活血、补气中药抗肾缺血再灌注损伤作用机制研究进展

  缺血再灌注损伤(ischemic reperfusion injury，IRI)是指组织或器官缺血及重获血流灌注或氧供应后，对组织或器官所产生的损伤作用，临床上肾缺血再灌注损伤(renal ischemic reperfusion injury，RIRI)比较多见。中医理论中并未有肾缺血再灌注损伤的概念，中医对相关症候的描述，散见于腰痛、水肿、血证等疾病当中。本病总属本虚标实，气虚血瘀，治宜补气扶正，活血化瘀。长期以来，国内外学者广泛开展了活血、补气中药对肾缺血再灌注损伤的防治及作用机制研究。本文就近10年来活血、补气中药抗肾缺血再灌注损伤作用机制的研究进展综述如下。
1  活血化瘀中药对肾缺血再灌注损伤保护作用机制的研究
1．1对炎症反应的影响
    当肾遭受缺血再灌注时，可激活肾内皮细胞、血小板和肾脏免疫细胞释放大量的促炎症细胞因子，包括肿瘤坏死因子(TNF—α)、白细胞介素(IL一1、IL-6、IL-8)、血小板激活因子(PAF)和补体活化产物等物质。其中TNF—α是炎症网络中具有关键作用的细胞因子，被认为是全身炎症反应的始动介质，可直接导致肾血管内皮细胞功能减退，血管通透性增加，循环阻力降低，并诱导IL－1，IL一6、IL一8等细胞因子及粘附分子的瀑布样释放，构成炎性损伤的级联放大效应。
    李均等选取切除大鼠右侧肾脏，夹闭左侧肾蒂60分钟的肾缺血后再灌注模型，实验发现，虎杖及虎杖苷预处理组肾组织细胞问粘附分子．1(ICAM一1)阳性表达均较缺血再灌注组降低，血清中TNF－α含量明显低于缺血再灌注组。由此表明，虎杖及虎杖苷对肾脏缺血再灌注有良好的保护作用。并提示虎杖及虎杖苷减轻肾脏缺血再灌注损伤的机制，可能是抑制肾组织中ICAM一1表达，减少血清中TNF—α的含量。夏康等实验发现，丹红注射液预处理组肾小管细胞ICAM一1阳性表达下降，Paller氏评分降低，肾小管上皮细胞肿胀、变性和坏死程度较轻。丹红注射液是丹参、红花等活血化瘀中药的复方制剂，其对肾脏缺血再灌注损伤保护作用的机制，可能是通过下调ICAM．1表达，减轻炎症反应对移植肾的损伤。
1．2对氧自由基及ca2+超载的影响
    氧自由基(OFR)与钙超载的产生是肾缺血再灌注损伤的重要因素，二者相互影响，协同作用，导致肾缺血再灌注损伤加重。0FR使脂质发生过氧化反应，改变膜通透性，促进新的Ca2+内流，同时OFR破坏线粒体结构，干扰氧化磷酸化过程，加速三磷酸腺苷(ATP)等高能磷酸化合物的耗竭，使ATP依赖的离子泵活性下降，其结果也促进了细胞内Ca2+的增加。
    海广范等旧。实验发现，川芎嗪预处理组大鼠肾组织损伤有所减轻，组织血浆中丙二醛(MDA)、尿素氮(BUN)和肌酐(Cr)含量下降，超氧化物歧化酶(SOD)活性增强。结果表明，川芎嗪对急性肾缺血再灌注损伤具有保护作用，其作用机制可能与降低肾脏过氧化程度及增强SOD活性而抗自由基损伤有关。祝海洲等实验发现，川芎嗪干预大鼠急性肾缺血再灌注后，c—fos、ICAM－1蛋白表达明显下降，细胞淋巴瘤／白血病．2表达明显增高。作用机
制可能是，川芎嗪通过调节钙离子的内流保持线粒体的稳定性、拮抗内皮素受体及降低脂质过氧化物、上调bcl一2蛋白的表达，下调c．10s、ICAM一1蛋白的表达，从而有效地保护了肾组织。陈辉乐等实验发现，川芎嗪有降低肾组织血浆黄嘌呤氧化酶(XO)活性和MDA含量，提高SOD活性，减轻再灌注组肾小球毛细血管内皮细胞、脏层上皮细胞超微结构不同程度损伤性改变。由此表明，川芎嗪通过减少氧自由基的生成，增强氧自由基的清除，抑制脂质过氧化反应，减轻肾缺血再灌注损伤。
    熊小明等实验发现，银杏叶提取物(EGB)预处理能降低血浆中Cr、BUN水平以及MDA含量，且SOD活性明显升高。表明EGB对大鼠肾缺血再灌注损伤具有保护作用，其作用机制与EGB的抗氧化作用有关。赵润英等研究表明，EGB能降低MDA含量，提高SOD、Na+．K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶的活性。提示EGB通过抑制肾缺血再灌注时脂质过氧化的升高，增加氧自由基清除，从而对大鼠急性肾缺血再灌注损伤产生保护作用。
