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第四节 活血化瘀药的药理作用
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通过对活血化瘀复方(冠心Ⅱ号、鸡血藤一丹参复方、益气活血方)、不同类型活血化瘀药(养血活血、活血化瘀、化瘀止痛和破血散结)、活血化瘀单味药及其活性成分(当归和当归素、丹参和丹酚酸、赤芍和芍药甙、益母草和益母草碱)的研究,归纳起来,活血化瘀药主要有以下几方面的作用。

一、抗血栓作用

祖国医学的“血瘀”和血液生理、生化、形态的改变有密切联系。《内经》有关于“恶血”、“血凝”的记载,并提到“血实宜决之”的治疗方法。我所环绕血栓进行的研究说明,活血化瘀药对血栓形成和溶解的许多环节都有影响。

(一)抗血小板作用

1.抑制血小板粘附作用 用玻球粘附法观察到,静注当归素后大鼠血小板粘附率较给药前明显降低(P<0.01),抑制率达80%。

2.抑制血小板聚集作用 在试管内有抑制血小板聚集作用的活血化瘀药较多。20种活血化瘀药水提酒沉制剂在同一终浓度(100mg/ml)下,有苏木,鸡血藤、赤芍等10种药对二磷酸腺苷(ADP)诱导的大鼠血小板聚集有明显抑制作用。20种活血化瘀药中,以养血活血类抗血小板聚集活性最强。

我所对养血活血药当归进一步进行了研究。当归水剂静注(20g/kg)可明显抑制大鼠以胶原或ADP诱导的血小板聚集。大鼠连续口服2剂当归(日剂量40g/kg,80g/kg)后,以胶原所致的血小板聚集受到阻抑,抑制率分别为14%和82%。当归抗血小板聚集的活性成分存在于挥发油和水溶液中。据体外以花生四烯酸诱导家兔血小板聚集的试验结果,挥发油中的正丁烯基苯酞和藁本内酯抑制血小板聚集的活性很强(IC50分别为5.6,8.2μg/ml),分别比水溶成分阿魏酸强20倍和13倍。阿魏酸钠(当归素)静注(100,200mg/kg)对ADP及胶原诱导的大鼠血小板聚集均有明显抑制作用,抑制率分别为40%和82%。当归素口服(800mg/kg)对ADP和胶原诱导的大鼠血小板聚集也有明显抑制活性,抑制率分别为51%及100%,持续90分钟。当归素在体外(0.5mg/ml)对健康受试者以ADP和肾上腺素诱导的血小板聚集均有明显抑制作用,抑制率分别为38%和65%。在以双盲安慰剂对照法观察当归素(每天3次,每次100mg,口服)对偏头痛患者的疗效过程中发现,治疗4周后以ADP和肾上腺素诱导的血小板聚集明显受到抑制,抑制率分别为43%和41%。并且,初步看来,当归素对偏头痛的疗效与血小板聚集性的降低有一定的符合性。赤芍总甙为赤芍的有效部分。总甙324mg(提取物)/kg静注明显抑制ADP诱导的血小板聚集(P<0.001)。芍药甙为赤芍的有效成分,其抗血小板聚集作用很温和,静注1g/kg后以ADP诱导的大鼠血小板聚集受到抑制,并促进血小板解聚。益母草碱(15mg/kg,iv)对ADP诱导的大鼠血小板聚集有明显阻抑作用。在20种活血化瘀药对血小板聚集性影响的比较研究中,虽然丹参水提酒沉制剂(100mg/ml)对大鼠血小板聚集没有明显影响,但以后的研究发现,丹参水溶成分丹酚酸A、丹酚酸B和迷迭香酸在体外以及静注(100mg/kg)时对大鼠血小板聚集有显著抑制作用。以上结果说明,丹参水提酒沉制剂在100mg/ml浓度时,其中活性成分的浓度尚不够高,也提示活性成分的活性不够强,故未能显示其抗血小板聚集活性。

中国医学科学院协和医院基础组观察到冠心病患者在服活血化瘀冠心Ⅱ号后2个月及3个月,ADP诱导的血小板聚集性受到抑制,服益气药的对照组病人服药前后血小板聚集性差别不显著,说明冠心Ⅱ号有抑制血小板聚集作用。我所进行的研究表明,冠心Ⅱ号水剂2g/kg静注有抑制胶原诱导的大鼠血小板聚集作用,对照组大鼠血小板聚集率53.6%,Ⅱ号方组聚集率8.3%,两组在统计学有显著差异(P<0.01)。但Ⅱ号方40g/kg一次灌胃作用不明显。归纳以上研究可以认为,冠心Ⅱ号有抗血小板聚集活性,但作用温和。经所内外研究,冠心Ⅱ号方中的活血化瘀药川芎、丹参、赤芍和红花的粗提物及其有效成分川芎嗪、阿魏酸(川芎)、丹酚酸A、丹酚酸B(丹参),芍药甙、α-儿茶精、没食子酸乙酯(赤芍),红花黄色素Ⅲ(红花)静注,阿魏酸口服均有抗血小板聚集作用。这些研究结果从化学上初步说明冠心Ⅱ号抗血小板聚集作用的物质基础,也为从中医活血化瘀药中寻找血小板抑制剂提供了线索。

3.抑制血小板释放反应 胶原、凝血酶、肾上腺素和ADP等血小板聚集诱导剂都能引起血小板释放反应,促使血小板中ADP、5-羟色胺(5-HT)、血栓素A2(TXA2)等物质释放,导致血小板的第Ⅱ相聚集。我们以3H-5HT标记大鼠血小板,以凝血酶作为聚集和释放诱导剂,观察到当归和当归素在体外明显抑制血小板聚集的同时,也显著抑制血小板的释放功能。当归素对胶原诱导的大鼠血小板3H-5HT的释放也有抑制作用。对照组5-HT的释放率为59%,随着当归素浓度的增加(0.5,1.0,1.5mg/ml),释放率的降低更明显(45%,35%,24%)。ADP或肾上腺素在适宜浓度可诱导人血小板出现两个时相(Ⅰ,Ⅱ)的聚集。Ⅱ相聚集系血小板发生释放反应所引起。当归素对正常人ADP或肾上腺素引起的血小板Ⅰ相聚集无明显作用,对Ⅱ相聚集完全或接近完全抑制。故当归素主要抑制血小板Ⅱ相聚集,亦即抑制血小板释放反应所诱导的聚集。丹酚酸A的乙酰化物(作用和丹酚酸A相似,活性较强)对胶原诱导的大鼠血小板5-HT释放有明显抑制作用,并与对血小板聚集的阻抑作用相平行。

