白藜芦醇对心血管系统的保护作用 |
发布时间:2013-12-10 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:1577 |
白藜芦醇(3,4,5一三羟基二苯乙烯)是一 种多酚类物质,存在于许多植物如花生、葡萄内, 其药理价值的发现源于流行病学调查观察到的所谓 “法国悖论(French paradox)”—— 即法国人有高 脂饮食习惯,却伴有较低冠心病发病率。这与日常 大量饮用红酒以及红酒中富含的白藜芦醇可能起保 护作用有关⋯。由此,白藜芦醇成为近年的研究 热点之一。大量研究表明,白藜芦醇具有多种药理 作用,如抗菌抗炎以及抗癌保肝的作用,而在心血 管系统方面有如抗氧化、清除自由基作用,抑制血 小板聚集,调节血脂,防止动脉粥样硬化等多种药 理功效。本文主要从抗氧化、抗细胞凋亡、抗增 殖、抗动脉粥样硬化等方面对白藜芦醇的心血管的 保护作用及其机制作一综述。 1 抗氧化和自由基清除 氧化应激反应即自由基生成与抗氧化保护作用 之间的失衡,可能是心血管疾病的一个重要发病机 制。白藜芦醇与多酚类其他化合物一样,具有显著 的抗氧化和自由基清除能力。白藜芦醇的体外抗氧 化活性和自由基清除能力较低,但是在体内却表现 出强抗氧化性,并主要通过诱导NO合成发挥作 用,NO比超氧化物歧化酶(SOD)对0:一的亲和 性更高,并能与SOD竞争以清除0 。在自由 基作用下容易发生脂质过氧化,并造成生物膜结构 破坏,影响细胞功能,研究表明,白藜芦醇能有效 抑制脂质过氧化。Frankel等 最早发现反式白藜芦醇能抑制Cu 诱导的极低密脂蛋白胆固醇过氧 化,进一步研究表明,白藜芦醇较之其他多酚类化 合物,如儿茶素、表儿茶精和槲皮素抑制Cun诱 导的LDL氧化作用更为明显,主要在于自藜芦醇 具有很强的Cu¨螯合能力。另外,白藜芦醇还能 增加细胞内抗氧化酶如谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱 甘肽还原酶和谷胱甘肽一S一转移酶的水平,增强 细胞抗氧化能力 J。白藜芦醇可增加抗氧化酶活性,降低ROS水平,并通过影响胞内Ca【2 浓度 和线粒体膜的稳定性,从而抑制线粒体内细胞色素 C的释放.由此推测,白藜芦醇抑制oxLDL引起的 血管内皮损伤是通过线粒体通路实现的。Paula等 研究了白藜芦醇对peroxynitrite(ONO0一)介导 的血管内皮细胞毒性及相关作用机制。采用ONO0 一处理体外培养的牛大动脉内皮细胞,检测细胞活 力和胞内还原型谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的 含量。结果显示:用白藜芦醇(1—50 M)处理 的牛动脉内皮细胞未发生损伤,这可能与白藜芦醇影响了胞内GSH的上调机制有关,GSH水平升高 使细胞避免了ONO0一引起的损伤,表明GSH在 细胞存活中起有重要作用。白藜芦醇对GSH的影 响提供了一种新的心血管保护作用机制,并可能成 为治疗新策略。 2 抗凋亡 据报道,氧化低密度脂蛋白(oxidized lowden— sity lipoprotein,oxLDL)能够促进血管内皮细胞凋 亡通道的激活,包括伴随着细胞色素C释放的线粒 体膜电势的下降和介导细胞凋亡的caspase一3的释 放。一般认为,主要由oxLDL引起的血管内皮凋 亡,在动脉粥样硬化的发病初期和发展阶段起到重 要作用。因此,抑制血管内皮细胞的凋亡可能阻止 或降低血栓的发生。目前研究表明白藜芦醇可通过 抗凋亡作用而保护血管内皮细胞。oxLDL对体外培 养脐静脉内皮细胞的毒性作用可诱导细胞凋亡或细 胞坏死。oxLDL破坏了细胞膜对胞内蛋白的渗透 性,乳酸脱氢酶(1actate dehydrogenase,LDH)等 从胞质内渗漏出细胞外,引起脐静脉内皮细胞坏 死。