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中药对酒精性肝损伤的保护作用研究进展

2019-11-22葛冰洁周鸿缘张雪梅

延边大学农学学报 2019年3期
关键词:酒精性自由基酒精

王 政, 葛冰洁, 王 萌, 周鸿缘, 张雪梅

(延边大学农学院,吉林 延吉 133002)

机体代谢酒精的主要器官是肝脏,其代谢量达90%以上,因此酒精对肝脏的损伤作用在所有脏器中最为明显[1],酒精性肝损伤加剧进而引起的肝癌、病毒性肝炎和肝硬化的发病率逐渐升高[2]。酒精性肝病的发病机制较为复杂,与线粒体损伤、代谢过程中引起的氧化应激、细胞因子的释放和细胞凋亡等作用关系密切。近年来的研究表明,中药成分在对酒精性肝损伤的保护方面具有巨大潜力,毒副作用和药物依赖性小且中药与西药相比在保护作用和机制上具有“标本兼治”的特点,特别是在改善肝脏功能[3]、调节乙醇和脂代谢[4-5]、减轻氧化应激损伤[6]、抗炎护肝[7]和细胞凋亡[8]等方面,中药的优势更加明显。

1 酒精性肝损伤

1.1 肝损伤概述

肝脏是人体重要的腹腔器官,拥有门静脉和肝动脉双重供血系统,其功能对于维持机体正常的生命状态具有重要意义。肝脏的生物学功能有促进胆汁分泌、调节代谢、合成蛋白质和脂肪以及解毒等[9]。

肝损伤的主要类型包括:病毒性肝损伤、药物性肝损伤和酒精性肝损伤,引发上述肝损伤的因素有病毒感染、临床治疗药物剂量使用不当或给药时间过长、饮食不均衡、酒精滥用和依赖等[10]。目前肝炎、肝硬化、肝衰竭、急性肝损伤等肝脏疾病的发病率在全世界呈上升趋势,已经严重威胁了人们的生命健康。

1.2 酒精性肝损伤特征

随着社会经济迅速发展和人们生活水平的提高,我国酒产量及消耗量大幅度提升,随着酒精的大量消耗,酒精性肝病患病人群亦逐年上升,酒精性肝损伤(ALD)已成为我国继病毒性肝炎之后的第2大肝脏疾病。全世界范围内,ALD的研究和防治已经成为了医学研究的热点。肝脏作为人体内最复杂且具有保护性的器官之一,有助于清除和代谢酒精等有害毒素,这一特点导致肝脏特别容易受到酒精代谢引起的损伤。相关研究结果显示,男性乙醇摄入量≥40 g/d,女性乙醇摄入量≥20 g/d,超过5年;或2周内有暴饮史(乙醇量>80 g/d)即可引起ALD。根据其严重程度可将ALD分为:酒精性脂肪肝、酒精性肝炎和酒精性肝硬化[11]。

ALD的初期临床症状及体征有腹胀、乏力、肝区不适和肿大、腹水和浮肿等,也有少数患者会出现脾脏肿大。患者的生化指标同时也有明显变化:血清胆红素<100 μmol/L;天门冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)中度升高;转肽酶明显升高[12]。血常规结果显示,白细胞增多类似于细菌性感染。如ALD患者继续发展,会发生肝细胞的炎症, 以及肝脏纤维化,肝细胞坏死等病理变化。

