全 文 ：中药对心肌细胞损伤的保护作用
黄海霞, 莫晓燕

(西安交通大学生命科学与技术学院, 陕西 西安　710049)
摘　要: 心血管疾病的治疗是目前研究的热点,国内外学者对保护受损心肌细胞进行了深入研究。现以心肌细胞的
线粒体和生物膜为切入点, 从心肌酶谱、膜流动性、线粒体膜通透性及肌钙蛋白等不同方面综述中药对心肌细胞损
伤的保护作用。中药对于心血管疾病的治疗具有重要临床意义。
关键词: 中药;心肌细胞; 保护作用
中图分类号: R285　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253 2670( 2003) 12 1150 03
Protective effect of Chinese materia medica on myocardial cell injury
HUANG Hai-x ia , MO Xiao-yan
( School of L ife Science and T echno lo gy , Xian Jiaotong Univ ersity, Xian 710049, China)
Key words : Chinese materia medica; myocardial cell; pro tective ef fect
　　随着生活模式现代化与社会老龄化进程的加快,心血管
疾病的发病率在全球范围内逐年增加, 已成为严重危害人类
健康的慢性疾病。目前, 中医中药在心血管疾病的预防及治
疗中已占据重要的地位, 通过一系列实验和临床研究,逐步
深入了解中药对心肌细胞的作用机制, 为充分发挥中药治疗
心肌损伤和心力衰竭的优势奠定理论基础。
近年来, 中药对心肌细胞损伤保护作用的实验研究主要
从以下几方面进行: 心肌酶活性,心肌细胞膜流动性,心肌细
胞线粒体及转换通透性, 以及心肌肌钙蛋白。本文以心肌细
胞的线粒体和生物膜作为切入点, 从不同层面上综述中药对
心肌细胞损伤的保护作用。
1　心肌细胞生物膜及线粒体
　　线粒体是心肌细胞的供能动力中心 ,是心肌细胞最重要
的细胞器。线粒体以膜结构为主, 其脂质双层结构中磷脂类
分子的多不饱和脂肪酸 PUFA 极易受自由基侵袭形成过氧
化物, 从而影响正常膜功能的发挥。当心肌缺血性损伤时, 自
由基产生增多, 破坏膜内成分及其在膜中的有序排列,抑制
ATP 合成, 从而直接损害心脏的泵功能和电功能,最终使心
肌细胞变性、坏死。因此,线粒体内膜受损是心肌细胞损伤的
重要环节。
1. 1　生物膜流动性: 生物膜流动性是反映膜磷脂分子运动
状态的一个指标, 生物膜适宜的流动性对生物膜正常功能的
发挥有重要作用。实验研究中常以心肌细胞线粒体内膜的
SOD 活性及血清 M DA 含量两个指标观察心肌损伤和心肌
线粒体膜流动性的改变状况。据文献报道[ 1]定心方(内含苦
参、黄连、党参和赤芍等中药)对心肌细胞氧自由基损伤具有
保护作用。实验建立了 H2O2 损伤心肌细胞的模型,用戊巴
比妥酸法监测细胞内脂质过氧化物、MDA 的含量变化。结
果显示, H2O 2 对原代培养的乳鼠心肌细胞有明显的损伤作
用,导致心肌细胞的酶指数显著增加, MDA 含量增加及细
胞活力下降 ;而定心方可明显降低 MDA,具有抗氧化、清除
氧自由基和保护心肌细胞线粒体免受损伤的作用。周梅花[2]
以心肌细胞内 MDA 含量、SOD 活性及细胞膜的流动性为指
