧化物。脂质过氧化反应可使膜受体、膜蛋白酶、离子通道和膜转运系统等的脂质微环境改变及功能障碍；也可导致膜的基本特征变性、离子转运或酶的活性发生改变。此外，过量的氧自由基还可进一步引起细胞内钙超载、DNA断裂、染色体畸变、蛋白质变性以及诱导炎症介质产生。丙二醛（MDA）是脂质过氧化反应的最终产物，能较好地反映氧自由基，其含量变化不仅可反映体内氧自由基生成与否，还可反映氧自由基造成组织损伤的严重程度。研究发现，在心肌缺血再灌注期间，血浆MDA水平呈直线上升，提示MI/RI过程中氧自由基产生增多，心肌损伤逐渐加重[2]，研究也发现，细胞内自由基增多实际上是线粒体产生自由基增多[3]。应用丹参干预后，发现在缺血再灌注40min后的心肌MDA水平明显低于对照组[4]，而对20例心内直视手术心肌缺血再灌注后血清MDA水平的观察发现，注射丹参的患者，在缺血再灌注各个时间段的MDA均低于对照组[5]。这些均表明丹参能显著降低心肌缺血及再灌注过程中氧自由由基的产生，从而发挥干预作用。同时研究也发现，在心肌缺血再灌注时心肌SOD活性降低[6]，而丹参能明显提升缺血再灌注时心肌细胞的SOD含量，增强缺血大鼠心肌组织SOD活性，从而消除自由基，降低MDA含量[7]。

    2  干预心肌细胞内钙超载

    各种引起的原因引起的细胞内钙含量异常增多并导致细胞结构损伤和功能代谢障碍的现象称为钙超载（calcium overload），细胞内Ca2+浓度与心肌细胞受损程度成正相关。再灌注后引起心肌细胞内钙超载的机制与细胞内外钠/钙交换增多、细胞膜通透性增加、线粒体功能障碍等多种因素有关。钙超载则可进一步加重线粒体损伤、促进氧自由基生成、肌原纤维过度收缩，从而加重心肌细胞损伤并可引起再灌注性心律失常。

    多种证据表明，钙超载主要是由于钙内流增加引起，钙通道是细胞外钙进入胞内造成钙超载的主要通路之一。如在缺血前和再灌注前应用钙通道拮抗剂阻断钙内流，可减轻心肌细胞坏死的程度。丹参酮ⅡA具有类似维拉帕米样L型钙通道阻断剂作用，并呈剂量依赖性，从而可用于心肌缺血再灌注损伤和心律失常的防治[8]；丹参也可通过阻滞经L型钙通道，抑制Ca2+内流，降低胞浆内的Ca2+浓度，利于线粒体将堆积的Ca2+排出，保护心肌功能与结构的正常[9]。研究表明，应用丹参预处理能明显抑制蛋白激酶C的活性，降低其血中浓度，减少钠/钙交换，使细胞内钙负荷降低，从而能减轻钙超载[10]。高秀梅等研究发现，复方丹参预处理后，PKC有转位的现象，PKC mRNA和蛋白表达明显增强，另外不论是再灌注前给予复方丹参，还是早、晚期IPC前给予复方丹参，均可明显促进PKC mRNA和蛋白的表达水平[11]。说明复方丹参对心脏缺血的干预可能是通过激活PKC途径而起作用。

