摘 要:通过查阅文献,介绍厚朴酚与和厚朴酚在脑缺血-再灌注损伤中的保护作用,探讨它们对兴奋性氨基酸毒性、自由基、细胞内钙超载、炎症、一氧化氮合酶过度激活及神经细胞凋亡等引起脑缺血-再灌注损伤的多个环节的作用。
关键词:厚朴酚 和厚朴酚 脑缺血-再灌注 损伤 厚朴提取物 上禾生物
厚朴酚(magnolol,MG)与和厚朴酚(honokiol,HK)是我国 传统中药厚朴的两个主要活性成分,具有抗菌、抗炎、抗肿瘤、 松弛肌肉、降胆固醇和抗衰老等广泛的药理作用。笔者就MG 与HK在脑缺血.再灌注损伤中的作用和作用机制综述如下。
1 对脑缺血一再灌注损伤的保护作用
张广钦等⋯ 研究了MG对脑缺血的保护作用,他们采用小 鼠常压耐低氧实验,测定小鼠氧耗量及存活时间;小鼠双侧颈 总动脉结扎引起急性不完全脑缺血模型,测定小鼠死亡时问; 大鼠大脑中动脉阻塞法(MCAO)造成局灶性脑缺血模型。结果 发现:MG能明显延长小鼠的存活时间,减少氧耗量,提高小鼠的耐低氧能力,并呈剂量依赖性。与缺血对照组比较,25,50, 100 mg·kg。MG均能明显延长小鼠急性不完全脑缺血的存活 时间,延长率分别为117% ,242% 和330% ,尼莫地平组的延长 率为303% 。3个剂量MG组和尼莫地平组对再灌注4和24 h 后MCAO大鼠行为功能缺陷均有不同程度的改善,肌力明显增 加。与缺血对照组比较,25 mg·kg MG使MACO大鼠脑梗死 范围缩小3.8% ,差异无显著性;50,100 mg·kg MG和尼莫地 平组均抑制脑梗死的形成,梗死范围分别缩小14.5% ,24.2% 和20.2%。同时,3个剂量MG组及尼莫地平组明显抑制脑水 肿,使脑组织含水量分别减少1.0% ,1.8% ,2.8%和3.1%。病 理学组织检查显示,MG能改善脑缺血造成的大鼠神经细胞的 损伤,减少组织坏死。对局灶性脑缺血.再灌注模型进一步研究 发现,MG能有效改善局灶性脑缺血一再灌注大鼠模型再灌注后3,6和24 h出现的行为功能障碍,提高肌张力,尤其以3和6 h 最为明显;病理组织学检查发现,MG能剂量依赖性改善缺血一 再灌注大鼠脑细胞损伤,减轻胞体肿胀及核固缩、核溶解程度, 减少软化灶形成及中性粒细胞浸润.
LIOU等 研究发现HK对大鼠大脑缺血病灶有保护作用。 分别于大脑右侧中动脉闭塞前15 min或去除颈动脉夹后静脉 内给予剂量为10 和10 g·kg 的HK均能使梗死体积显著缩 小。在大脑缺血一再灌注损伤的大鼠模型中,大脑中动脉闭塞前 15 min或闭塞后60 min静脉注射HK(0.01—1.00 mg·kg )能 剂量依赖性减少梗死总体积20% ~70% 。
2 作用机制
现已明确,脑缺血一再灌注损伤涉及兴奋性氨基酸毒性、自 由基、细胞内钙超载、炎症、一氧化氮合酶(NOS)过度激活、神 经细胞凋亡等多种机制。近年来研究发现,MG与HK对脑缺 血一再灌注损伤的保护作用与以上多个环节均有关。
2.1 抗氧化和抗自由基作用
脑缺血一再灌注损伤的原因多种 多样,其中氧自由基造成的损伤是其主要的机制之一。自由基 能攻击脑细胞膜的不饱和脂肪酸,使之发生脂质过氧化反应, 细胞膜结构受到破坏,使膜的通透性增加,从而导致组织水肿、 坏死,细胞结构和功能遭到破坏。此外,能量代谢障碍继而引 发乳酸堆积,加重脑水肿,它与钙超载及自由基之问的相互作 用可导致更为广泛的脑损伤。随着对缺血性脑损伤机制研究 的深入,抗氧化药物在治疗脑缺血尤其是脑缺血一再灌注中的疗 效,越来越得到普遍的认可。
MG对植物油具有一定的抗氧化作用,在常温抗氧化条件 下。MG对植物油的抗氧化效果与维生素E相近;在高温强氧化 条件下,MG依然对植物油表现出抗氧化作用,这些结果说明 MG具有体外抗脂质过氧化的活性 J。保志娟等 采用DPPH 法。以芦丁为对照品,在无水乙醇和乙醇一水中对MG与HK进 行了自由基清除活性的初步研究。结果表明:MG与HK都具 有自由基清除活性。
