中醫(yī)藥通過抗氧化途徑防治高血壓腎損害的研究進展

龍霖梓,褚劍鋒,沈阿靈,彭 軍

高血壓是我國重大的慢性非感染性疾病,腎臟既是引起高血壓的重要器官,也是高血壓損害的靶器官。兩者之間的聯(lián)系非常緊密,其損害互為因果,互相促進,存在惡性循環(huán)。當平均動脈壓達到自我調(diào)節(jié)曲線上限時,腎小球前動脈的收縮被抑制,升高的系統(tǒng)血壓可直接傳遞到腎小球循環(huán),引起腎小球內(nèi)高壓、高灌注狀態(tài),造成腎實質(zhì)缺血性損害。高血壓腎損害的發(fā)病機制與腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)激活、腎血管阻力增加、氧化應激反應、細胞凋亡等密切相關(guān)。其中氧化應激在高血壓導致的腎損害病理過程中起到關(guān)鍵作用。目前,抗氧化治療成為防治高血壓腎臟損害的重要途徑,中藥具有多成分、多靶點協(xié)同作用的特點,在調(diào)節(jié)腎臟氧化應激、改善腎組織損傷方面具有獨特優(yōu)勢。

1 氧化應激是高血壓腎損害的關(guān)鍵病理環(huán)節(jié)

氧化應激(oxidative stress)是指機體遭受各種有害刺激時,機體或細胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生和抗氧化能力失衡,造成活性氧(reactive oxygen species,ROS)在機體或細胞內(nèi)蓄積引起細胞毒性反應,從而導致細胞、組織病理損傷的過程。近年來有研究表明,氧化應激是高血壓腎損害的重要發(fā)病機制,在高血壓導致的腎損害病理過程中起到關(guān)鍵作用[1]。研究顯示在原發(fā)性高血壓病人中ROS 的生物利用度增加[2],氧化應激的生物標志物過氧化氫(H2O2)含量比正常血壓者更高[3]。腎臟是ROS 的敏感靶器官,氧化應激通過ROS 介導多種信號通路引起高血壓腎損害。因此,ROS 被認為是高血壓腎損害的關(guān)鍵介質(zhì)。生理情況下腎臟組織的正常代謝會持續(xù)產(chǎn)生ROS,而ROS 會被廣泛表達的抗氧化酶[如醌氧化還原酶(NQO-1)、氧應激誘導型血紅素加氧酶(heme oxygenase,HO-1)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等]所拮抗,ROS 處于一個相對較低的水平,因而不會造成細胞和組織的損傷。當血壓持續(xù)升高時,血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)水平上升,使腎血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞膜上的還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶活性增高,ROS 大量生成,不能被及時有效清除,過多的ROS 在體內(nèi)堆積,就會導致腎臟損傷。氧化應激造成腎損傷的病理機制大致包括7 種情況[4]:①通過脂質(zhì)過氧化作用,直接作用于腎組織細胞膜的不飽和脂肪酸,破壞細胞膜;②使腎小球毛細血管基底膜磷脂發(fā)生過氧化,導致腎小球基膜通透性升高;③通過核酸過氧化作用,直接損傷細胞線粒體減少結(jié)締組織的透明質(zhì)酸、破壞細胞間粘合使微血管通透性增加;④誘導腎小球足細胞凋亡;⑤通過多種細胞因子抑制腎系膜細胞基質(zhì)降解,加重細胞外基質(zhì)沉積;⑥參與內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,引起腎小管間質(zhì)纖維化;⑦激活核因子-κB(NF-κB)信號通路,觸發(fā)腎血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的炎癥反應[5]。由此可見,氧化應激是高血壓腎損害的關(guān)鍵病理環(huán)節(jié)。