    3  干预心肌细胞凋亡

    细胞凋亡是由多因素引起、受基因控制、多分子参与的、单一的细胞自灭过程，有别于细胞坏死的细胞死亡类型[12]，在细胞、组织和器官的损伤发挥了重要作用[13]，研究发现，细胞凋亡是急性心肌缺血和再灌注过程中心肌细胞死亡的重要机制之一[14]。在细胞凋亡发生的复杂分子调控机制中，细胞外部信号最终有赖于影响内在的基因调控而起作用。其中凋亡加速基因bax和凋亡抑制基因bcl2被认为与细胞凋亡关系密切[15]。bcl?2为第一个被确认有抑制细胞凋亡作用的原癌基因，是一种重要凋亡调控基因，它可特异的抑制细胞凋亡，在细胞凋亡的调控过程中起着重要作用，它可通过抵抗多种形式的细胞死亡，延长细胞寿命而致细胞数目增加，bcl?2高表达的细胞能耐受多种细胞毒性因子的杀伤作用，使细胞凋亡明显延迟和减少，而且在毒性因子去除后可使细胞迅速恢复再生。bcl?2表达的蛋白主要分布在线粒体外膜、细胞膜内表面、内质网、核膜的胞质层等处[16]；bax基因是凋亡促进基因，与bcl?2基因同属一族，它不但可以拮抗bcl?2的凋亡抑制作用，而且还可直接促进细胞的凋亡。目前认为，bc1?2与bax的比值决定了细胞接受刺激后是否凋亡。当bc1?2以同源二聚体的形式存在时，则抑制细胞凋亡，当bax蛋白大量表达并与bcl?2形成异源二聚体或bax蛋白自身形成同源二聚体时，则促进细胞凋亡。研究发现，心肌缺血再灌注后，Bcl?2下降，Bax增加，细胞凋亡数增加，而丹参注射液干预后，Bcl?2、Bax蛋白表达发生相反的变化，说明丹参注射液可通过对细胞凋亡调控基因的调控，达到减轻或防止心肌缺血再灌注损伤的作用[17～18]。

    同时，有研究表明[19]，Fas/Fas?L途径在细胞凋亡过程中也发挥促凋亡作用，Fas基因产物Fas蛋白是分子量为45kD的跨膜糖蛋白，属于神经生长因子与肿瘤坏死因子受体（TNFR）超家族成员的Ⅰ型膜蛋白，是一种细胞凋亡信号受体。它和Fas配体结合后，其胞质经特殊胞内蛋白介导，直接激活凋亡基因产物，启动caspase 8链式信号转导级联途径，最终诱导Fas蛋白所在细胞的凋亡[20]，同时在不同的凋亡信号转导通路中还存在着相互作用，通过异源寡聚化方式、循环放大方式，可阻断或增强级联效应。马世玉等的研究表明，丹参能明显减少心肌IRI诱导的c?fos基因过度表达，从而参与对心肌IRI的保护作用[21]。此外，丹参可抑制蛋白激酶C的激活，减少心肌缺血再灌注时细胞凋亡，从而减轻心肌损伤[22]。

    4  干预白细胞的发病学作用

    研究表明，白细胞介导的微血管损伤在心肌缺血?再灌注损伤发病学中具有重要作用；在缺血心肌中有大量中性粒细胞（PMN）聚集，其数量可随缺血时间延长及再灌注而增加；血管内皮细胞和白细胞激活进行性增加，二者相互作用，加剧微血管和细胞损伤。在心肌缺血再灌注时，白细胞黏附导致的血液流变性异常是微血管血流阻塞的主要原因；同时黏附于血管壁活化的白细胞还可以通过释放大量的自由基和蛋白酶、激活凝血瀑布反应、释放活性物质等加重微循环障碍，导致组织缺血缺氧甚至坏死。丹参具有较好地改善微循环障碍和血液流变性异常的作用，临床研究表明，丹参能抑制各种细胞产生白细胞趋化因子和激活剂，从而减少PMN趋化、激活、粘附、聚集等[23]；直接或间接下调细胞间粘附分子（ICAM）和血管内皮粘附分子（VCAM?1）表达，抑制WBC粘附聚集及游出血管壁[24]；此外还可抑制PMN“呼吸爆发”，减轻白细胞损伤以及炎症介质的释放等作用[25]，减少心肌缺血再灌注损伤的发生。

    综上所述，药物模拟IPC启动内源性保护机制的作用已经大量实验研究得到证实，其保护机制是多因素、多靶点综合调控作用的结果。丹参预处理对MI/RI具有较好的保护作用，其机制与清除自由基、减轻钙超载、减少细胞凋亡、抑制白细胞激活等有关。因此，丹参对减轻心肌缺血再灌注损伤是一种比较理想的药物，具有广阔的临床应用前景。当然，对于丹参作用的具体机制还需进一步深入研究。从细胞和分子水平进一步阐明丹参预处理保护机制，必将为丹参的临床应用、为MI/RI的临床防治提供有利的药物作用靶点。

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