1.3 酒精性肝损伤的发病机制

ALD的发病机制尚不明确,现有研究表明,乙醇代谢、脂代谢、过氧化作用、氧化应激损伤、炎症反应和细胞凋亡等因素对ALD的发生起着关键的作用。ALD的发生主要是乙醇和乙醛的毒性作用所致,乙醛能干扰肝细胞多方面的功能,包括蛋白质的生物合成,损害微管系统,导致脂肪排泌障碍而在肝细胞内积累。酒精在细胞色素P450(CYP2E1)的氧化作用下,产生过量的自由基、超氧阴离子等活性氧(ROS),这些代谢产物会消耗谷胱甘肽(GSH)从而引起细胞凋亡,引起脂质过氧化,同时ROS的增加是氧化应激产生的主要因素[13]。乙醇及其代谢产物在一定程度上能增加炎性因子(TNF-α、Ⅱ-6等)的形成,核因子κB(NF-κB)蛋白的活性可以由TNF-α通过κBa蛋白的降解而被激活,该机制能引起酒精性肝损伤中NF-κB升高[14]。酒精代谢过程导致细胞因子不平衡并引起免疫功能的紊乱,从而进一步对肝脏的功能造成损害。

2 现阶段酒精性肝损伤的临床治疗

2.1 临床治疗的常用药物

由于ALD各阶段的病症不同,在进行药物治疗时必须采用合理的方法才能使其临床疗效更高。随着科技的发展,酒精肝的治疗药物逐渐增多,如水飞蓟宾、秋水仙碱、丙基硫氧嘧啶、胰岛素、抗氧化剂、降脂药、抗内毒素剂等治疗药物均有一定的作用[15]。目前临床采用的主要治疗药物包括还原型谷胱甘肽和多烯磷脂酰胆碱注射液。还原型谷胱甘肽的抗氧化性及清除活性自由基的功能水平较高,能够有效防止肝细胞内过氧化物的严重堆积,对肝降酶起到一定程度的保护作用,防止疾病出现恶化[16]。大豆精制提取出来的多烯磷脂酰胆碱注射液在还原型谷胱甘肽的作用的基础上,能更加有效的降低ALT、AST与碱性磷酸酶(ALP)的含量,同时能够增强人体干细胞中磷脂依赖性酶的活性,增强生物膜的流动性,减少自由基的产生并降低其水平,并且能够在较大程度上抑制胶原含量,使结缔组织的发展速度降低,延缓肝硬化症状,最终对肝脏起到良好的保护作用,防止肝脏恶化[17]。

2.2 临床治疗药物的缺点

临床上主要用于治疗肝脏疾病的还原型谷胱甘肽,能够通过与体内自由基的结合而促进易代谢的低毒化合物形成,因此对某些外源性毒性物质具有减毒的作用。该药物说明书中提示不良反应有偶见皮疹等过敏症状,食欲不振、恶心、呕吐、胃痛等消化道症状,注射局部轻度疼痛且应避免同一肌内注射部位反复注射,相关报道主要以皮肤、粘膜损害及消化系统损害为主,过敏体质需慎用[18]。该药品不得与维生素B12、微生物K3、泛酸钙和甲萘醌等药物混合使用。临床研究表明,少数患者会出现严重的不良反应,血糖及心肌肌钙蛋白均有异常增高,心肌损伤等[19]。多烯磷脂酰胆碱注射液的临床不良反应多为过敏性皮疹,但相比还原性谷胱甘肽发生率较低。针对酒精性肝损伤治疗的中药能够在一定程度上减少药物导致的不良反应和过敏症状,因此在临床治疗上安全性较高值得推广,具有重要意义。

3 中药对酒精性肝损伤的保护作用与保护机制

近年来许多研究已证实,许多单味中药和复方中药制剂对ALD具有较好的保护作用,例如刺五加、大黄、丹参、三七、葛根、葛花、五味子、沙棘、黄芩护肝汤、柴胡疏肝汤、金匮护肝汤和肝易复等,其保护机制多为调节乙醇代谢、减少肝组织促炎因子的产生、提高抗氧化酶水平抑制脂质过氧化和干预细胞凋亡等,其作用往往是多成分、多环节、多靶点的整合作用[20-21]。深入研究中药对治疗ALD的药效及药理作用,进一步探究其保护机制,发掘更多具有明显干预作用和治疗效果的单方中药和复方制剂,对于ALD的临床治疗具有重要意义。