Ou 等的研究结果显示,在氧化应激过程中, 活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的 生成、ca 浓度变化引起的线粒体细胞色素C释放 以及caspase一3的激活,均可引起脐静脉内皮细胞 凋亡,线粒体释放细胞色素c激活caspase一3,最终介导细胞凋亡 而经白藜芦醇预处理后,这些 因素所引起的脐静脉内皮细胞凋亡明显减少。赵文 晓 等发现白藜芦醇能够剂量依赖性地降低大鼠 心肌冠脉结扎后sT段抬高,降低肌酸激酶(creat— inekinase,CK)、LDH活力,缩小心肌梗死面积, 降低心肌细胞凋亡指数,抑制凋亡蛋白Fas、Bax 的表达,增强抑凋亡蛋白Bcl一2的表达,认为白藜芦醇对冠脉结扎诱发的Wistar大鼠急性心肌缺 血具有保护作用,其机制可能与上调Bcl一2蛋白 表达,下调Fas、Bax蛋白表达,抑制心肌细胞凋 亡有关。 3 抗炎症作用 研究表明,白藜芦醇能够显著减少心肌缺血再 灌注后炎症介质如可溶性胞内黏附分子(sICAM一 1)、内皮性白细胞黏附分子(sE—selectin)、血 管细胞黏附分子一1(sVCAM一1)等的表达。白藜 芦醇也能抑制多种激动剂如白介素(IL) 一lB、 肿瘤坏死因子(TNF) 一Ot、脂多糖等诱导的内皮 细胞组织因子和多种细胞因子的表达,并呈剂量效 应关系 。炎症反应是动脉粥样硬化的病因学说 之一,白藜芦醇通过其抗炎作用起到心血管保护作 用。已知活性氧(reactive oxygen species,ROS)与 体内炎症反应活动密切相关,其通过不同的信号途 径引起炎症反应。白藜芦醇通过多种途径抑制 ROS的作用。首先,白藜芦醇抑制ROS的产生。 通过有效抑制炎症因子刺激时巨噬细胞内诱导型一 氧化氮合成酶(induciblenitric oxide synthase,iN. os)的表达,白藜芦醇减少反应性氧化产物的产 生 。其次,白藜芦醇可以增加抗氧化剂及第二 阶段酶的释放,其使髓过氧化物酶和氧化型谷胱甘 肽还原酶活性正常化,并增加超氧化物歧化酶、过 氧化氢酶、谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶类、谷胱甘 肽过氧化物酶以及谷胱甘肽S一转移酶等细胞保 护因子,从而增强机体抗氧自由基防御系统[1。。。 同时,白藜芦醇本身即为活性氧清除剂,能有效清 除羟基、超氧化物和金属诱导基团,并对细胞膜脂 质过氧化和活性氧导致的DNA损伤起保护作用。 除直接作用于ROS外,白藜芦醇还通过其他途径 起抗炎作用。白藜芦醇能抑制前列腺素H合成酶1 的过氧化酶活性,减少前列腺素的生成。在单核细 胞,lO~100 p~moVL白藜芦醇减少 一干扰素的 产生,同时减少了 一干扰素引起的由吲哚胺2, 3一加双氧酶催化的酪氨酸降解和GTP环水解酶 激活的新蝶呤的产生(新蝶呤是激活的单核细胞来源的巨噬细胞的特异性产物,新蝶呤产生和酪氨 酸降解可能与细胞凋亡有关)。血红素加氧酶一1 (heme oxygenase一1,HO一1)是体内重要的细胞 间抗炎机制。Juan等 指出,白藜芦醇在较低浓 度(≤10~mol/L)可以经核转录因子KB(nucle. atfaetorKB,NFKB)途径,诱导HO一1的产生;在 I>20 lxmol/L时,则降低HO—l的表达和启动子的 活性。而Chen等 0]螂 。。。证实,白藜芦醇通过 Akt/蛋白激酶B以及ERK1/2信号通路增加Nrf— ARE蛋白水平,从而促进HO—l的产生。高同型 半胱氨酸血症是心血管事件的独立危险因子,其与 免疫激活有关。最新实验证实,1O一100 Ixmol/L白藜芦醇可抑制同型半胱氨酸的形成。 4 血管作用 4.1 抑制平滑肌细胞增殖 血管平滑肌细胞增生对动脉粥样硬化的发生具 有重要意义,白藜芦醇通过多种途径抑制血管平滑 肌的增生。首先,白藜芦醇可抑制DNA聚合酶。 在体外SV40DNA合成中,白藜芦醇的衍生物—— 反式3,5双甲基一4一羟基芪抑制DNA聚合酶Ot 和 。其次,白藜芦醇(25 I~mol/L)可通过影响 细胞内p53和p21水平而显著影响静止期和增殖期 的血管平滑肌细胞,抑制其增殖和分化。