张广钦等⋯对局灶性脑缺血-再灌注模型研究发现,MO可 明显提高MACO大鼠脑组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性,减 少脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的生成,保护细胞膜免受自由 基的损害,同时提高缺血脑组织中乳酸脱氢酶(LDH)的活性, 抑制乳酸的增加,减少乳酸蓄积。李玉山 采用线拴法制备大 鼠局灶性脑缺血.再灌注模型,与模型组比较,MG能抑制脑组 织活性氧(ROS)和MDA的产生,提高SOD活性,且呈剂量依赖 性。对保护细胞膜免受自由基的损害起着积极作用。在大鼠大 脑缺血.再灌注损伤过程中,HK能阻止脑组织脂质过氧化。在 体外,HK(0.1~10.0 mmol·L )显著减少趋化三肽(fMLP)或 PMA诱导的中性粒细胞牢固粘附(一个中性粒细胞浸润的先决 条件)以及中性粒细胞产生ROS 。
2.2 抗炎作用
脑缺血.再灌注损伤后,与再灌注有关的急性 炎症反应在继发性脑损伤中的作用日益受到重视,与炎症因子 肿瘤坏死因子(TNF. )和白细胞介素(IL)一1 有关的炎症反应 在继发性脑损伤中起关键的作用。TNF— 和IL一1 作为炎症反 应的起始因子,检测其含量对衡量脑缺血一再灌注后损伤有重要意义。国外最近报道,采用新生大鼠脑胶质细胞体外培养模型 发现,低氧缺糖、缺血与脂多糖比较都能显著引起炎性因子 TNF— 和IL一1 p释放。TNF— 和IL一1 B作为体内炎症递质之一, 在脑缺血一再灌注损伤后可促进兴奋性氨基酸释放,诱导多种细 胞表达细胞因子、粘附分子和化学因子的释放。在脑缺血一再灌 注模型中,脑室内给予外源性重组人IL一1 B可促进兴奋性氨基 酸释放,诱导iNOS表达,促进一氧化氮(NO)合成和释放,IL一1B 还能引起脑梗死灶扩大,含水量增加,白细胞粘附和梗死区白 细胞浸润增加,应用IL一1p中和抗体、IL一1p受体阻滞药或II』-1B 受体抗体,可明显减小梗死面积,降低白细胞浸润和脑组织含 水量。在自发性高血压大鼠脑缺血后脑室内注射TNF— 。再灌 注后梗死体积明显增加,而用单克隆TNF— 抗体或I型可溶性 TNF— 受体阻断内源性TNF— 的活性,能阻断TNF— 诱导的神 经元凋亡和炎症反应,显著减轻脑缺血一再灌注损伤。
李杰萍等 研究发现:MG(10~100 trmol·L )能明显降 低激活的中性粒细胞中B一葡糖苷酸酶和溶菌酶的释放。中性 粒细胞脱颗粒是炎症过程的一种反应,释放一些杀灭微生物的 酶类,这些产物又造成自身组织的损伤,是加剧炎症的次要原 因。p一葡糖苷酸酶存在于噬苯胺蓝颗粒,溶菌酶存在于噬苯胺 蓝颗粒和特殊颗粒。实验证明,MG对B一葡糖苷酸酶和溶菌酶 的释放均有抑制,可能是其抗炎作用机制之一。MG对白细胞 白三烯B (LTB )和5一羟二十碳四烯酸(5-HETE)的生物合成 也有较强的抑制作用,其,c 值分别为8.5 和3.1 trmol·L J。LTB 和5-HETE是花生四烯酸的代谢产物,是白 细胞的强趋化剂和激活剂,在炎性疾病等多种疾病中起重要的 作用。
刘可云等 用线拴法建立大鼠脑缺血-再灌注动物模型, 结果显示:大鼠脑缺血-再灌注后,脑组织中TNF— 和IL一1p含 量均逐渐升高,且TNF— 的变化较IL一1B显著,MG干预后,在 不同的缺血.再灌注时程中均可显著降低大鼠脑组织中TNF— 和IL一1 B的含量,提示MG可通过干预缺血一再灌注后炎症反应 过程而起到抗脑缺血一再灌注损伤的作用。
2.3 对神经细胞的保护作用