3.1 对肝指数和肝脏组织形态学的影响

脏器系数是毒理学实验中常用的指标,较为敏感。实验动物正常时脏器系数(脏器重量/体重)较为恒定,在脏器水肿、充血或增生等情况下脏器指数随之增加,出现萎缩以及其他退行性改变时脏器系数随之减小。

叶文斌等[2]通过黄果槲寄生果实多糖(V.coloratumfruits Polysaccharides, VCFP)对急性酒精性肝损伤小鼠进行试验时,结果显示模型组与对照组相比小鼠体重极显著下降,VCFP 各剂量组与对照组相比小鼠体重有所升高;模型组与对照组相比小鼠的肝脏指数下降差异极显著,VCFP 各剂量组与模型组相比肝脏指数升高差异显著,VCFP 低、中剂量组治疗28 d后肝脏指数有所升高与对照组相比差异显著,表明VCFP有助于急性酒精肝损伤小鼠体重的回升,并且对急性肝损伤小鼠的肝脏组织损害有较好的修复作用。

“肝易复”(GYF)是广州华侨医院中医科杨钦河教授在解酒保肝方面的临床经验方,其主要成分为白茅根、枸杞子、山楂、五味子、甘草、陈皮等中药组方而成。毛中伏等[22]在探究GYF对小鼠急性酒精性肝损伤的保护作用时,预先对实验小鼠灌胃给药21 d后建立急性酒精肝损伤模型,通过观察HE染色后的肝脏组织发现GYF可以减轻大部分由于急性酒精损伤引起的肝脏细胞点状坏死和炎细胞浸润现象,并且中央静脉管变形减弱,实验结果指出GYF提取物对于酒精造成的病理损伤有较好的保护作用。

刘馨宇等[23]采用蒲公英甾醇(Taraxasterol)对乙醇诱导的酒精性肝损伤小鼠的保护作用机制研究过程中发现,EtOH组的肝脏指数极显著升高,蒲公英甾醇高剂量组肝脏指数极显著降低,中剂量组能显著降低肝脏指数,低剂量组虽然差异不显著但也能在一定程度上降低肝脏系数,结果表明蒲公英甾醇可以降低试验小鼠的肝脏系数,并且受剂量的影响。

3.2 改善肝脏功能及乙醇代谢

酒精进入机体后的氧化过程主要在肝脏中进行,肝脏是人体含酶量最为丰富的脏器[24]。当肝脏受到酒精引起的一定程度的损害时,会引起细胞破裂和组织坏死等情况,导致肝细胞膜的通透性增大,使位于细胞内部的丙氨酸转氨酶(ALT)和天门冬氨酸氨基转移酶(AST)进入血清中,因此血清中ALT和AST的含量是临床上检测肝功能的主要指标。

短管兔耳草(L.brachystachyMaxim)为干燥的玄参科植物短管兔耳草全草,可以抗痛风、胃溃疡和肝损伤,亦能降血糖和调节免疫[28]。史亚夫等[5]通过将短穗兔耳草和短管兔耳草提取物对急性肝损伤小鼠进行试验,通过连续灌胃给药7 d后1次性灌胃50%乙醇溶液后,比较分析发现短穗兔耳草中(2 mg/kg)、高(4 mg/kg)剂量组和短管兔耳草高(4 mg/kg)剂量组ALT和AST含量显著降低,差异有统计学意义,其结果表明合适剂量的短穗兔耳草和短管兔耳草对急性酒精肝损伤小鼠肝脏的修复作用明显。

研究表明,中药余甘子(phyllanthusemblicaL.)的活性成分对机体具有很好的调节作用,如蛋白组织的分解、脂肪组织分化和糖代谢的异常等,能够避免脂肪颗粒的积累,对炎性细胞浸润和动脉粥样硬化等疾病的治愈有重要意义[29]。张志毕等[4]发现余甘子提取物(extractum ofphyllanthusemblicaL.(EPE))各剂量组能显著增加ADH浓度和提高CAT活性,且呈剂量关系,结果表明,EPE能通过提高乙醇代谢酶的活性来加速乙醇代谢,同时EPE各剂量组都能降低CYP2E1的表达,差异极显著,表明EPE是通过下调CYP2E1基因的表达水平来减轻其介导的乙醇代谢毒性。