以上结果说明,活血化瘀中药对血小板的粘附、聚集和释放功能都有抑制作用。

4.抗血小板作用机理研究 血小板的激活与血小板花生四烯酸代谢和环核苷酸代谢密切相关。当归抗血小板作用主要机理与其抑制血小板AA代谢,使TXA2生成减少有关。用生物学方法测定加入花生四烯酸后血小板聚集反应液中的TXA2样物质。结果显示,当归中3种抗血小板聚集成分,也抑制TXA2样物质的释放。正丁烯基苯酞1.0μg/ml,藁本内酯5.0μg/ml,阿魏酸钠25μg/ml对TXA2样物质的释放有明显阻抑作用。结果提示,当归影响血小板花生四烯酸代谢的主要成分存在于当归的挥发油部分。当归在抑制血小板聚集的同时对动脉壁花生四烯酸代谢无明显影响,前列环素(PGI2)活性无显著变化。

用荧光法测血小板花生四烯酸代谢终产物丙二醛,当归素在抑制血小板聚集的浓度,对大鼠血小板丙二醛的生成有显著抑制作用,并呈良好的量效关系,说明当归素抑制血小板花生四烯酸代谢。TXA2和PGI2也是花生四烯酸代谢的终产物。TXA2和PGI2分别为血小板聚集强诱导剂和强抑制剂。血小板聚集受TXA2和PGI2的调节。用生物测定法测TXA2和PGI2活性,大鼠口服当归素(600mg/kg)后,血小板聚集明显受到抑制的同时,血小板TXA2活性受到抑制,动脉壁PGI2活性无明显改变。为进一步阐明当归素抑制血小板TXA2生成及其机理,以14C-花生四烯酸标记家兔血小板,用放射薄层和放射自显影方法,进一步证明当归素对血小板TXB2(TXA2稳定代谢产物)的生成有抑制作用。血小板TXA2生成减少可通过抑制环氧酶或抑制TXA2合成酶。TXA2合成酶抑制剂咪唑明显促进PGE2及PGF2α的生成。当归素的作用类似环氧酶抑制剂阿司匹林,对PGE2和PGF2α的生成均有显著的抑制作用。中国医学科学院基础医学研究所汪钟等以花生四烯酸、前列腺素内过氧化物为底物,在猪肺微粒体酶系统中进行反应,用125I放射免疫测定法测定TXB2和6-酮-PGF1α(PGI2稳定代谢产物)以反映当归素对花生四烯酸代谢途径中PGI2合成酶及TXA2合成酶活性的影响。结果提示,当归素是一种选择性的TXA2合成酶抑制剂。关于当归素抑制血小板花生四烯酸代谢的作用环节不同的结果,可能的解释为:当归素在低浓度(50~150μg/ml,猪肺微粒体酶法)时抑制TXA2合成酶,高浓度(800μg/ml,血小板放射薄层法)时抑制环氧酶。此外,不同组织的酶系对当归素的反应是否不尽相同也应考虑。

血小板内环磷酸腺苷(cAMP)含量升高可抑制血小板聚集。当归素(0.5mg/ml)可增加兔血小板cAMP含量(P<0.05)。为比较当归素和阿司匹林的作用,观察了两药对大鼠血小板cAMP的影响。在同一浓度(2mg/ml)条件下阿司匹林不增加血小板cAMP含量,而当归素显著增加cAMP含量(P<0.01)。血小板cAMP含量升高可通过血小板膜腺苷酸环化酶活性的增强,使三磷酸腺苷生成cAMP增加,也可通过磷酸二酯酶活性的抑制使cAMP降解减弱。经研究,当归素对腺苷酸环化酶活性无明显影响,对磷酸二酯酶活性有抑制作用。因此,当归素系通过磷酸二酯酶活性的抑制而增高血小板cAMP含量。血小板功能除受cAMP调节外,也受血小板cGMP的调节。血小板cGMP升高亦可抑制血小板聚集。中国医学科学院基础医学研究所张军等的研究表明,当归素在抑制花生四烯酸诱导血小板聚集的浓度(0.25mg/ml)明显增加血小板环磷酸鸟苷(cGMP)。因此,当归素可能属于同时增加cAMP,cGMP类的抗血小板药。

综上所述,当归素可抑制血小板环氧酶活性。通过血小板TXA2生成减少而抑制血小板聚集,这和阿司匹林相似,但作用不如阿司匹林强和持久。但当归素可增高血小板cAMP含量,这和阿司匹林不同。因此,在体内给药时两药在抑制血小板聚集程度相当的情况下,当归素对血管壁PGI2生成无明显作用,而阿司匹林对血管壁PGI2的生成已有抑制作用。这可能与当归素除通过花生四烯酸代谢外,也通过环核苷酸代谢有关。

丹参水溶成分丹酚酸A和丹酚酸B其抗血小板机理也与抑制血小板花生四烯酸代谢有关。用比色法测定大鼠血小板悬液加花生四烯酸后丙二醛的含量。丹酚酸A和丹酚酸B抑制血小板MDA的生成,丹酚酸A的作用较强。乙酰丹酚酸A为丹酚酸A的乙酰化物,其活性与丹酚酸A相似,但活性较强。乙酰丹酚酸A对血小板丙二醛的生成也有抑制作用。17-碳羟酸是血小板花生四烯酸代谢另1终产物。用高效液相色谱紫外光度检测法观察到乙酰丹酚酸A(0.25~1.0mmol/L)对洗涤兔血小板生成17-碳羟酸有显著抑制作用,且有剂量效应关系。乙酰丹酚酸A显著抑制血小板TXA2的生成,对兔血管壁6-酮PGF1α无影响。为了分析乙酰丹酚酸A抑制血小板TXA2的作用环节,用放射薄层色谱和放射自显影方法,以14C-花生四烯酸标记家兔血小板,进一步的研究发现,乙酰丹酚酸A在抗血小板聚集浓度(0.25~1.0mmol/L)下,明显抑制TXB2的生成时,促进PGE2和PGF2α的产生。乙酰丹酚酸A的作用类似TXA2合成酶抑制剂咪唑,而与环氧酶抑制剂阿司匹林不同。因此,乙酰丹酚酸A可能是TXA2合成酶抑制剂。TXA2合成酶抑制剂的结构主要为咪唑类、吡啶类和TXA2/PGH2类似物。乙酰丹酚酸A与此3类化合物的结构不同,有可能是一新型TXA2合成酶抑制剂。