2 單味中藥及其有效成分的抗氧化、降血壓及腎保護作用

2.1 天麻 天麻性平,味甘,歸肝經(jīng),具有息風止痙的功效,在臨床被廣泛用于高血壓治療。天麻素是天麻的主要成分,具有降血壓、抗驚厥、鎮(zhèn)靜、催眠、抗癲癇的作用。現(xiàn)代藥理研究表明,天麻素既能夠?qū)箖翰璺影奉愡f質(zhì)的縮血管效應,非競爭性拮抗電壓依賴鈣通道(PDC)和受體調(diào)控鈣通道(ROC),阻止Ca2+的內(nèi)流和釋放起到降壓作用,又能夠通過清除體內(nèi)過多的氧自由基發(fā)揮抗氧化功效[6]。Liu 等[7]將自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)腹腔注射天麻素[100 mg/(kg·d)]4周,結(jié)果顯示在接受天麻素治療后自發(fā)性高血壓大鼠的收縮壓降低,AngⅡ和血清醛固酮(ALD)水平明顯下降,血管緊張素1 型受體(AT1R)表達明顯下調(diào),提示天麻素可能通過干預RAAS 系統(tǒng)發(fā)揮降壓作用。天麻素可減少氧化應激導致的細胞凋亡。有實驗表明,天麻素能減少心肌細胞中ROS 的生成,并通過抑制線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)的開放,防止氧化應激引起的線粒體膜電位降低,減少細胞凋亡[8]。天麻素抗氧化、降壓的功效在臨床中也得到驗證。吳少英[9]將128 例老年原發(fā)性高血壓病人隨機分為兩組,對照組給予RAAS 抑制劑治療,治療組在對照組基礎上加用天麻素注射液治療,結(jié)果顯示天麻素注射液能夠明顯提高病人的抗氧化能力,改善動脈彈性及血管超負荷指數(shù),提高血壓控制率。

2.2 黃芩 黃芩的有效成分主要有黃芩苷、漢黃芩素、漢黃芩苷、黃芩新素Ⅰ和黃芩新素Ⅱ,這些單體大多含有酚羥基結(jié)構(gòu),具有清除自由基、抗氧化、降血壓、腎保護的作用。Ding 等[10]研究表明,黃芩苷通過減弱AngⅡ引起的自發(fā)性高血壓大鼠主動脈血管收縮,并調(diào)節(jié)血管平滑肌細胞內(nèi)Ca2+水平產(chǎn)生舒張血管作用而降低血壓。黃芩苷是一種有效的氧自由基清除劑。郭少英等[11]研究黃芩苷體外抗氧化作用,證實黃芩苷可以有效清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH),抑制超氧陰離子產(chǎn)生,抑制黃嘌呤氧化酶活性,具有明顯的抗氧化能力。腎組織中ROS 的增加是腎組織損傷的主要原因,而黃芩及有效成分通過抗氧化應激,發(fā)揮對腎臟的保護作用。李亞芹等[12]采用黃芩干預自發(fā)性高血壓大鼠,結(jié)果顯示不同劑量的黃芩均能夠降低大鼠的收縮壓及腎組織中丙二醛(MDA)水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)水平,改善氧化應激導致的高血壓腎損害。郭亞菊等[13]采用不同濃度黃芩素干預H2O2誘導的腎小管上皮細胞NRK52E 細胞株凋亡,結(jié)果顯示黃芩素能通過下調(diào)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的表達,抑制腎小管上皮細胞凋亡,減輕腎臟細胞損傷。