吴黎艳等[30]通过对雄性SD大鼠连续14 w灌服白酒-玉米油-吡唑混合液成功建立酒精性肝病模型,用高剂量(1.2 g/kg)和低剂量(0.6 g/kg)的三七粉混悬液进行干预14 w后,采用免疫组化Envision法对实验大鼠肝组织CYP2E1表达情况进行检测,发现实验大鼠通过白酒-玉米油-吡唑混合液灌胃造模8 w时,与正常组相比大鼠肝组织中CYP2E1表达逐步升高,14 w时大鼠肝脏CYP2E1表达显著升高,试验结果显示实验大鼠在三七粉混悬液干预14 w时,三七高、低剂量组大鼠肝脏CYP2E1表达降低,与模型组差异显著,结果显示三七粉混悬液可以下调CYP2E1基因的表达从而减轻乙醇代谢对肝脏的损伤作用。

3.3 改善脂肪代谢与相关基因表达

总胆固醇(TC)和三酰甘油(TG)的含量是脂肪在肝脏中代谢障碍的敏感指标,血液中TG、TC含量升高表明肝脏对脂肪的代谢能力下降,肝脏可能发生脂肪性病变,同时会引起与胆固醇在体内运输相关的的高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)浓度发生改变[31-32]。脂肪酸合成酶(FAS)是脂肪酸合成过程中的关键酶,脂肪分化相关蛋白(ADRP)可以介导位于血浆中的游离的脂肪酸转移至肝细胞内,当FAS和ADRP二者的基因过表达时,会引起体内脂肪酸合成速率和肝脏细胞吸收脂肪酸的速率加快,进而在肝脏细胞内合成TG最终导致肝脏细胞的脂肪变性。

蔡天娇等[3]在研究白桦脂酸(BA)与红枣总三萜酸(JTTA)对小鼠酒精性肝损伤的保护作用试验中发现BA低、中和高剂量组的小鼠血清中TG浓度分别下降了17.99%、28.04%和28.57%,TC浓度分别下降了8.31%、12.23%和16.51%,JTTA也明显抑制了血液中的TC和TG浓度的升高,说明BA能够改善脂肪代谢功能,JTTA也对该指标有同样良好的调节作用,可以有效的干预肝脏的酒精性损伤。

张志毕等[33]采用主要成分为鼠尾草酸的迷迭香提取物(RosemaryExtract, RE)作为实验药物灌胃给药于酒精性肝损伤小鼠后,RE各剂量组都能显著下调FAS基因的表达,RE剂量组(400 mg/kg·d和160 mg/kg·d) 能下调ADRP基因的表达且差异显著,证明适宜浓度的RE能在一定程度上减轻酒精性肝损伤,使脂肪酸的合成和转移速率降低,减轻脂肪变性,从而减轻酒精肝的损伤。

3.4 减轻氧化应激反应

相关研究表明,酒精代谢导致的氧化应激是酒精性肝损伤发生的主要原因。在细胞正常的代谢过程中产生的超氧阴离子自由基以及羟自由基等多种自由基会被细胞内的防御系统迅速消除以避免其危害,但在酒精或相关药物的影响下,细胞发生异常自由基反应的同时会产生大量异常自由基,此时细胞内的防御系统无法将这些异常自由基消除,引起异常自由基的积累和扩散。该现象会引起蛋白质、核酸和脂肪等生物大分子被不同程度的氧化,进而导致细胞内的相关结构破坏和功能异常[11]。MDA是一种脂质过氧化产物,通常是由于机体受到自由基攻击而引起的,其含量可以反应机体中脂质的过氧化程度。SOD和GSH-Px是生物抗氧化酶防御体系中的重要组成成分,有终止自由基链式反应和清除活性氧自由基等作用,从而抑制自由基启动的脂质过氧化反应,降低对机体的损伤,相关作用对生物的抗氧化功能具有重要意义[34-36]。