(二)抗凝作用

给大鼠1次静注当归后血浆复钙时间延长。1次或连续灌服当归(40或80g/kg)10天亦可延长大鼠血浆复钙时间。并呈剂量—效应关系。当归有温和的抗凝作用。给大鼠静注当归素0.2g/kg后血浆复钙时间较对照组延长11.8%(P<0.01),说明当归素的抗凝血作用也很温和。丹参多种水溶成分在体外可使大鼠血浆复钙时间延长,表明有抗凝作用,其中丹酚酸A与丹酚酸B作用最强,半数有效浓度(ED50))分别为38.0和42.2μmol/L,丹酚酸C次之,迷迭香酸较弱。丹酚酸A(100mg/kg)静注可延长大鼠血浆复钙时间和凝血酶时间,说明其抗凝作用主要影响内源性凝血系统和凝血过程第3阶段。乙酰丹酚酸A(110mg/kg,iv)对复钙时间和凝血酶原时间均有延长作用,提示其对内源性、外源性凝血系统均有影响,其作用比丹酚酸A稍强,但对凝血酶时间无影响。丹酚酸B对凝血时间无明显作用,而乙酰丹酚酸B显著延长复钙时间和凝血酶原时间。迷迭香酸在体外对多项凝血时间有延长作用,但静注100mg/kg及150mg/kg后作用不明显(P>0.05)。赤芍总甙在体外(5.4,10.8和21.6mg/ml)可使大鼠血浆复钙时间分别延长6%及73%(P<0.01)和249%(P<0.001)。静注赤芍总甙324mg/kg后,血浆复钙时间较对照延长23.9%(P<0.01)。

(三)增强血浆纤维蛋白溶解活性作用

给大鼠1次静注当归(20g/kg)后血浆优球蛋白溶解时间与对照组比较缩短28%(P<0.01),纤维蛋白原含量下降28%(P<0.05)。当归素(0.2g/kg.iv)对大鼠优球蛋白溶解活性无明显变化。丹参水溶成分迷迭香酸(100,150mg/kg,iv)可使大鼠血浆优球蛋白溶解时间较对照组缩短27%~30%,纤维蛋白原含量则无明显改变。用纤维蛋白平板法,观察平板中加入乙酰丹酚酸A经37℃,16小时温育后平板被溶解的面积。纤维蛋白溶解面积随乙酰丹酚酸A浓度增高溶解面积增大。乙酰丹酚酸A 2mmol/L的作用大约与尿激酶15u/ml的作用相当,故其纤溶作用很温和。赤芍总甙(324mg/kg,iv)可使大鼠血浆优球蛋白溶解时间较对照组缩短24%(P<0.01),对血浆纤维蛋白原水平没有明显影响。总的看来,当归、丹参和赤芍对纤溶活性的增强作用很弱。

(四)抗实验性血栓形成作用

1.抗体外血栓形成作用 按Chandler氏法,采用体外血栓形成仪,观察血栓形成后的长度和重量。丹参6种水溶成分对血栓形成均有不同程度的抑制作用。丹酚酸A、丹酚酸B、丹酚酸C作用较强,迷迭香酸和丹参素次之,原儿茶醛最弱。

2.抗体内血栓形成作用 当归水剂静注(10g/kg)或口服(80g/kg)对大鼠颈总动脉—颈外静脉旁路血栓形成均有明显抑制作用,与对照组比较,抑制率分别为30%和40%(P<0.05,P<0.01)。当归素静注(0.3g/kg)对大鼠动静脉旁路血栓也有明显抑制作用,与对照组比较,抑制率为50%,此作用持续1小时以上。

动脉血栓形成初期常由于血管内膜受损,血小板粘附和聚集,以后激活凝血过程,纤维蛋白形成和聚合,使动脉血栓稳固。以三氯化铁损伤大鼠大脑中动脉可形成血栓,造成急性脑缺血。动物出现脑缺血的神经症状。术后24小时将大鼠断头取脑,切片后染色,测定脑梗范围。给大鼠静注乙酰丹酚酸A(50,100mg/kg)可明显预防血栓形成,组织切片示大脑中动脉内未见血栓形成,脑缺血所致脑神经症状减轻,脑梗塞范围较对照组缩小。

静脉血栓形成主要由于血流缓慢、血液凝固。结扎大鼠下腔静脉造成血液瘀滞,形成血栓。迷迭香酸(iv,50,100mg/kg)可抑制大鼠静脉血栓形成(抑制率41.9%,54.8%)。静注益母草水剂对大鼠动静脉旁路血栓形成有明显抑制作用,剂量为1.25,2.50g/kg时,抑制率分别为36.0%,43.4%(P<0.05,P<0.001)。

二、促进血液循环,改善组织缺血、缺氧

祖国医学的血瘀是血脉瘀滞不畅所致。根据“活血通脉”的理论,围绕血液循环进行了研究。

(一)扩张血管、增加血流量作用

许多活血化瘀药有扩张血管的作用。扩张血管可能是活血化瘀药的共性。活血化瘀药对不同部位(如心、脑、肢体、肺等)的血管均有作用;对组织结构不同的血管(动脉、毛细血管等)都有影响。