    丹参有清除氧自由基，抗脂质过氧化作用，同时能扩张冠状动脉并激活内源性保护物质的释放，从而增强缺血预适应能力、抗氧化及脂质过氧化、保护肾功能、抑制血小板聚集、降低血浆黏度等作用。姚银娜等实验发现，预防性使用复方丹参药物可以抑制和延缓缺血再灌注后的脂质过氧化反应，且在缺血再灌注损伤后60分钟和90分钟时达到明显的效果。李莹莹等实验发现，在t肾缺血再灌注损伤的过程中，虎杖可增强SOD活性，减少MDA，改善肾功能，其作用机制与其主要成分虎杖苷的抗氧化作用有关。虎杖通过抑制肾缺血再灌注时脂质过氧化的升高，增加氧自由基清除，防止肾缺血再灌注损伤时组织血浆中BUN和Cr水平的升高，对大鼠急性肾缺血再灌注损伤具有明显的保护作用。
1．3对一氧化氮(NO)的影响
    N0是左旋精氨酸在一氧化氮合成酶(NOS)的作用下合成的一种具有多重生物学效应的气体分子，是血管内皮依赖性舒张因子(EDRF)的主要形式，肾脏和肺是EDRF代谢最为活跃的部位。肾缺血再灌注后，诱生型NOS(iNOS)在近端小管表达，并聚集于内髓集合管和肾小球系膜细胞。使大量生成的有毒性一氧化氮产物对近端小管直接造成损伤。汪燕等实验发现，川芎嗪15、30、45mg／kg剂量于缺血前静脉注射均能降低再灌注时肾脏组织中NF—KB的表达，抑制诱生型NOS(iNOS)活性、降低Cr、BUN水平，其中以15 mg／kg作用最为显著。其机制可能与抑制NF．KB的表达、降低NOS活性有关，且该作用与川芎嗪的剂量相关，以15 mg／kg剂量的效果最好。
1．4对细胞凋亡的影响
    肾缺血再灌注损伤可刺激肾脏非实质细胞产生TNF-α，从而诱导肾脏细胞凋亡。外源性TNF-α是诱导细胞凋亡最重要的细胞因子之一¨…。NF—KB和Bax蛋白高表达可能也与细胞调亡有关，bcl-2是体内重要的抗凋亡基因，肾缺血再灌注后，可见TNF-α、NF．KB和Bax蛋白在肾小管高度表达¨州。黄朔等Ⅲ0实验发现，丹参能显著下调caspase一3的蛋白表达，减轻肾脏上皮细胞凋亡。提示，再灌注前给予丹参，能够抑制肾脏缺血再灌注损伤诱导的肾脏上皮细胞凋亡，对肾脏缺血再灌注损伤具有保护作用。另实验表明，丹红注射液预处理组可使Bcl一2表达增强，Bax表达明显下降，Bcl-2／Bax比值显著上升。提示丹红注射液可能通过下调凋亡相关基因Bax表达，上调Bcl-2基因表达，抑制细胞凋亡，从而起到对移植肾的保护作用。红花注射液对肾缺血再灌注损伤保护实验发现，红花注射液能抑制Caspase．3和促进bcl-2表达，这可能是其抗凋亡的重要分子机制之一。
    银杏叶提取物对肾缺血再灌注损伤保护作用实验发现，银杏叶提取物处理组较缺血再灌注组凋亡细胞数明显减少，Bcl-2表达进一步增强，而Bax表达减弱，Bax／Bcl-2降低。提示银杏叶提取物可能通过影响Bcl．2、Bax表达，抑制细胞凋亡，从而发挥对缺血再灌注损伤肾脏的保护作用。
1．5对超微结构改变的干预作用
    缺血再灌注损伤主要异常改变有：(1)肾小球毛细血管腔狭窄，中性粒细胞附壁，大部分内皮细胞核固缩、染色体边集，细胞质内空泡形成，线粒体空泡变性。(2)多数脏层上皮细胞轻度核固缩，个别线粒体空泡变性，足突相互粘连，可见局灶性融合现象和微绒毛化现象。(3)近曲小管上皮细胞核固缩，胞质内出现较多空泡，溶酶体和致密颗粒沉积增多，线粒体数量减少，部分线粒体嵴断裂、空泡化，腔面微绒毛稀疏并有轻度肿胀现象。实验发现，川芎嗪注射液处理组大部分标本的上述部位存在不同程度损伤性改变，但比肾缺血再灌注损伤组均明显减轻，其中近曲小管上皮细胞超微结构的改善较显著。提示川芎嗪注射液可减轻肾缺血再灌注损伤所致的肾小球和肾小管超微结构的异常变化。
2  补气中药对肾缺血再灌注损伤保护作用机制的研究
2．1对炎症反应的影响