标,从细胞水平研究了冬虫夏草对心肌细胞缺氧再给氧时细
胞内脂质过氧化的影响,并探讨了冬虫夏草抗脂质过氧化的
作用机制。实验证明, 细胞缺氧再给氧时, 心肌细胞M DA 含
量增加、SOD 活性降低、细胞膜脂质流动性下降。冬虫夏草
剂量依赖性地降低了心肌细胞 MDA 含量,从而有效减轻了
细胞内脂质过氧化反应;并且通过提高 SOD 活性增加了细
胞清除氧自由基的能力;从而有效防止了缺氧再给氧时心肌
细胞脂质流动性的降低,维持细胞膜功能, 保护心肌细胞。夏
腊梅[3]探讨了川芎嗪对大鼠缺血再灌注心肌线粒体损伤的
影响。研究显示,川芎嗪能提高大鼠缺血再灌注损伤时心肌
线粒体膜中 SOD 活性,抑制 MDA 生成。提示川芎嗪通过提
高心肌线粒体对氧自由基的清除能力, 降低脂质过氧化反
应,从而减轻氧自由基介导的线粒体膜结构与功能的损伤,
实现了其对心肌缺血再灌注损伤的保护作用。
以上实验结果证明中药可降低受损心肌细胞内 MDA
含量及提高 SOD 活性, 有效防止受损心肌细胞膜流动性的
降低,从而保护心肌细胞。黄芪、当归、川芎、红花等中药也有
类似的作用 ,对受损心肌细胞膜流动性有调节作用, 能有效
保护受损心肌细胞。这些研究为临床用药提供了有益的理论
依据。
1. 2　线粒体膜通透性: D auber 指出用通透性来评价心肌损
伤已证明是一个敏感而特异的指标。硝酸镧是被用来观察膜
在超微结构上所显示的通透性改变的示踪剂, 根据镧颗粒穿
·1150· 中草药　Chinese T radit ional and Herbal Drugs　第 34 卷第 12 期 2003年 12 月

收稿日期: 2003-03-17作者简介:黄海霞( 1977—) ,女,硕士生, 1999年毕业于西安交通大学,目前研究方向为中药有效成分对培养心肌细胞的影响。
T el: ( 029) 2673153　E-mail: h haix ia@ etang. com
入线粒体的多少可反映线粒体膜通透性改变的轻重程度, 并
对各类病变线粒体进行统计分类, 提高实验的可靠性。
心肌细胞线粒体膜磷脂定位改变可作为心肌细胞的一
种损伤性指标。已有研究证明, 心力衰竭患者的心肌细胞线
粒体增生、线粒体膜磷脂定位呈现不同程度的脱失, 其程度
与心功能状态一致。胡元会[ 4]通过 ip 阿霉素制备大鼠实验
性心衰模型, 以心肌细胞中 MDA 含量和细胞膜通透性为观
察指标, 研究心复康口服液(人参、黄芪、丹参、附子、淫羊藿、
灵芝等中药)对大鼠实验性心衰模型心肌细胞自由基代谢及
膜通透性的影响, 探讨心复康口服液治疗心衰的作用机制。
通过硝酸镧标记对心肌细胞膜通透性进行观察,可见阿霉素
组心肌细胞的超微结构有严重损伤, 膜通透性发生明显改
变, 在细胞内可见大量电子致密的镧颗粒, 线粒体外膜周围
亦有致密的镧颗粒沉积; 心复康口服液治疗心肌细胞超微结
构损伤较轻, 膜通透性改变不明显, 同时可明显降低受损心
肌细胞 MDA, 证明心复康口服液具有抗氧自由基、减轻膜通
透性改变和保护心肌细胞超微结构的作用。
以上实验表明用硝酸镧检测心肌细胞的膜通透性是一
种很好的指标, 可以通过电镜观察到损伤的心肌细胞膜通透
性增加,以及人参、黄芪、丹参等中药减小细胞膜通透性、保
护心肌细胞的作用。但是目前这方面的研究大多为临床注射
药物, 关于中药研究的报道甚少。