2.3 鉤藤 中藥鉤藤屬茜草科植物,其性涼,味甘、苦,歸肝、心包經(jīng),具有清熱平肝、息風定驚的功效。用于治療原發(fā)性高血壓、高血脂、動脈粥樣硬化等心血管疾病。鉤藤的有效成分是鉤藤總生物堿。Hao 等[14]研究發(fā)現(xiàn)鉤藤堿可使自發(fā)性高血壓大鼠腎動脈的內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)、絲氨酸/蘇氨酸激酶(Akt)和Src 酪氨酸激酶磷酸化水平升高,舒血管物質(zhì)一氧化氮(NO)增多,從而激活Src-PI3K/Akt-eNOS 信號通路改善腎動脈內(nèi)皮依賴性舒張功能,產(chǎn)生降壓及腎保護作用。李運倫[15]研究表明,鉤藤堿可以減少AngⅡ在血管平滑肌細胞上的1 型受體(AT1R)的表達,阻斷AngⅡ增殖信號的細胞間傳遞,抑制血管平滑肌細胞的增殖,從而降低血壓。異鉤藤堿(IRN)是從鉤藤中分離得到的一種四環(huán)氧化吲哚生物堿,具有抗炎和抗氧化活性。Zhou 等[16]通過體外實驗表明,異鉤藤堿可以增強SOD、GSH-Px、過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶的活性,減少脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物MDA 的生成,降低氧化應激水平,保護細胞免受氧化損傷。此外,鉤藤堿還可以透過血腦屏障,阻斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)突觸傳遞,減輕神經(jīng)遞質(zhì)對心臟、血管的興奮作用,進而達到降壓效果[17]。

2.4 蓮子心 中藥蓮子心具有清心安神、交通心腎、澀精止血的功效?，F(xiàn)代藥理學研究證明,蓮子心中含有大量生物堿,包括蓮心堿、異蓮心堿、甲基蓮心堿等,這些生物堿具有降血壓、抗氧化、清除自由基的作用。在降血壓研究方面,陸曙等[18]采用二腎一夾構(gòu)建腎性高血壓大鼠模型,給予蓮心堿和蓮心季銨堿治療10周,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者均能有效降低腎性高血壓大鼠的血壓。有研究指出,蓮心堿具有短時的降壓作用,經(jīng)轉(zhuǎn)變成季銨鹽后,降壓作用會明顯增強,作用時間也更加持久[19]。蓮子心的有效成分在抗氧化研究中得到證實。有研究表明蓮子心的水提取液和乙醇提取液對羥基自由基和超氧陰離子均有清除作用[20]。陳銘等[21]發(fā)現(xiàn)超微粉碎蓮子心后,其清除氧自由基及抗氧化能力明顯增強。Xie 等[22]通過高效液相色譜分析顯示甲基蓮心堿抗氧化的活性最強,這可能與其抑制ROS 的生成、增加GSH-Px 水平有關(guān)。有學者進一步驗證了甲基蓮心堿具有明顯的降壓作用,且降壓效果隨劑量的增加而增強,其機制通過直接擴張血管平滑肌而實現(xiàn)[23]。此外,蓮子心的活性成分具有保護腎功能作用。Li 等[24]通過體內(nèi)外實驗證實甲基蓮心堿可以抑制腎臟炎性因子的產(chǎn)生,減少炎性細胞(粒細胞、巨噬細胞)的浸潤,抑制NF-κB 的激活而減輕炎癥反應。同時甲基蓮心堿可抑制Caspase-3 活化,降低Bax/Bcl-2 比值,減少腎小管上皮細胞的凋亡從而發(fā)揮腎臟保護作用。

2.5 人參皂苷 近年來,關(guān)于人參皂苷的研究主要集中在Rb1、Rg1、Rg2、Rg3 方面。其中Rb1 具有較為明顯的降血壓效應,可有效降低暫時性或者持久性的高血壓,其機制可能與調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞eNOS 表達、釋放NO、刺激內(nèi)皮細胞依賴性血管舒張[25]、阻斷鈣離子通道[26]、降低腎素活性[27]有關(guān)。李超民等[28]研究發(fā)現(xiàn),人參皂苷Rg2 能夠明顯降低自發(fā)性高血壓大鼠的血壓,降低大鼠腎臟組織基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)的mRNA 和蛋白表達水平,具有腎臟保護作用。Wang 等[29]通過培養(yǎng)自發(fā)性高血壓離體腎動脈環(huán)發(fā)現(xiàn),人參皂苷Rb3 能夠逆轉(zhuǎn)大鼠離體腎動脈環(huán)上還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶的過表達和ROS 的過量生成,減輕大鼠腎血管氧化損傷,保護血管內(nèi)皮。黃芪的有效成分黃芪甲苷和黃芪多糖都具有較強的抗氧化作用,能夠清除氧自由基、調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)、預防線粒體損傷[30]。