五味子(Schisandrachinensis)果实中的联苯环烯醚萜类木脂素具有抗炎保肝[37-39],抗HIV[40]和抗肿瘤[41-42]等药理作用。刘群等[6]通过醇提五味子藤茎等方法得到五味子藤茎木质素和多糖后对成功建立酒精肝损伤模型的ICR雄性小鼠灌胃给药,试验结果显示酒精升高了MDA的浓度,同时降低了肝脏中的SOD的活性,差异极显著,木质素和多糖高剂量组对MDA和SOD含量的调节都起到了显著作用,且多糖并无剂量依赖性,同时发现木质素中剂量组对MDA浓度影响较为突出而多糖中剂量组对SOD的作用更为显著,说明二者均能对酒精引起的肝脏氧化应激损伤有一定保护作用且保护机制不同。

3.5 抗炎护肝作用

由于酒精对肝脏细胞的损伤作用会导致血液中内毒素含量的上升,引起血清白细胞介素-6(IL-6)分泌量的增加,使肝细胞变性甚至坏死。同时肝脏kuppfer细胞经酒精刺激后,会激活NF-κB信号通路,该信号通路对许多炎症因子的表达有调控作用,促进下游大量炎性细胞因子的分泌,如肿瘤坏死因子TNF-α会大量表达最终导致炎症反应的发生。

岳斌等[7]采用刺五加皂苷作为试验药物探究其对酒精性肝损伤小鼠氧化损伤的保护作用,同时对保护机制进行了研究,结论指出刺五加皂苷能够降低肝脏酒精性损伤引起的p38MAPK或NF- κB信号通路中相关炎症因子如TNF- α和 IL-6等的高水平表达,其作用符合剂量关系,通过抑制p38MAPK或NF-κB信号通路,从而达到对肝脏细胞炎症损伤的保护作用。

戴国满等[43]采用山枝子茎叶水提物(SZZJYA)探究其对酒精性肝损伤的保护机制过程中,作者经口灌药后测定肝匀浆上清液中的MDA、SOD和GSH-Px等生化指标的含量,同时也利用免疫组化法测定了NF-κB蛋白和TNF-α的表达;结论指出SZZJYA可能是通过提高了SOD的活性来抑制MDA的产生从而增强肝脏的抗氧化能力,SZZJYA通过降低自由基和脂质过氧化物水平对肝脏组织细胞的损伤起到保护作用,SZZJYAH(相当于生药40 g/kg)和SZZJYAM(相当于生药20 g/kg)能显著下调小鼠肝脏NF-κB和TNF-α的表达,致使炎症因子的释放减少,减轻酒精性损伤引起的炎症反应。

3.6 调节脂质代谢调控分子PPAR-α表达

过氧化物酶体增值物激活受体(peroxisome proliferatr acvitated receptor, PPAR)作为配体激活的核转录因子包括3种类型即PPAR-α、PPAR-β/δ和PPAR-γ,含有4个结构域,其中的C末端区域是能够特异性地与靶基因结合的反应元件,其内部含有配体结合域和配体依赖的转录激活域。相关研究表明PPAR-α在肝纤维化、脂肪酸氧化、炎症反应和氧化应激等方面都发挥其重要作用[44]。PPAR-α与配体结合后被活化从而发挥其生物学效应,包括调节脂肪细胞分化、抑制炎症因子生成和炎症的形成,能够调节某些脂肪代谢相关基因的表达。Lee J H等[45]在研究中指出,当SD大鼠长期摄入酒精和C57BL6小鼠注射脂多糖(LPS)后,实验动物体内PPAR-α的表达会受到一定程度的抑制。