白藜芦醇 还能增加冠状动脉cGMP/激酶一G,进而抑制磷 脂酰肌醇3激酶和促分裂原活化蛋白激酶,从而影 响细胞周期起抗平滑肌细胞增生作用。小剂量白藜 芦醇(6.25—12.5 p~mol/L)抑制血管平滑肌增 长,但不通过凋亡;更高浓度白藜芦醇(25~mol/ L)导致激活状态的血管平滑肌凋亡,但对于静止 状态的血管平滑肌无此作用。在诱发心血管疾病的 内皮源性介质中,21氨基酸内皮素一1(endothe. 1in一1,ET一1)是一个重要的先行分子。内皮素有 强烈的收缩血管作用,并能引起血管平滑肌细胞增 生,白藜芦醇抑制ET一1的产生及活性。Chao 等¨ 证实,血管紧张素II引起平滑肌细胞增生、 ET一1的表达和细胞外信号调节激酶磷酸化,细胞 外信号调节激酶磷酸化进一步促进ET一1的产生, 白藜芦醇对这一过程起抑制作用。 4.2 促使血管舒张和上调内皮型一氧化氮合酶 (eNOS) 在诱发心血管疾患的内皮源性介质中,21个 氨基酸的内皮素一1(ET一1)是一个重要的先行分 子。在对人的临床前研究和动物实验中,显示在冠 脉痉挛性疾病中血清ET一1会持续升高,内皮素受体阻滞剂则可以显著减轻这些疾病的症状。白藜芦醇已被发现可作为ET一1的拮抗剂,可以拮抗 ET—l对大鼠的杀伤效应,并能够抑制由ET一1 所致的血压升高。白藜芦醇还可通过逆转ET一1 的激动效应来抑制冠状动脉内皮细胞丝裂素活化蛋 白激酶(MAPK)的活性和核易位。已经证实,氧 化应激可增加内皮素的生成和释放以及在血管平滑 肌细胞(VSMC)中的活性,这可解释动脉粥样硬 化中的内皮功能不全。这种效应可被白藜芦醇所抑 制,白藜芦醇(100 m0l/,L)可抑制过氧化氢引 起的人颈动脉VSMC中前内皮素原mRNA的表达, 减少ET一1蛋白的生成。在高胆固醇血症的兔子 模型中,白藜芦醇可减少血浆ET一1水平,并显 著升高NO水平。这些研究结果显示白藜芦醇可改 善内皮细胞功能,也是白藜芦醇发挥非酒精依赖性 的心血管保护效应的机制之一。 另外一个心血管保护效应机制是白藜芦醇能够 影响血管内皮细胞生成NO。短期效应中,NO具 有舒张血管和抗血小板聚集的特性。从长期效应 看,NO可诱导保护心血管系统基因的表达,并能 限制致动脉粥样硬化的血浆蛋白进入血管壁。在 50~100 mol/,L浓度下,白藜芦醇可使得培养的 肺动脉内皮细胞eNOS表达增加3倍,而在1O mol/,L时没有任何效果。随后的实验L1 发现白 藜芦醇在孵化24~72 h的HUVECs中以一种浓度 和时间依赖的方式上调eNOS mRNA的表达(最高 可达2.8倍),使得eNOS蛋白和来自于eNOS的 NO的产量也同时增加。Wallerath T等 在随后的 实验中发现在红酒提取物中,白藜芦醇是最强的刺 激eNOS转录和表达的多酚类物质。红酒能促进 eNOS表达的作用大部分是来源于白藜芦醇,只有 少部分是来源于其他多酚类物质的作用。白藜芦醇 的这种作用提示,活化的eNOS水平的升高及随后 的内皮NO的释放可对抗内皮功能紊乱的发生,从 而支持了白藜芦醇和多酚类物质对心血管系统的长 期保护作用。 白藜芦醇对心血管系统的有益效应可归结为它 的抗氧化,抗凋亡,抗炎,血管舒张活性和能够抑 制VSMC或EC的增生。其具体作用机制有抑制 NF—KB信号转导途径的激活,从而抑制其下游一 系列有害的的生物活性物质的合成与释放。另外还 可抑制MAPK的活性从而抑制细胞增殖。不同的 作用机制之间也可能存在着相互协同的作用。在人 体内是否存在着白藜芦醇的受体或是确切的作用靶 点仍有待于进一步的研究来证实。 虽然许多体外实验和有限的动物模型证实了白 藜芦醇是一个强有力的抗氧化剂和能够干扰许多传 导通路,但它对人体治疗的有效性尚未确立。直到 现在,只有抗氧化和血管舒张效应不仅在体外,而 且在动物模型中也得到了证实。今后的实验应更多 地利用生理浓度的白藜芦醇和建立更多种的动物模 型,随着对白藜芦醇研究的深入,有望为开发利用 白藜芦醇提供实验依据,并促进其早日从基础实验 走向临床应用,成为治疗动脉粥样硬化、心肌缺 血、高血压等严重危害人类健康的心血管疾病的有 效药物。 |