1.增加冠脉血流量和降低冠脉阻力作用 给麻醉犬静注冠心Ⅱ号方(2g/kg)后,冠脉血流量峰值增加64%,冠脉阻力降低46.7%。方中组成药静注也有不同程度的增加冠脉血流量和降低冠脉阻力的作用,以川芎和赤芍酒提物作用较明显。麻醉犬经静注鸡血藤—丹参复方(4g/kg)后冠状静脉窦血流量增加48.3%,冠脉阻力下降42.3%。静注当归2g/kg后麻醉犬冠脉血流量峰值增加91%,冠脉阻力降低53%。

2.增加外周血流量和降低外周血管阻力作用 我们和湖北医学院共同观察到,接受当归注射液治疗的血栓闭塞性脉管炎患者,在治疗1个月后,与症状和体症改善的同时,有60%的患者肢体血流图明显改善,患肢搏动性血流量增加。在动物实验中,静注当归2g/kg后犬股动脉血流量峰值增加48%,股动脉阻力降低76%。给麻醉犬直接股动脉注射22种活血化瘀药水提酒沉制剂(20mg/kg)后,除苏木外都有不同程度的增加外周血流量和减少血管阻力作用。说明穿山甲等21种活血化瘀药对外周血管壁有直接扩张作用。

3.增加脑血流量和降低脑血管阻力作用 麻醉犬经静注当归2g/kg后,脑血流量明显增加,峰值增加54%,脑动脉阻力降低41%。

此外,活血化瘀药对肺血管也有作用。我所与基础医学所郑永芳等协作,观察到慢性缺氧大鼠的肺内动脉对乙酰胆碱的舒张反应减弱。此舒张反应是内皮依赖性的。丹参水溶成分丹酚酸A(10-4mol/L)可明显增强慢性缺氧鼠肺内动脉对乙酰胆碱的舒张反应。

(二)解微血管痉挛、改善微循环作用

局部滴注0.01%肾上腺素于麻醉小鼠肠系膜,引起肠系膜微动脉口径缩小,血流速度减慢,血流量减少。预先于肠系膜上滴注丹参水溶成分丹酚酸A、丹酚酸B及其乙酰化物,然后再滴肾上腺素,流速减慢不如对照明显,微动脉口径缩小不如对照组显著。对照组给肾上腺素后30分钟血流量仅恢复至原水平的72%。而4个给药组在滴加肾上腺素后30分钟血流量超过原水平。乙酰丹酚酸A的作用最强,其次为丹酚酸A。

给小鼠静注丹酚酸A 98.8mg/kg后再局部滴肾上腺素则血流量明显增加,血流速度增快。结果说明丹酚酸A对肾上腺素所致的微循环障碍有改善作用。

(三)激活心肌钾通道,增加心肌血流,降低心肌耗氧作用

1.激活心肌细胞钾通道开放作用 心肌和平滑肌功能除受化学物质的调控外,还受离子通道(包括钾通道)的调控。钾离子开放剂的基本药理作用是使膜超极化,从而抑制平滑肌的电活动和机械活动。

我所与基础所鲍光宏等协作,观察到丹参水溶成分丹酚酸A能激活大鼠心肌细胞钾通道开放。以低硒饲料喂养大鼠3个月,形成低硒动物模型,用膜片箝技术记录心肌细胞的钾通道活动。在膜片钳制电压为0~±80(mV)范围内多次超级化,去极化重复刺激均未记录到通道活动。此时在细胞浴池内加入20μmol/L丹酚酸A能激活处于静息状态的通道活动。低硒大鼠的心肌细胞膜钾通道活动的概率甚低,借助药物的作用方能激发出通道活动。这提示低硒大鼠心肌细胞膜钾通道活动功能减退。用丹酚酸A能激活钾通道活动。这对缺硒引起的疾病的治疗提供了依据。丹酚酸A对正常大鼠心肌细胞钾通道也有促进开放作用。当记录到心肌细胞通道活动后,在细胞浴池内加入丹酚酸A 10μmol/L于同一膜片上,则可见钾通道活动明显增强,通道力学参数可增大2倍以上。

2.增加心肌营养性血流量作用 以86铷(86Rb)测定的心肌营养性血流量反映心肌的微循环血流量。给小鼠腹腔注射冠心Ⅱ号方2g/kg后,小鼠心肌摄取86铷的量增加38%,说明冠心Ⅱ号方可改善心肌的微循环血流量。方中的单味药也有类似作用,其中赤芍、川芎和丹参的作用较明显。

3.降低心肌耗氧量作用 活血化瘀药对心肌氧代谢的影响因药而异。给麻醉犬静注当归2g/kg在增加冠脉血流量、降低冠脉阻力的同时,能明显降低麻醉犬的心肌耗氧量。川芎、赤芍和丹参对心肌耗氧量无明显影响。红花增加心肌耗氧量。

(四)抗心肌缺血作用

清醒大鼠经静注垂体后叶素后,由于冠状动脉痉挛,外周阻力增加,从而在胸前导联心电图上可出现缺血性改变。静注冠心Ⅱ号方酒精冷浸液或水剂,方中组成药赤芍、川芎和红花,以及组成药的有效部分赤芍20%酒提后正丁醇提取物、红花聚酰胺柱水洗部分、川芎内酯、丹参总酮和降香挥发油均有抗心肌缺血作用。以上给药组心肌缺血的阴性率均明显低于对照组。

(五)抗脑缺血作用

1.对全脑缺血的保护作用 给小鼠静注当归(10~40g/kg)后,将动物断头,记录断头后小鼠张口呼吸时间。当归明显延长呼吸时间(P<0.01),并有量效关系。

2.对局灶性脑缺血损伤的保护作用 局部涂抹三氯化铁损伤大鼠大脑中动脉,形成动脉血栓,造成局灶性脑缺血。动物出现脑缺血的神经症状。术后24小时将动物断头取脑,切片后染色,测定脑梗范围。给大鼠静注丹参水溶成分丹酚酸A乙酰化物(乙酰丹酚酸A)可明显减轻脑缺血所致脑神经症状,脑梗塞范围较对照组显著缩小。