张艳军 在鼠胚脊髓运动神经 元原代培养的实验模型中,实验组分别加入单味中药提取物, 用M1Tr法观察其对细胞活性的影响。发现MG对脊髓运动神 经元有保护作用。对周围神经损伤的修复可能有促进作用。
在混合培养的皮层神经元和星形胶质细胞中,MG对低氧 诱导的细胞损伤有保护作用 。细胞暴露在化学低氧(0.5 mmol·L KCN)时,神经元出现形态学改变,而星形胶质细胞 无此变化。KCN剂量和时间依赖性诱导LDH释放增加和存活 细胞数减少。MG(10和100 mmol·L )能显著降低KCN诱导 的LDH释放,并呈浓度依赖性。在KCN处理的细胞中未观察 到核浓缩,提示化学性低氧是通过诱导坏死而导致细胞死亡, 而不是细胞凋亡。在混合培养的神经元和星形胶质细胞中, MG能保护神经元免受化学性缺氧损伤或细胞坏死。
在加速衰老小鼠(SAMP1)中,MG对海马中年龄相关性神 经元丧失有保护作用。2和4个月龄小鼠每天灌胃MG 5和10 mg· ~,连续14 d,当小鼠至4和6个月龄时进行评估。在SAMP1小鼠海马CA1区radiatum层的辐射区神经元纤维的密 度随着衰老而减少。在2个月龄小鼠中,MG能显著抑制CA1 神经元纤维的减少。而4个月龄的小鼠无此抑制作用。提示 在海马神经元丧失启动前服用MG有保护作用 。
HK浓度为0.1~10.0 mmol·L 时对培养的胎鼠神经元 具有神经营养作用。HK不仅能促进轴突的生长,还能增强原 代神经元的生长和存活。10 mmol·L HK的神经营养作用与 40 ng·mL。的bFGF相同 。
2.4 对NOS的作用
近年来研究发现:脑缺血一再灌注损伤与 NO有关。脑内NO的作用是双重性的,既有脑保护作用,又有 神经毒性作用。低浓度NO由于能扩张血管、抑制血小板聚集 与粘附,可使谷氨酸调控的离子通道下调,防止细胞内钙超载, 因而对细胞有保护作用;但在高浓度时,NO对细胞有损伤作 用。在大鼠局灶性脑缺血.再灌注模型中 J,大鼠在脑缺血一再 灌注24 h时,脑组织NO含量及NOS活性均明显升高,而MG 能明显降低脑缺血一再灌注大鼠脑组织NO含量和NOS活性,能 不同程度地改善脑损伤。
2.5 拮抗兴奋性氨基酸毒性
LIN等 在培养的大鼠小脑粒 细胞中观察HK和MG对抗缺乏葡萄糖、兴奋性氨基酸和H:O: 诱导的神经元毒性。LDH释放法检测细胞膜损伤,MTF法检测 线粒体活性。结果显示HK和MG单独使埚对线粒体功能和细 胞损伤并无作用,但能显著逆转缺乏葡萄糖诱导的线粒体功能 障碍和细胞损伤。谷氨酸脱羧酶受体阻滞药MK一801和维生素 E也有保护该损伤的作用。而且,HK对谷氮酸脱羧酶、NMDA (N一甲基一D一天冬氨酸)和H:O:诱导的线粒体功能障碍的保护 作用强于MG。这些结果证明,HK和MG的神经保护作用与它 们的抗氧化和拮抗兴奋性氨基酸诱导的兴奋毒性有关。
2.6 对细胞内钙超载的作用
钙通道阻滞药尼莫地平已广泛 用于临床治疗脑缺血。虽然文献报道MG对大鼠动脉平滑肌细 胞上钙通道有阻断作用 ,但它对脑缺血的保护是否直接与其 对钙通道阻断作用有关,需进一步研究。
3 结束语
缺血性脑血管疾病是临床常见病和多发病,且预后不好, 至今仍未找到有效的治疗药物。近年来,从中草药中寻找安全 有效的治疗脑缺血.再灌注损伤的药物成为研究的热点之一。
MG和HK对兴奋性氨基酸毒性、自由基、细胞内钙超载、 炎症、NOS过度激活、神经细胞凋亡等引起脑缺血.再灌注损伤 的多个环节均有作用,加之MG和HK的植物资源丰富,使其具 有良好的研究价值和发展前景。
声明:以上资料由上禾生物参考公开资料整理 仅供植物提取物出口及科研工作者参考。本公司为原料供应商,不针对个人销售。
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