中药抗氧化作用在应对氧自由基损伤中的应用

中药抗氧化作用在应对氧自由基损伤中的应用

王璐玲１李宁２钱春美３张晓峰４

王璐玲１李宁２钱春美３张晓峰４

１,２,３,４上海市中医药大学附属市中医医院上海２０００７０王璐玲,１９９０年,女,硕士研究生,心血管病研究];李宁,１９８０年,男,硕士,工程师,发育生物学;钱春美,１９８８年,女,硕士,中药师,药理学研究;张晓峰,男,本科,主任技师,中药抗AS.

【摘要】心血管疾病(CAD)、糖尿病及并发症、肿瘤是现今威胁人类健康的三大杀手,而氧自由基损伤广泛存在于这些疾病的病理过程中.能应对相应疾病的中药中抗氧化成分众多,按其功能可分为:酚酸类化合物、黄酮类化合物、皂苷、多糖、生物碱及一些常见的稀有元素.本文针对氧自由基损伤性疾病及中药抗氧化作用综述如下.【关键词】氧化应激;活性氧;中药;抗氧化【中图分类号】R７１４．２【文献标识码】B【文章编号】１００８－６３１５(２０１５)１０－０１３５－０２

氧自由基(oxygenfreeradicalsOFR)是机体正常代谢的产物,是机体内不可缺少的活性物质,它可作为第二信使参与细胞信号的传递.但由于OFR具有超强的氧化反应能力,如果在体内过多积累容易对蛋白质、脂质和核酸等物质产生伤害,从而引起机体的损伤和多种疾病的发生.近年来许多研究发现氧化损伤广泛存在于多种疾病的病理过程中[１].而在寻找应对相关疾病的治疗药物过程中发现,许多中草药具有明显的抗氧化作用.本文旨在通过近几年来医学界对于氧化应激性疾病的认识,了解抗氧化作用的中药在心血管疾病(CAD)、糖尿病及并发症、肿瘤中的应用.１OFR与相关疾病当机体或细胞内氧自由基(OFR)的产生与清除失衡,活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)和活性氮(reactivenitrogenspecies,RNS)就会在体内或细胞内蓄积从而引发氧化损伤.近年来研究显示,ROS可促进DNA损害、遗传突变等并导致肿瘤发生.与糖尿病及其并发症、及多种心血管疾病也有着密切的联系[２].

１．１心血管疾病大量研究表明,动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)的形成与OFR密切相关,OFR引发脂质过氧化形成脂质过氧化物(LPO).而在AS的发展过程中,低密度脂蛋白(LDL)的氧化修饰可导致脂质过氧化(LPO)的发生,LPO过程是一个产生FR的过程,是ROS对机体造成的最大损害.在生物膜上的较多不饱和脂肪酸对ROS的进攻非常敏感,一旦反应启动,就会以链锁反应方式进行下去,造成大量脂质过氧化物的产生[３].体外实验表明,OFR反应引起LPO增加是影响血液流变性的重要因素,LPO可使红细胞膜的流动性和红细胞滤过能力降低,而使红细胞和血浆蛋白交联及血浆黏度增高.NADPH氧化酶源性是活性氧氧(Reactiveoxygenspecies,Ros)的主要酶体,刘玉华等[４]认为Ros与心血管细胞氧化信号有关,并与有些病理过程如心肌肥大、细胞凋亡、心室重构、高血压及动脉粥样硬化等相关.

缺血后再灌注过程中可产生大量氧自由基.所产生的自由基不但化学性质活泼,而且具有较强的氧化作用,可以在局部堆积时造成发毒性反应[５].当组织细胞缺血、缺氧时,OFR清除系统功能便会降低,生成系统代偿性的增强.当再次恢复组织血液供氧时,便会产生大量的OFR,这些OFR便会堆积在局部,以不同的方式造成细胞急性或慢性损伤.Burton在研究OFR拮抗剂对心肌梗死损伤程度的影响时,发现超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及能增加含硒酶(GSH－PX)的含量的亚硒酸钠均可不同程度地减少心肌梗死面积,心肌缺血时所产生OFR可迅速与心肌细胞磷脂膜上的不饱和脂肪酸作用,使膜脂质产生过氧化反应,从而造成细胞膜、肌质网膜及线粒体膜等广泛损伤[６].