    肾缺血再灌注后，NF-KB被激活，引起ICAM一1和TNF-α的表达，导致肾组织损伤，肾功能减退。实验发现，参附注射液预处理后，NF—KB的活化被抑制，引起ICAM一1、TNF一仅的表达下降，肾组织损伤明显减轻。另实验证明，人参皂苷和乌头类生物碱，能清除氧自由基，抗脂质过氧化，减轻细胞内钙超载，稳定细胞膜，减轻组织水肿，对缺血再灌注肾脏具有保护作用。
2．2对氧自由基的影响
    姚红等实验发现，人参总皂甙(GS)能明显抑制缺血再灌注所致的血及肾组织脂质过氧化代谢产物MDA的升高以及SOD活性的降低，‘肾病理学损害及超微结构改变明显改善。实验提示，GS对肾缺血再灌注损伤具保护作用，可能是通过抗脂质过氧化作用、保护抗氧化酶活性、清除氧自由基而实现的。另实验发现，竹节人参能抑制肾组织中P-选择素、ICAM-．1的表达，提示竹节人参提取物可明显减轻脂质过氧化反应。其作用机制，可能是抑制P一选择素和ICAM一1的表达。
    蒋晓峰等实验发现，黄芪注射液预处理后，小鼠肾组织虽在肾缺血时N0含量明显下降，但在再灌注过程中，避免了肾组织N0含量的进一步急剧下降，并逐步恢复到正常水平。表明黄芪预处理可减轻肾脏因N0含量过低、过高变化及减少氧自由基积聚造成的损伤，同时在肾缺血再灌注损伤过程中，黄芪有缓慢抑制ICAM一1表达的作用。另有研究表明，黄芪注射液治疗组小鼠血浆MDA，乳酸脱氢酶(LDH)水平较缺血再灌注组显著下降，肾组织匀浆SOD显著升高，IL-6显著降低。表明黄芪可通过提高SOD，降低IL-6对肾脏缺血再灌注损伤具有保护作用。陈建等实验也发现，黄芪注射液治疗组血浆ET-1、MDA水平较缺血再灌注组显著下降，SOD显著升高，且病理改变较轻。
2．3对细胞凋亡的影响
    何波等实验发现，党参皂甙干预大鼠移植肾缺血再灌注损伤，BUN和cr值明显下降，移植肾细胞凋亡指数明显下降，移植肾组织中Bcl一2 mRNA表达显著增加，Bax mRNA表达明显下降.由此表明，党参皂甙在移植肾缺血再灌注损伤中能显著减轻细胞凋亡。其机制可能是通过对Bcl．2基因表达的上调和对Bax基因表达的下调，从而抑制细胞的凋亡。
    黄芪注射液对大鼠肾脏缺血再灌注细胞凋亡的影响实验发现，预先注射黄芪注射液后，凋亡细胞较缺血再灌注组显著减少，同时N0和NOS活性明显升高，MDA和LDH水平均显著上升，SOD活性显著下降。表明黄芪可以通过增加N0水平和减少氧自由基来抑制肾小管上皮细胞凋亡，从而对肾脏缺血再灌注损伤具有保护作用。
    张亚等实验发现，山药灌胃预处理能减轻肾缺血再灌注损伤大鼠的氧化损伤，减少细胞凋亡的发生，降低BUN、Cr、MDA水平，调节改善肾脏局部微环境，促进受损肾小管细胞的再生修复和肾小管的重建，有效保护了肾功能。进一步研究发现，山药灌胃预处理联合骨髓问充质干细胞(MSCs)移植对肾缺血再灌注损伤有协同治疗作用。其作用机制可能是山药灌胃预处理联合MSCs移植能促进缺血再灌注损伤肾的微血管重建。
3  小结
    近年来国内外学者在肾缺血再灌注损伤的防治方面做了很多研究。其中，以启动肾脏内源性保护机制(如各种预处理和预适应)尤显重要。另外，用药物激活或抑制某些机体因子而保护肾组织的研究，对于肾缺血再灌注损伤的功能恢复及存活有着重要的临床意义。
在中医药防治肾缺血再灌注损伤方面，要按照循证医学要求，抓住临床疗效这一关键问题，紧紧围绕本病总属本虚标实之证，突出补气扶正与活血化瘀治疗原则，并研究阐明其作用机理。大量实验发现，活血、补气中药无论是单味药制剂还是复方，在临床和实验研究中都显示出了较好的抗肾缺血再灌注损伤保护作用，其作用机制包含对炎症反应的影响、清除氧自由基、减轻Ca2+超载、减少细胞凋亡等。符合现代医学对肾缺血再灌注损伤发生机制的认识。但这些研究还不能全面揭示中药抗肾缺血再灌注损伤的作用机制，而且其实验结果也多是初步的，缺乏系统化的总结和整理。因此，深入认识肾缺血再灌注损伤的发病机制和探索中医药保护作用机制，对于临床实践和科学理论都有重大意义。