1. 3　线粒体通透性转换孔:最新研究表明, 细胞死亡的根本
原因是线粒体钙离子超载, 任何原因引起的胞质 Ca2+ 浓度
升高都可能导致线粒体积聚超量钙, 并最终使线粒体通透性
转换孔呈高通透状态而持久开放, 使得线粒体肿胀、细胞能
量耗竭。Ca2+ 及其转运通过调节细胞能量代谢维持生理条件
下细胞的生命活动, 而病理条件下线粒体 Ca2+ 升高及其转
运紊乱可使其发生一系列变化并最终导致细胞凋亡。
　　细胞内钙离子浓度短暂升高 (钙瞬流)不但与心肌收缩
的启动有关, 而且心肌细胞收缩力的强弱也受钙瞬流大小的
调控。细胞内钙稳态的变化可显著改变全部或单个心肌细胞
的收缩力[ 5～7]。金春华[ 8]探讨了虎杖苷对培养乳鼠心肌细胞
收缩性的影响, 通过强心剂西地兰和 D-Hanks 液与虎杖苷
的作用效果对比研究, 发现虎杖苷可使心肌细胞内钙荧光强
度呈现进行性上升趋势, 同时使单个心肌细胞内游离钙离子
浓度明显增加, 提示虎杖苷可能通过促使心肌细胞内钙离子
浓度升高而增加心肌细胞的收缩性。另一实验[ 9]利用肾上腺
素造成大鼠心肌细胞缺血模型, 研究心痛宁煎剂(含黄芪、黄
精、当归、川芎、肉桂、红花等)对大鼠缺血心肌细胞游离钙离
子浓度的影响。实验中急性心肌缺血模型大鼠心肌细胞内游
离钙离子浓度明显升高, 说明存在钙超载现象;心痛宁可使
损伤的心肌细胞内钙离子浓度降低。Wang [10]建立了培养大
鼠心肌细胞超负荷的心衰模型, 研究不同剂量沙棘总黄酮对
心衰心肌细胞收缩功能和钙离子转运的影响。显示出沙棘总
黄酮有增强心肌细胞收缩力的作用, 并且这种作用具有量-
效关系; 但沙棘总黄酮增强心肌细胞收缩力的作用与细胞内
钙离子转运却未显示出量-效关系 ,即在小剂量范围内, 沙棘
总黄酮是一种不依赖离子内转运而增加心肌细胞收缩力、有
效改善心衰的中药。
上述实验研究从不同角度探讨了钙离子浓度对心肌细
胞的影响。虎杖苷是通过促进心肌细胞内钙离子浓度的升高
直接增强心肌细胞收缩性;黄芪、当归、川芎等中药则可使受
损伤的心肌细胞内钙离子浓度明显降低,使心肌细胞逐渐恢
复正常;沙棘总黄酮增强心肌细胞收缩力、改善心衰的作用,
并不依赖钙离浓度的变化。提示不同中药及其有效成分虽然
都有增强心肌收缩力的作用, 但作用机制不尽相同, 即对心
肌细胞线粒体通透性转换孔的影响是不同的。
2　心肌酶谱
　　目前,血清酶活力的测定已广泛用于诊断和研究心肌损
害性疾病。心肌酶谱中的天冬氨酸氨基转移酶( AST )、乳酸
脱氢酶( LDH)、肌酸激酶 ( CK )、肌酸激酶同工酶 MB ( CK-
M B)、
-羟丁酸脱氢酶(
-HBDH) ,在心肌损伤、颅脑损伤、肝
脏疾病的诊断中均有一定价值。当心肌细胞受损时, 细胞膜
通透性升高 ,胞内酶大量释放进入血液中,导致血清心肌酶
的活性升高。因此以心肌酶为指标,可以观察中药对心肌细
胞的保护作用。
包保全[11]将广枣总黄酮用于阿霉素损伤的培养心肌细
胞模型, 结果表明广枣总黄酮可使心肌细胞内 LDH 的释放
显著减少,说明广枣总黄酮有保护心脏及修复受损心肌细胞
的作用。近年来的研究已证明丹参具有抗缺氧、抗血小板凝
结、抗感染等作用,临床上用于心脑肝病的治疗。柯于鹤[ 12]
研究了丹参对缺糖、缺氧心肌细胞凋亡的影响, 通过检测心
肌酶 LDH 和
-HBDH, 发现受损心肌细胞的酶指数显著高
于正常心肌细胞,大剂量和小剂量的丹参液均可使受损心肌