１．２糖尿病及并发症近年来研究证实,糖尿病的发生、发展与OFR代谢异常有关,糖尿病时SOD降低,自由基含量升高,加重氧化应激反应,使组织损伤,促使糖尿病本身及并发症的发生、发展.同时在高糖环境中,线粒体呼吸链活化可造成大量超氧化物的产生,通过不同途径参与糖尿病的发生和发展,并且形成氧化压力损伤的恶性循环[７].由此可见在糖尿病高血糖状态下,一方面机体清除OFR能力下降;另一方面,游离的OFR大量产生,最终导致体内氧化因子和抗氧化因子平衡失调.王兴红,郑亚萍,魏芳等认为,槲皮素可减轻肾脏肥大指数,改善肾小球病理变化,增加氧自由基的清除,抑制NOS的活性及NO的含量而保护糖尿病肾脏[８]

１．３癌症越来越多的研究开始将OFR这个概念引入癌症的发病规律中.FreemanBA,CrapoJD提出一些自由基氧化物是促癌剂[９].Oberley观察到癌症病人血液中SOD浓度明显比健康人低,甚至消失[１０].Leikam也认为自由基如不能被及时清除,将作用于生物大分子并最终引起有关癌基因的表达[１１].OFR的致癌机制可能有以下几个方面:一是对DNA的影响,破坏DNA的遗传信息结构.致癌基因与抗癌基因在正常情况下属于一种平衡状态,在高氧环境下致癌基因被激活,表达出其致癌的一方面.二是使氨基酸发生氧化、脱羧等结构的损伤,蛋白质变性.

２中药氧化原理及在临床中的应用综上所述,心血管疾病、糖尿病、癌症以及其它多种疾病都与OFR的产生过量有关联.其临床发病率高、死亡率高,严重影响的生活质量,成为危害人类健康的三大杀手.中国传统医学在治疗上述疾病积累了丰富的经验,中药的抗OFR作用通过大量实验研究已取得共识,并且在临床上发挥着非常重要的作用.按照主要成分可分为如下几类.２．１酚酸类化合物酚酸类化合物是指同一苯环上有若干个酚性羟基的一类化合物,一些酚酸类化合物及其衍生物具有较好的清除OFR的作用.因此是一类良好的天然抗氧化剂.如中药中当归、川芎、益母草、车前子、川芎、木贼中所含阿魏酸的分子结构含有共扼大π键、负电性基团和羧基、水溶性的基团及提供氢质子的羟基,都具有较强的抗氧化性.这些药物在治疗心血管疾病被广泛应用如:动脉粥样硬化、心肌供血不足等.绿茶中所含多酚类的儿茶酚具有抗氧化作用,其活性优于相同浓度的α－生育酚,是人工合成抗氧化剂BHT(二丁基羟基甲苯)BHA(丁基羟基茴香醚)的４~６倍,若与维生素C和维生素E配合还具有协同作用.白藜芦醇以及没食子酸和从葡萄籽及松树皮提取物中发现的原花青素等多酚物质也被证实有很强的抗氧化性[１２].

２．２黄酮类化合物黄酮类具有多种生理活性,其中抗氧化作用是其最重要的功能.该类化合物的抗氧化作用机制包括３个方面:与超氧阴离子(O２－)反应,阻断自由基的引发连锁反应[１３];作用于与自由基有关的酶[１４];与诱导氧化的过渡金属离子络合[１５].Cai等采用改进的ABTS＋和DPPH(２,２－phenyl－１－picrylＧhydrazyl)方法对９１种天然黄酮类化合物及其多种衍生物的清除氧自由基活性进行了测定,实验表明这些化合物均提取自具有抗癌相关活性的中草药.黄酮作为重要的次级代谢产物因其高效、低毒更是倍受关注,其保护心脑血管系统、吸收紫外辐射、抗肿瘤、保肝和清除自由基等多方面的生物活性已得到了充分肯定.含有黄酮类化合物的中药主要有:山楂,金莲花,银杏叶,生姜,仙人掌.

２．３皂苷皂苷主要由甾体或三萜连接糖基组成,分子中含有较多的羟基,具有较大的极性.含皂苷的主要药物有:西洋参、人参、黄芪、刺五加、楤木、三七、柴胡皂苷类物质对氧自由基本身影响较少,但大多能提高体内SODCAT等抗氧化酶的活性,从而增强机体清除ROS功能.Lee等报道皂苷具有通过抑制脂质过氧化反应保护血管内皮组织的活性,从而阻止糖尿病并发症的发生.