(六)抗缺氧作用

许多活血化瘀药均可增强机体对缺氧的耐受能力。静注或口服冠心Ⅱ号方均能增强小鼠对低压缺氧的耐受力,延长生存时间。在常压缺氧条件下,Ⅱ号方(ip)仍可增加小鼠的存活率。缺氧实验反映的是以脑缺氧为主的心脑缺氧。在给异丙肾上腺素(增加心肌耗氧量)的基础上,Ⅱ号方使小鼠对缺氧的耐受力恢复到给异丙肾上腺素前的水平。因而推测,活血化瘀冠心Ⅱ号方对心肌缺氧有保护作用。Ⅱ号方组成药川芎和赤芍(po)明显增加小鼠在低压缺氧条件下的存活率。降香有温和的抗减压缺氧作用。丹参的作用不明显,但总丹参酮(po)有效。益气活血方口服对小鼠在低压缺氧条件下的耐受力也有增强作用,小鼠生存时间比对照组延长,复方中的组成药黄芪、川芎和当归也有类似作用。此外,在低压缺氧条件下能增加小鼠存活率的活血化瘀药有水蛭、鸡血藤和苏木等。

三、抗细胞膜脂质过氧化损伤作用

脂质是细胞膜的主要成分。细胞膜中富含易被自由基氧化的不饱和脂肪酸,通过氧自由基等生成脂质自由基,在膜的脂质层引起自由基的连锁反应。故活性氧的损伤主要是指通过脂质过氧化对细胞膜的损伤。

(一)抗氧化损伤作用

丹参多种水溶成分在体外对红细胞膜、肝脏、脑、心脏、血管、肾脏和晶体等组织过氧化脂质丙二醛(MDA)的生成均有抑制作用。

小鼠红细胞悬液与丹参7种水溶成分以及一定浓度的H2O2共同温育后测溶血度和MDA。丹参6种成分(0.1mmol/L)显著阻止H2O2所致的小鼠红细胞溶血和MDA形成,其中丹酚酸A、丹酚酸B、丹酚酸C和迷迭香酸的作用较强,在1~100μmol/L显示良好的量效关系。丹酚酸A对H2O2和丙二醛引起的大鼠红细胞溶血的抑制作用不同,前者强,后者弱。提示丹酚酸A抗溶血作用的环节在脂质过氧化连锁反应的起始阶段,而非阻抑终末产物MDA对膜的损伤。过氧化氢对红细胞膜巯基有损伤作用,使巯基下降。丹酚酸A等能抑制H2O2引起的红细胞膜巯基下降,其中丹酚酸A的作用最强。丹酚酸A不仅抑制H2O2引起的人红细胞溶血,还能抑制高铁血红蛋白的出现,以及膜蛋白与MDA交联形成的大分子聚合物的生成。

丹参注射液和丹参水溶性7种成分对肝脏氧化损伤有保护作用。在终浓度0.1mmol/L时,丹酚酸A、丹酚酸B、丹酚酸C和迷迭香酸抑制肝匀浆MDA的生成接近100%。原儿茶醛也有抑制作用,但比上述4成分作用弱。丹参素在相同浓度下作用不明显。维生素E对MDA生成的抑制率为60%,明显低于丹酚酸A等4种成分。但是维生素E起效的浓度比丹酚酸A等4种成分为低,在0.1μmol/L时就有明显的抑制MDA生成作用。在大鼠肝微粒体实验中,分别以半胱氨酸—Fe2+反应系统和抗坏血酸—还原型辅酶Ⅱ反应系统诱发肝微粒体脂质过氧化,生成MDA。测定丹酚酸A、丹酚酸B和迷迭香酸对MDA的半数抑制浓度。结果表明,丹酚酸A的作用较强。维生素E对MDA生成的抑制作用在两反应系统中相差较大。在半胱氨酸—Fe2+反应系统,它比丹酚酸A强,而在抗坏血酸—还原型辅酶Ⅱ反应系统,它远比丹酚酸A弱。将新分离的大鼠肝细胞分别与丹参水溶成分预先温育一定时间后,加入适量Fe2+/半胱氨酸或四氯化碳以引起肝细胞质膜过氧化损伤,测定MDA生成量和谷丙转氨酶释放量。结果除原儿茶醛外,丹参5种成分均抑制MDA生成,其中丹酚酸A作用最强。对四氯化碳所致肝细胞质膜MDA生成,只丹酚酸A有显著抑制作用。看来,丹参水溶成分对膜脂质过氧化损伤的保护作用有选择性,即对氧自由基损伤的保护作用大于对非氧自由基(四氯化碳)的作用。

丹参水溶成分在体外对脑组织氧化损伤有保护作用。丹酚酸A、丹酚酸B和迷迭香酸对维生素C—还原型辅酶Ⅱ系统和半胱氨酸—Fe2+系统诱发的大鼠脑微粒体脂质过氧化有明显抑制作用。3种成分中丹酚酸A的作用最强。丹参成分的作用比维生素E强。

丹参水溶成分在体外对心脏血管氧化损伤有保护作用。

1.对氧自由基抑制心肌细胞膜钾通道开放的逆转作用 采用膜片箝方法,在大鼠左心室乳头肌同一膜片上记录到细胞膜钾离子通道开放活动后,在细胞浴池内加入黄嘌呤与黄嘌呤氧化酶而产生氧自由基,数分钟后心肌细胞的钾离子通道活动明显被抑制,表现为通道的平均电流减小,平均开放时缩短,通道处于开放态的概率降低,约减小或降低2~3倍。在钾离子通道活动处于抑制状态时于浴池内加入丹酚酸A,到6分钟后被氧自由基抑制的钾通道活动得到恢复并被激活。