線粒體是ROS 產(chǎn)生的主要場所。當線粒體呼吸鏈功能障礙時,ROS 不能被清除,產(chǎn)生大量ROS 可導致細胞凋亡。Luo 等[31]通過實驗表明黃芪甲苷通過抑制線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)的開放,維持線粒體膜電位,恢復線粒體的呼吸功能,從而減少ROS 的生成,減輕氧化應激、防止細胞凋亡。何自育等[32]通過腎性高血壓大鼠模型證實黃芪甲苷可以調(diào)節(jié)誘導型一氧化氮合酶(iNOS)、NO、AngⅡ水平,升高血清銅鋅超氧化物歧化酶(Cu-Zn-SOD)水平,減少MDA 生成,從而降低血壓,減輕氧化應激反應,保護腎功能。葡萄籽原花青素(GSP)是國際公認的氧自由基清除劑,主要由兒茶素及表兒茶素組成,近年來,研究發(fā)現(xiàn)GSP在調(diào)節(jié)血壓方面具有重要作用。吳秀香等[33-34]研究發(fā)現(xiàn),GSP 可促進血管內(nèi)皮細胞合成和釋放NO,抑制內(nèi)皮素-1(ET-1)蛋白的表達,減輕腎內(nèi)小動脈管壁的病理損傷,從而降低血壓,保護腎功能。蘭潮棕[35]研究發(fā)現(xiàn)GSP 可以降低機體氧化應激水平,改善去氧皮質(zhì)酮(deoxycorticosterone acetate,DOCA)-高鹽誘導的大鼠腎臟損傷及腎臟重構(gòu)。劉尚軍等[36]研究發(fā)現(xiàn)GSP 既能升高自發(fā)性高血壓腎大鼠組織中SOD、GSH-Px、總抗氧化能力(T-AOC)水平,降低MDA 含量,又能夠下調(diào)NF-κB、白細胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)蛋白表達,發(fā)揮抑制炎癥反應和腎臟保護作用。