２．４多糖从中药中提取得到的多糖具有抗衰老,抗氧化等功效.其原因是多糖一方面在体内扮演着免疫调节剂的作用从而提高机体的免疫能力,另外一方面多糖能够清除自由基达到抗氧化的目的.多糖在体内可以抑制脂质过氧化和蛋白氧化,防止SODCAT和含硫基蛋白的失活.娄翠,汤顺清等采用体外实验研究海带岩藻多糖对过氧化氢(H２O２)诱导红细胞氧化溶血的抑制作用以及对小鼠肝匀浆脂质过氧化的保护作用,结果表明:海带岩藻多糖对H２O２诱导的小鼠红细胞氧化溶血以及小鼠肝匀浆脂质过氧化具有明显的保护作用.张甘霖等研究褐藻多糖硫酸酯对H２O２诱导的大鼠嗜铬细胞瘤细胞株PC１２凋亡的影响发现其能够拮抗H２O２所致细胞损伤,深入的作用机制可能与抑制溶酶体组织蛋白酶D的活性有关.黄芪多糖可降低D－gal造致衰老小鼠血清和肝组织中MDA含量,增加SOD活性,降低脑组织中脂褐素含量.此外,黄芪多糖明显提高D－gal造致衰老小鼠肾组织中GSH－Px的活性,提示黄芪多糖可清除OH.南沙参多糖可降低老龄小鼠肝、脑脂褐素含量,显著抑制老龄小鼠血清中酝阅粤的生成,提高老龄小鼠红细胞杂韵阅及全血郧杂匀原孕曾的活性,可使老龄小鼠血清中睾酮的含量提高,还可延长果蝇的平均寿命和最高寿命,提高其性活动能力,增加交配频率.在真菌多糖方面,刘培勋等从银耳孢子发酵物中用碱液提取得到４个多糖组份,离体实验发现其均有抗氧化活性,同时可以抗H２O２诱导的红细胞氧化溶血.在研究香菇多糖对苯酚引起的鼠氧化应激的影响中,结果表明:香菇多糖有提高小鼠的血清抗氧化酶的活性的作用,并可降低血清中黏膜白细胞介素－２(IL－２)和肿瘤坏死因子－α(TNF－α)的水平.研究表明灵芝多糖、大蒜多糖、黄芪多糖、虫草多糖、银杏多糖、三七多糖、灵芝多糖,地黄多糖、香菇多糖、枸杞多糖、制何首乌多糖、五味子多糖、大枣多糖、芦荟多糖、天冬块根多糖等多种中药多糖均显示出良好的抗氧化作用.

２．５生物碱生物碱扮演的角色是活性氧的猝灭剂,其抗氧化活性主要取决于其分子结构中的电位和立体结构等因素.如氮原子在杂环中能充分裸露将与活性氧更好的接触和反应,则其抗氧化效果就更强.当然提供的氮原子电子的基团越多,其抗氧化性也越好.萝芙木水溶性生物碱(WSAR)在体外实验的DPPH??体系中表现出了良好的抗氧化能力.在对翅果油树叶片中总生物碱的研究中,分别用碘量法、番红花O－Mn２＋－H２O２光度法、NBT光还原法,评估其对猪油的抗氧化性能、对OH和O２－的清除效果,结果表明具有明显的效果.在动物实验方面,黄连总生物碱可显著阻遏乙醇性大鼠胃损伤胃黏膜组织内NO含量和SOD活力下降,明显抑制损伤胃黏膜MDA和??OH含量升高.粗叶悬钩子总生物碱不同部位对肝损伤均有保护作用,可以提高SOD活性并降低NO含量,降低转氨酶活性,提高小鼠抗氧化能力.

２．６其他除以上几类中药主要成分在抗氧化中起着重要作用外,如Se对于中药抗氧化作用的发挥起到了重要作用,从富硒灵芝中获得的一种新的含硒蛋白(Se－GL－P)具有较强的清除自由基作用,其活性与其中硒的含量呈正相关.通过灵芝硒多糖提高血液中硒的含量可以有效能降低脂质过氧化产物的含量,清除掉多余的H２O２和自由基,保护细胞膜不受损害,抑制体内过氧化物的产生,使细胞敏感分子不受到损害,有效提高机体器官的机能.

３小结中药抗氧化是近几年来医学界讨论与研究较为热门的一个话题.经多年深入研究发现,中药抗氧化成分众多,抗OFR是其重要途径之一,具有相当的可开发利用价值.但由于成分复杂,中药的抗OFR作用可能是一个多组的协同作用,从微观分子的提取则需要现代技术的支持,从宏观药物组成的方剂来说则需要辨证论治的把握,应对其深入的机理展开进一步的研究以期为中药在药品中的广泛、合理应用奠定基础.氧化与抗氧化作用的平衡是机体保持健康状态下的一种理想模式,一旦这种模式被打破,机体将出现各种各样失衡的表现,而且如果不进行及时的调整,机体将会将会处于一种恶性循环之中.而中药恰恰具有“四气五味”这样的药物特征,并且有中医理论作为指导,虚可扶正,实可祛邪,以此来使人体的阴阳处于一种相对平衡的状态.

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