细胞的酶指数明显下降,证明丹参对心肌细胞缺糖、缺氧性
损伤有直接的保护作用。罗伟等[ 13]观察了人参总皂苷对急
性心肌细胞凋亡的影响,从细胞分子水平上探讨了人参总皂
苷对心血管的保护作用,结果显示受损心肌细胞的酶漏出量
增加,而人参总皂苷可使酶漏出量明显减少。研究表明,黄芪
不仅有稳定心肌细胞膜、保护线粒体及溶酶体的功能, 还具
有减轻心肌细胞钙离子超载所致的损伤、加强心肌细胞代谢
及补偿能力 ,以及抗自由基损伤的能力, 从而使细胞抗损伤
能力增强。金劲松[ 14]通过对心肌酶的测定证实了黄芪可明
显减少受损心肌细胞酶的漏出量,对中分子物质损伤的体外
培养心肌细胞有保护作用。
上述实验研究的结果均表明,通过测定心肌酶活性有助
于判断心肌细胞是否受损,以及损伤的程度。广枣、丹参、人
参、黄芪等中药都具有减少细胞内心肌酶外漏, 减轻心肌细
胞损伤和修复心肌细胞膜的作用。
3　心肌肌钙蛋白
　　肌钙蛋白是由结构和功能各不同的 3 种亚单位( TnC、
T nT、TnI)组成的蛋白复合物,其主要功能是参与肌肉收缩
中 Ca2+ 的激活调节过程。心肌肌钙蛋白的检测是近年来心
血管病研究领域中的一项重要进展。心肌 TnT ( cTnT )大部
分以结合形式存在,小部分以游离形式存在于细胞浆中。当
　　　　　　　　中草药　Chinese T radit ional and Herba l Drugs　第 34 卷第 12 期 2003年 12 月　　　　　　·附 1·
心肌细胞缺血、缺氧发生微小损伤时, 游离型 T nT 首先通过
损伤的细胞膜进入血液中, 随后心肌细胞发生变性坏死, 激
活蛋白分解酶导致结合型 T nT 的大量降解和释放。目前, 心
肌肌钙蛋白作为一种灵敏度高、特异性强、发病后出现较早
的心肌损伤诊断血清标记物, 正逐步取代 CK-MB 成为急性
心肌梗死( AM I)的诊断“金标准”。
梁铁军[ 15]观察了 28 例 AM I病人接受复方丹参滴丸治
疗后血清 T nT 浓度的动态变化, 结果显示, 与常规西药治疗
组比较, 复方丹参滴丸组血清 TnT 浓度峰值明显下降, TnT
升高持续时间及恢复正常时间均明显缩短。复方丹参滴丸的
主要有效成分为丹参素、三七皂苷等,现代药理研究表明, 这
些成分具有扩张冠脉、改善微循环、抑制血小板聚集、清除自
由基等作用, 因此复方丹参滴丸具有保护濒临坏死的心肌细
胞、缩小心肌梗死范围的疗效。
4　展望
　　21 世纪是生命科学的时代, 基因技术在中药研制方面
将得到更加广泛的应用。近年来, 国内外开始使用基因芯片
对中药有效成分进行研究, 例如对于基因缺陷所引起的肿
瘤、糖尿病、心血管等疾病, 可通过将致病基因置入基因芯片
中, 快速筛选出能够抑制或阻止某种致病基因表达的中药提
取物。此外, 利用基因芯片检测细胞蛋白基因具有高通量、高
灵敏度、高效率、大规模和并行性等优点, 可有效的对心血管
结构与功能的变化机制进行更深一步的研究。中药提取物由
于其成分复杂, 而且多种成分可能存在协同作用, 因而难以
分析其生物活性。随着生物技术的发展, 可利用基因芯片建
立基因表达谱, 多层次解释中草药作用机制。但目前在基因
水平上进行中药对抗心肌细胞损伤的实验和研究报道很少。
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