3 中藥復方的抗氧化、降血壓及腎保護作用

中醫(yī)經(jīng)典復方具有良好的降壓和腎保護作用,其作用機制與抑制氧化應激密切相關(guān)。天麻鉤藤飲是臨床用于治療高血壓的經(jīng)典方,現(xiàn)代研究顯示其能夠改善血管內(nèi)皮功能、抑制鈣離子內(nèi)流,對高血壓病人的心、腦、腎等具有保護作用。郭豐義等[37]選取原發(fā)性高血壓合并早期腎損害的病人96 例,隨機分為兩組,對照組給予氯沙坦鉀治療,治療組在氯沙坦鉀基礎上加用天麻鉤藤飲,治療12 周。結(jié)果顯示治療組尿微量白蛋白、血β2-微球蛋白、尿β2-微球蛋白的改善程度明顯優(yōu)于對照組,說明天麻鉤藤飲能夠有效減少尿微量蛋白的排泄,減緩高血壓早期腎損害的進展。有研究采用天麻鉤藤飲干預自發(fā)性高血壓大鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn)自發(fā)性高血壓大鼠的早期血壓明顯下降,腸系膜上動脈血管舒張度明顯改善,腎臟上7 種氧化應激相關(guān)蛋白含量的表達改善,表明天麻鉤藤飲對高血壓早期腎損傷的干預機制可能與調(diào)節(jié)NO 系統(tǒng)與抗氧化應激相關(guān)[38]。李偉等[39]通過實驗證實天麻鉤藤飲可以明顯降低自發(fā)性高血壓大鼠的脈壓和腎臟ET-1 水平,增強腎臟NO 水平,升高腎臟NO/ET-1,從而發(fā)揮腎臟保護作用。半夏白術(shù)天麻湯是臨床上治療痰濕阻滯型高血壓的經(jīng)驗效方。苗靈娟等[40]采用半夏白術(shù)天麻湯聯(lián)合卡托普利治療痰濕阻滯型高血壓病人,能有效降低病人血清AngⅡ、群體反應性抗體(PRA)、醛固酮水平,抑制RAAS 活性,使血壓水平得到有效的控制,從而降低不良心腦血管疾病的發(fā)生風險。沈秋生等[41]將60 例風痰上擾型高血壓病人隨機分為兩組,對照組采用厄貝沙坦氫氯噻嗪片治療,治療組采用西藥聯(lián)合半夏白術(shù)天麻湯治療,結(jié)果顯示治療組的降壓效果優(yōu)于對照組,C 反應蛋白、IL-6 等炎性因子水平和腎功能水平均明顯低于對照組。羅珊珊等[42]分析了自發(fā)性高血壓大鼠與WKY 大鼠腎臟蛋白表達差異,發(fā)現(xiàn)11種差異蛋白與氧化應激相關(guān),并通過實驗進一步驗證了半夏白術(shù)天麻湯的藥效,結(jié)果發(fā)現(xiàn)半夏白術(shù)天麻湯能夠明顯升高自發(fā)性高血壓大鼠腎臟的銅鋅超氧化物歧化酶和過氧化物酶的含量,增強腎組織的抗氧化能力,保護腎功能。清眩降壓湯是國醫(yī)大師陳可冀院士創(chuàng)立的治療高血壓的臨床驗方,余軍等[43]通過臨床研究證實,清眩降壓湯聯(lián)合西藥治療肝腎陰虛、肝陽上亢型高血壓的療效明顯優(yōu)于單用西藥治療,且清眩降壓湯能夠更好地改善病人的臨床癥狀和左室舒張功能,提高生存質(zhì)量。宋三軍[44]采用清眩降壓湯聯(lián)合厄貝沙坦治療圍絕經(jīng)期原發(fā)性高血壓,結(jié)果顯示在降壓療效和改善血壓波動方面,聯(lián)合用藥明顯優(yōu)于單用厄貝沙坦治療。He 等[45-47]通過實驗研究探討清眩降壓湯的作用機制,結(jié)果證實清眩降壓湯能夠明顯降低自發(fā)性高血壓大鼠血壓,降低血清AngⅡ、ET-1、群體反應性抗體水平,抑制胸主動脈增殖細胞核抗原(PCNA)、Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原的表達,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)/Smad 信號通路,從而逆轉(zhuǎn)血管平滑肌細胞增殖和血管重構(gòu),減輕腎間質(zhì)纖維化的發(fā)展。褚劍鋒等[48-49]研究證實清眩降壓湯能夠明顯降低大鼠腎組織NOX2、NOX4、TNF-α、IL-6 的表達,降低腎組織氧化應激水平和減輕相關(guān)炎癥反應,抑制高血壓導致的大鼠腎小球和腎小管增生,從而發(fā)揮腎臟保護作用。

4 小 結(jié)

氧化應激反應是導致高血壓腎損害的重要環(huán)節(jié),抗氧化治療能夠為高血壓腎損害的防治提供新的策略,中醫(yī)藥能夠通過多途徑、多靶點抑制氧化應激反應,在高血壓腎損害治療方面具有一定優(yōu)勢。目前研究顯示,單味中藥以及中藥復方都具有較明確的降壓效果,對高血壓引起的腎損害也具有保護作用,為中醫(yī)藥防治、延緩或者逆轉(zhuǎn)高血壓腎損害的發(fā)生發(fā)展提供了部分依據(jù)。但目前還缺乏嚴格設計的、多中心大樣本的臨床試驗來進一步驗證中醫(yī)藥的降壓和腎保護效果,同時也需要大量實驗研究從氧化應激角度深入闡釋中醫(yī)藥的作用機制。因此,圍繞氧化應激在高血壓中的分子機制及信號通路開展更加深入的研究,尋找更加精準的作用靶點,將有望為中藥新藥研發(fā)及轉(zhuǎn)化應用帶來新的希望。