2.对心脏缺血/再灌注损伤的保护作用 采用大鼠离体心脏灌流法。缺氧再灌注组先通N2缺氧45分钟,后恢复正常灌流30分钟,与正常组比较,心肌MDA含量增高,超氧化物歧化酶活性下降。于灌流液中加丹酚酸A(20μmol/L),然后进行缺血再灌,则心肌MDA含量较缺氧再灌注明显降低,对超氧化物歧化酶活性无明显影响。说明丹酚酸A对心脏缺氧再灌注损伤有保护作用。在另外的实验中,结扎大鼠离体心脏冠脉,缺血15分钟,然后复灌10分钟,心电图出现心室纤颤或室性心动过速等心律失常表现。室颤发生率为78.6%。给予含丹酚酸A0.1、1.0μmol/L的缓冲液灌注心脏,结扎冠脉10分钟后再灌注。个别可见心室纤颤和轻度心律失常,多数心电图活动基本处于正常状态。心室纤颤发生率降低20%~25%。缺血再灌注可使心肌MDA含量增高,丹酚酸A使心肌MDA含量降低,与缺血再灌组比较,差别显著。丹酚酸A可以改善缺血再灌注损伤引起心肌细胞超微结构变化,对缺血再灌注引起的心肌损伤有明显的保护作用。

3.对心脏线粒体损伤的保护作用 丹酚酸A对阿霉素加亚铁离子诱导的大鼠心肌线粒体MDA生成亦有显著的抑制作用。丹酚酸A在保护阿霉素对心脏毒性的同时并不影响阿霉素的抗肿瘤活性,故有实际意义。

4.对氧自由基减弱血管内皮依赖性舒张反应的逆转作用 黄嘌呤—黄嘌呤氧化酶系统产生的氧自由基可损伤正常鼠肺内动脉乙酰胆碱内皮依赖性舒张反应。在浴槽内加入丹酚酸A(10-4mol/L)则能减弱自由基损伤肺内动脉乙酰胆碱内皮依赖性舒张反应的作用。表明丹酚酸A加强内皮舒张因子的作用与其对氧自由基的清除作用有关。

丹参水溶成分在体外对肾组织氧化损伤也有保护作用。丹酚酸A、丹酚酸B和迷迭香酸对维生素C—还原型辅酶Ⅱ系统和半胱氨酸—Fe2+系统诱发的大鼠肾微粒体脂质过氧化有明显抑制作用。3种成分中丹酚酸A的作用最强。与维生素E比较,3成分的抗氧化作用均比维生素E强。

除丹参水溶成分在体外有抗氧化损伤作用外,活血化瘀药当归的水溶成分阿魏酸,益母草的成分益母草碱分别对红细胞膜、肝匀浆脂质过氧化有明显抑制作用。

活血化瘀药在体内对急性乙醇中毒模型、脑组织缺血/再灌注损伤模型、实验性白内障模型和急性氧中毒模型均显示抗氧化损伤作用。

丹参成分迷迭香酸对急性乙醇中毒小鼠肝脏过氧化脂质生成有抑制作用。给小鼠灌服50%乙醇造成急性乙醇中毒,肝脏MDA急剧上升。在小鼠乙醇中毒后以迷迭香酸(100mg/kg×3)灌服,则可使肝脏MDA生成明显降低,为乙醇中毒对照组MDA量的54%(P<0.01)。小鼠乙醇中毒后以原儿茶醛(100mg/kg×3)灌服,肝脏MDA有降低趋势,但与乙醇中毒对照组相比,无显著差异。以上结果与两成分体外抗肝脏脂质过氧化作用基本相符。

丹酚酸A和乙酰丹酚酸A对脑组织缺血/再灌注损伤有保护作用。夹闭麻醉小鼠双侧颈总动脉5分钟以造成脑缺血,去夹再灌注,则脑内MDA含量明显增加。于缺血前5分钟给予(iv)丹酚酸A10mg/kg,可使皮层和海马—纹状体内MDA含量降低。乙酰丹酚酸A(10mg/kg,iv)的作用类似丹酚酸A。

丹酚酸类化合物对实验性白内障形成有抑制作用。大鼠饲以含50%半乳糖的饲料共14天,可形成实验性白内障模型。给药组分别以0.05%丹酚酸A,0.1%乙酰丹酚酸A,或0.08%丹酚酸B溶液滴眼,1天2次,对照组以对照溶液滴眼,共14天。将实验性白内障按病变程度分为初发、中度、重度、成熟和过熟5级。丹酚酸A等3个化合物对半乳糖性白内障形成均有明显抑制作用,病变程度均较对照组轻(P<0.05)。给予半乳糖14天,模型对照组大鼠晶体内MDA含量增高,丹酚酸A和乙酰丹酚酸A组大鼠晶体内MDA减少(P<0.01)。模型组晶体内H2O2含量增高,给药组晶体内H2O2含量明显减少。模型组晶体内谷胱甘肽含量降低,非蛋白巯基含量亦降低。乙酰丹酚酸A对谷胱甘肽、非蛋白及蛋白巯基均有升高作用,丹酚酸A和丹酚酸B仅对非蛋白巯基有升高作用。模型动物晶体内醛糖还原酶活性明显升高。丹酚酸等3化合物组晶状体内酶活性基本接近正常。

当归素对急性氧中毒有拮抗作用。给家兔皮下注射当归素(50mg/kg)共3天可对抗急性氧中毒引起的动物死亡和血浆MDA的升高。

(二)抗氧化损伤作用机理

活血化瘀药抗氧化损伤作用的机理可能通过其清除自由基作用和膜稳定作用。

1.清除自由基作用 用黄嘌呤—黄嘌呤氧化酶系统产生超氧阴离子(O2)方法和抗坏血酸—Fe2+—EDTA系统产生羟自由基(·OH)方法,观察到丹参7种水溶成分均有清除超氧阴离子的作用,除丹参素外,丹酚酸A等6种成分均有很强的清除作用。除丹参素和原儿茶醛外,丹酚酸A等4种成分有不同程度的清除羟自由基作用。甘露醇为羟自由基清除剂。丹参成分与甘露醇比较,丹酚酸A、丹酚酸B和迷迭香酸较甘露醇强10~100倍。在另一实验中,用H2O2—Fe++—苯甲酸荧光法测羟自由基。由于方法灵敏度高,显示丹酚酸A等有较强的对羟自由基的清除作用。如甘露醇清除羟自由基作用的半数抑制浓度(IC50))为18.30μmol/L,丹酚酸A和乙酰丹酚酸A的相应值分别为0.012和0.07μmol/L。用电子自旋共振(ESR)法可直接观察自由基波谱。抗癌药阿霉素(ADM)对心脏的副作用是因为该药从心肌线粒体电子传递系统中接受电子而转化生成半醌自由基(ADM·),再与氧分子反应生成羟自由基,造成心肌损伤。丹酚酸A(0.4mmol/L)可清除由ADM经ADM·而与氧分子反应所生成的羟自由基。