高学清等[46]研究发现葛花(PF)可能作为一种配体激活PPAR-α或受到AMPKα2的激活作用从而提高PPAR-α表达量促进脂肪酸β氧化过程,最终降低TG水平。

夏蕾等[47]提出沙棘提取物可以使PPAR-α mRNA表达量增加,同时乙酰辅酶 A 氧化酶(ACO)mRNA表达量也有所增加,实验结果说明PPARα上调作为过氧化物酶体β-氧化启动酶(initiating enzyme)的 ACO,最终使脂肪酸的水解程度增大。分析该实验结果说明沙棘提取物通过上调PPAR-α可使机体脂肪代谢加快,在一定程度上可能会减轻肝脏由于酒精性损伤引起的脂肪变性。

中药酒肝颗粒(JGKL)是长春中医药大学第一附属医院研制开发的用于临床治疗ALD且临床效果较好的纯中药制剂。孙龙等[48]对实验大鼠按照0.1 kg/100 g体重给予JGKL(100%酒肝颗粒溶液1 mL/100 g)灌胃,每日1次,连续灌胃8 w,结果表明:在酒精刺激的同时给与JGKL的干预治疗,可减轻酒精对肝脏造成的损伤,JGKL能上调PPAR-α的表达,改善血脂及氧化/抗氧化指标,对损伤的肝脏组织具有一定的保护和修复作用,具有良好的疗效。

3.7 抑制细胞凋亡

肝脏细胞在酒精的毒害作用下会引起一定程度的细胞凋亡,各种损伤作用在引起细胞凋亡时的最终通路都是引起Caspase-3的激活,Caspase-3家族是细胞凋亡通路中具有关键作用的半胱氨酸蛋白酶。Caspase-3在激活核酸内切酶的同时会引起DNA损伤修复酶的降解,最终引起细胞凋亡[49-50]。

郭永月等[8]采用不同剂量的黑牛肝菌多糖(BAP)(100,200,400 mg/kg·bw)进行干预试验小鼠,结果显示模型对照组Caspase-3表达显著升高,而BAP高剂量组与阳性对照组和空白对照组无显著差异,提示BAP是通过下调Caspase-3表达来抑制细胞凋亡的,可以为通过干预细胞凋亡的方式来治疗肝损伤性疾病提供新的途径。

李素婷等[51]研究山楂叶总黄酮( FMCL) 对造模成功的急性酒精肝损伤小鼠细胞凋亡的影响时,给予 FMCL进行干预后利用缺口末端标记(TUNEL) 法检测肝细胞凋亡情况,结果显示FMCL 大、小剂量组肝细胞凋亡阳性细胞数目明显减少,染色强度减弱,凋亡指数(AI)明显降低并呈现剂量依赖关系,表明FMCL 是通过抑制肝细胞凋亡进而起到保肝作用。

4 研究展望

中医药作为我国传统医学的代表,在药物开发和临床治疗及研究中都显示出了独特疗效和显著的优势。其治疗作用通常是通过对全身的影响而实现的,并非是针对某一特定的病理因素和致病环节,相对注重整体与部分之间的联系,相比西药有着疗效显著,且副作用小等优点。酒精肝作为我国常见的慢性肝病已成为继病毒性肝损害后又一严重的病因。酒精肝初期一般表现为脂肪肝而后逐渐发展为酒精性肝炎和酒精性肝硬化,严重时会导致急性肝功能衰竭和肝细胞广泛性坏死,其发病机制较为复杂,临床发病率逐年上升。应用中药治疗酒精性肝损伤已成为目前医疗研究的热点。大量试验为中药的广泛应用与酒精性肝病的预防以及治疗提供了参考依据,因此科学开发中药或通过中西联合用药来有效地减轻酒精性肝损伤带来的危害具有重要意义。

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