2.膜稳定作用 当归素(阿魏酸钠)的抗红细胞膜脂质过氧化作用与其膜稳定作用有关。基础医学研究所潘华珍等以3H-当归素分别与不同磷脂(鞘磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺)温孵,测与磷脂结合力。结果发现当归素与磷脂酰乙醇胺结合最多。磷脂酰乙醇胺较其他膜磷脂富含多不饱和脂肪酸,最易被氧化产生MDA。当归素与磷脂酰乙醇胺结合后使膜不易受氧自由基的侵袭而发生过氧化,故使MDA产生减少。当归素对大鼠红细胞经物理性损伤(53℃保温40分钟)或免疫性损伤(免疫羊红细胞的小鼠血清和羊红细胞悬液,在补体存在下于37℃保温40分钟)所致溶血均有明显抑制作用。当归素对红细胞膜的稳定作用可能对阵发性血红蛋白尿症和新生儿溶血症有益。

四、抗炎作用

炎症过程可分为3期:血管通透性亢进期(血管扩张、通透性增加、血浆渗出);白细胞游走期(白细胞游走、细胞浸润)和增殖期(肉芽形成、结缔组织增生)。虽然活血化瘀药对炎症过程的不同时期均有影响,然在临床治疗中常兼用清热解毒中药。活血化瘀药通过以下几方面作用改善炎症过程。

(一)抗炎作用

红花、当归和川芎(30g/kg,po)可显著降低醋酸所致小鼠腹腔毛细血管通透性增加。我所高玉桂等用多种动物炎症模型研究丹参酮的作用。概括而言,在炎症第一期(急性期)模型上,对组织胺所致大鼠毛细血管通透性增高有明显的抑制作用;丹参酮局部涂抹对巴豆油诱发小鼠耳部水肿有明显减轻作用,灌服给药抗炎作用也很显著;对蛋清、角叉莱胶和右旋糖酐所致大鼠炎症性水肿有抑制作用,并对甲醛性腹膜炎有抗渗出作用;在炎症第二期(亚急性期)模型上,对明胶所致小鼠白细胞游走有明显抑制作用,对大鼠甲醛性亚急性炎性关节肿有显著阻抑作用;对第三期(慢性期)炎症模型,如大鼠棉球肉芽肿实验无抑制作用。可见丹参酮对急性、亚急性炎症有对抗作用,而对慢性炎症无明显影响。关于丹参酮抗炎作用机理目前尚不清楚,可能和抑制前列腺素代谢有关。

(二)解热作用

炎症过程常出现红肿痛热症状。药物的抗炎作用除直接反映在对炎症动物模型的阻抑作用外,亦表现为解热作用。解热药亦可缓解炎症过程。于实验前1天给家兔灌胃丹参酮2次,每次2.6g/kg。实验当天再给药1次,然后从静脉注入伤寒、副伤寒甲乙三联菌苗。对照组在注入菌苗后半小时体温开始上升,平均升高1.08℃,面给药组只升高0.66℃;对照组体温于3小时达高峰,平均升高1.84℃,给药组也于3小时达高峰,平均升高0.99℃;结果表明,口服丹参酮对伤寒、副伤寒甲、乙三联菌苗致体温上升的家兔有解热作用。

(三)镇痛作用

疼痛是炎症常见的症状。血瘀证时常因“不通则痛”。不少活血化瘀中药有镇痛作用。给小鼠口服活血化瘀中药,然后腹腔注射醋酸。以动物发生扭体反应的次数作为疼痛的指标。结果表明,乳香、没药(7.5g/kg)粉剂作用最强,其镇痛效力大致和阿司匹林0.4g/kg相当;丹参、刘寄奴、元胡、郁金、益母草、白芍、莪术、蒲黄、桃仁、水蛭水剂(15~30g/kg)、血竭(7.5g/kg)粉剂有非常明显的镇痛作用;红花、川芎水剂(30g/kg)和三七粉剂(7.5g/kg)也有显著镇痛效力。当归素有温和的镇痛作用,用扭体反应法或热板法可观察到静注当归素后小鼠扭体反应次数比对照组减少或发生疼痛反应的时间延长。

(四)抗菌作用

在体外实验中丹参酮对金黄色葡萄球菌有抗菌作用。丹参酮低浓度(6.25μg)的作用比小蘖碱高浓度(50μg)的作用强。丹参酮抗菌作用的特点为,对耐青霉素、链霉素和金霉素的金葡菌丹参酮仍有抗菌作用。我所植化室从丹参酮中分离出10个单体,其中5个单体有抗金葡菌作用,即隐丹参酮、二氢丹参酮、羟基丹参酮、丹参酮Ⅱ-B和丹参酸甲酯。而丹参酮Ⅱ-A,丹参酮Ⅰ,丹参新醌甲、乙、丙等单体无明显作用。丹参酮及其单体对强毒人型结核菌H37R5有不同程度的抑制作用,其中丹参新醌甲作用最强。丹参酮有抗真菌作用,在8种真菌中。丹参酮对铁锈色毛发菌及红色毛发藓菌有抑制作用。给小鼠灌胃或皮下注射丹参酮后,能在组织脏器(心、脾、肺、肾)及尿中检出有抗菌作用的物质。给大鼠口服1剂丹参酮(100mg)后2小时的尿开始有抗菌活性,持续至给药后22小时仍可检出尿中有抗菌活性。丹参酮单用时对金葡菌感染小鼠未见有治疗保护作用。金霉素则可保护小鼠全部不死亡。丹参酮与阈下剂量的金霉素并用能明显加强金霉素对感染金葡菌小鼠的保护作用。丹参酮口服对大鼠以金葡菌感染的关节肿有明显抑制作用。

不少研究指出,活血化瘀药的抗炎作用还与循环改善、单核吞噬细胞系统吞噬功能增强有关。因此,活血化瘀药抗炎作用的原理包括对炎症过程的抑制作用、解热作用、镇痛作用,对病原体的直接杀害作用,及改善循环,增强机体防御功能等多种作用途径。

五、调节代谢、促进损伤组织修复

中国医学科学院血液学研究所在观察到活血化瘀复方通脉灵对烧伤瘢痕有效的基础上,通过治疗烧伤瘢痕前后皮肤活检超微结构的观察,认为通脉灵主要抑制亢进的胶原合成。通脉灵对萎缩性结缔组织疾病(如硬皮病)也有效。经观察治疗后患者皮肤的组织切片,肿胀或纤细的胶原纤维有恢复正常的趋势。血浆的生化测定说明,通脉灵对基质中主要成分酸性粘多糖有影响。硬皮病患者血清中氨基己糖、结合己糖经通脉灵治疗后均明显下降。与此同时,硬皮病患者甲皱微循环明显改善。活血化瘀药为什么对增生性及萎缩性结缔组织疾病都有效?结缔组织代谢的变化是否继发于微循环的改善?有待深入探讨。

临床研究观察到,服冠心Ⅱ号6个月至1年的冠心病患者,其血清β-脂蛋白较治疗前明显降低;血清胆固醇差别不显著。中国医学科学院基础所的实验表明,冠心Ⅱ号对动脉硬化家兔有降低血清总胆固醇、中性脂肪和β-脂蛋白的作用,主动脉壁的总胆固醇和总脂质也比对照组少。以上说明,冠心Ⅱ号对脂质代谢可能有一定影响。国内有报道,活血化瘀药山楂、郁金等有降血脂、减轻动脉粥样硬化病变的作用。

环核苷酸(cAMP,cGMP)代谢和前列腺素代谢参与机体许多生理功能的调节,如平滑肌的痉挛和松弛,血管的收缩与扩张,血小板聚集活性的高与低,炎症的促进与阻抑,细胞增殖分化的促进与抑制,中枢神经的抑制和兴奋。我所的研究表明,活血化瘀药对环核苷酸代谢和前列腺素代谢均有明显的影响。活血化瘀药也可能通过环核苷酸代谢和前列腺素代谢促进损伤组织的修复。

损伤组织的修复是一个复杂的过程。活血化瘀药除通过调节代谢促进损伤组织的修复外,改善血液循环(尤其是微循环),增加组织营养的供给,可能也有作用。

六、免疫功能调节作用

活血化瘀法属于祖国医学“祛邪”的一种治法。通过临床实践和动物实验说明,活血化瘀药对免疫功能也有一定影响。因此,活血化瘀法既能“祛邪”,又兼有调整体内“正气”的作用。初步看来,活血化瘀药对免疫功能呈双重影响:既有免疫抑制作用,又有免疫增强作用。

(一)免疫功能增强作用

当归和当归素对非特异性免疫功能有增强作用。给小鼠静注当归(16g/kg)或当归素(100,200mg/kg)后立即注射刚果红,给药组血浆中刚果红量显著低于对照组。说明当归或当归素能增强单核吞噬细胞系统的廓清功能。给小鼠每天皮下注射当归(20g/kg×4天)或当归素(0.2g/kg×4,sc.或0.3g/kg×4,po)后,其腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞的吞噬百分率和吞噬指数均明显高于对照组。当归为中医补血药。推测中医的补血可能与增强机体免疫功能有关。当归和当归素的增强吞噬功能作用有利于清除抗原异物,保持机体自身的稳定。

(二)免疫功能抑制作用

有些疾病,如变态反应性疾病、自家免疫性疾病,存在异常过高的免疫反应。治疗的目的是抑制异常过高的免疫反应。

本院基础所冯立明等观察到,当归素在体外能明显降低由蛇毒因子激活补体引起的溶血。当归素本身并不激活补体,但能抑制补体C3b与红细胞的结合,从而降低对补体的敏感性,使溶血程度减轻。以上说明当归素对补体活化引起的反应有抑制作用。此外,当归素在体外对大鼠红细胞经免疫性损伤(免疫羊红细胞的小鼠血清和羊红细胞悬液,在补体存在下于37℃保温40分钟)所致溶血有明显抑制作用。这进一步说明当归素对免疫功能的抑制作用。

另有报道,当归素体内给药对Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ型病变反应均有抑制作用。

七、神经内分泌调节作用

在临床上发现丹参酮对痤疮有效。痤疮的病因与性激素有关。为了探讨丹参酮的疗效原理,取未成年雌性小鼠,灌胃给丹参酮3天,于第4天处死,称子宫重量。结果表明,丹参酮组小鼠的子宫重量较对照组明显增加,说明有雌激素样活性。成年雌鼠灌胃给丹参酮后,阴道涂片出现动情期变化,进一步证明丹参酮的雌激素样作用。丹参酮对成年去卵巢小鼠的子宫重量没有影响,说明丹参酮的雌激素样活性需通过卵巢才起作用,这点与雌二醇不同。为了观察丹参酮是否有抗雄激素样作用,给去势大鼠皮下注射丙酸睾丸酮,共5天,其精囊和前列腺重量均明显高于对照组;另组去势大鼠除注射丙酸睾丸酮外,同时灌服丹参酮5天,结果精囊和前列腺重量明显低于丙酸睾丸酮组。结果说明丹参酮有抗雄激素样作用。上述研究证明丹参酮有雌激素样活性和能对抗雄性激素,这为丹参酮治疗痤疮提供了药理学依据。

活血化瘀药对神经系统也有影响。中医认为丹参有“宁心安神”的功效。张慧云、欧阳蓉于70年代就报道了丹参的镇静作用。近年杜冠华、张均田的研究结果表明,丹参水溶成分丹酚酸A、丹酚酸B对樟柳碱或东莨菪碱引起的小鼠记忆获得障碍有明显的改善作用,可以提高动物的训练成绩;对小鼠脑缺血再灌注引起的脑记忆功能障碍也有明显的改善作用。

活血化瘀药除了上述7方面的作用外,还有止血、保肝、利胆等作用。

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