白藜芦醇在心血管疾病方面的领域的应用.doc

白藜芦醇在心血管疾病方面的领域的应用航空航天医学系5队 康国梁【摘 要】随着“法国悖论（French paradox）”的产生及白藜芦醇的提取技术快速发展。该文就近几年来红酒有益于心血管健康的机理以及其他相关内容研究进展作一综述。【关键词】红酒，白藜芦醇，冠心病，Res，动脉粥样硬化0 引言“法国悖论(French paradox)” 即法国人有高脂饮食习惯，却伴有较低冠心病发病率。这与日常大量饮用红酒以及红酒中富含的白藜芦醇可能起保护作用有关1。由此，白藜芦醇成为近年的研究热点之一。大量研究表明，白藜芦醇具有多种药理作用，如抗菌抗炎以及抗癌保肝的作用，而在心血管系统方面有如抗氧化、清除自由基作用，抑制血小板聚集，调节血脂，防止动脉粥样硬化等多种药理功效。另外, 新西兰的研究人员找到一种最有效曲胆固醇干扰 一种神奇的鸡尾酒： 用红酒混合大蒜 这两种食品有抗胆固醇功效，两者混合后不仅对降低血蔽中的胆互醇会起双倍效用可置其所音的黄酮素能把附着在动脉上的脂肪迅速驱清除，防止冠心病曲发生。威灵顿大学教授麦坚的研究显示单饮红酒的人心脏病发病率减少50 ，而同时红酒加吃大蒜者的心脏病发病率会减少70 。很多都使使人们产生了了浓厚的兴趣。1 白藜芦醇 在1940年首次发现白藜芦醇，20世纪70年代 首次发现葡萄中含有这种物质，后来人们发现虎杖、 花生、桑椹等植物中也含有这种成分。天然白藜芦 醇是一种天然活性成分，它能以游离态(顺式、反式) 和糖苷结合态(顺式、反式)2种形式在植物(如中药 材虎杖)中分布及生物合成，且均具有抗氧化效能， 其中反式异构体的生物活性强于顺式，是葡萄中的 一种重要的植物抗毒素。人们对其自然资源进行了 广泛的研究，目前至少在21个科、31个属的72种 植物中发现了白藜芦醇，如：葡萄科的葡萄属、蛇葡 萄属，豆科的落花生属、决明属、槐属，百合科的藜芦 属，桃金娘科的桉属，蓼科的蓼属等。含白藜芦醇的 许多植物是常见的药用植物，如决明、藜芦、虎杖等， 有的就是食物，如：葡萄。葡萄皮中白藜芦醇的含量 最高，为50100 g/ 。 1992年在商业葡萄酒中首次发现白藜芦醇。 国外的大量研究证明，白藜芦醇是葡萄酒(尤其是红 葡萄酒)中最重要的功效成分。但是，并不是所有的 红葡萄酒中都有这种成分，勾兑酒和劣质酒中是测 不出的。因为白藜芦醇是在紫外线照射下，由葡萄 产生的一种植物抗毒素。酿制方法对葡萄酒中白藜 芦醇含量的影响尤为显著。白藜芦醇在葡萄原料中 以顺式结构存在，虽然葡萄原料中白藜芦醇含量较 低，但是采用先进的酿造工艺能够使白藜芦醇葡萄 糖甙在J葡萄糖甙酶的作用下，转化为反式白藜芦 醇，从而使葡萄酒中的白藜芦醇含量骤然增加。一 般认为反式白藜芦醇是红酒能抗动脉粥样硬化症和 冠心病的重要成分。因此，葡萄酒中白藜芦醇含量 的高低就成为衡量优质酒或劣质酒的重要指标。法国名酒波尔多中白藜芦醇的含量是很高的，我国的 名牌酒如丰收干红、王朝干红等中的白藜芦醇含量 也达到较高水平 。20世纪80年代，世界卫生组织调查发现，尽管法国人偏爱奶酪等高脂肪食物，但冠心病发病率和死亡率低于其他西方国家，其原因可能是与法国人常饮含白藜芦醇的葡萄酒有关。此后，白藜芦醇备受关注。到目前为止至少已在21科、31属的72种植物中发现了白藜芦醇。白藜芦醇主要来源于蓼科Polygonaceae植物虎杖Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc.的干燥根茎和根，葡萄科植物葡萄Vitis vinifera果实的皮和籽，豆科Fabaceae植物花生Arachis hypogaea的种子等。2 白藜芦醇的作用机理白藜芦醇的作用机制近些年来有很大的进展,以下开始做一详细叙述。2.1 白藜芦醇对心肌细胞的电生理效应及其作用机制1 白藜芦醇对心室肌离子通道的影响:1）白藜芦醇对心室肌K+通道的影响白藜芦醇通过影响通道的开放状态和失活状态抑制HERG钾电流，从而使得心肌细胞复极时间延长，改善快速性心律失常，HERG 钾通道有可能是白藜芦醇抗心律失常作用的新靶点2。另外，白藜芦醇可明显增强慢性激活延迟整流钾电流（IKS），进而使动作电位2 相后期和3 期延迟整流钾电流增加，复极化变快，动作电位时程缩短（APD），有效不应期减少并呈剂量依赖性。对于早后除极所引起的尖端扭转型心律失常可能起到治疗作用3。2）白藜芦醇对心室肌Ca2+通道的影响:白藜芦醇能阻滞L 型钙通道，减少细胞外的钙离子内流，延长有效不应期，减少早后除极的发生，并且抑制钙超载，减慢慢反应细胞的传导性而消除心动过速，从而INa 是影响心肌兴奋性、不应性和传导性的重要离子流。INa 异常导致一系列的心律失常，尤其是心脏传导功能障碍白藜芦醇呈浓度依；依赖性地抑制豚鼠心室肌细胞INa，在不同膜电位水平对INa 均具有阻滞作用，作用出现快，并且可逆对心律失常起到治疗作用3）白藜芦醇对心室肌Na+通道的影响：INa 是影响心肌兴奋性、不应性和传导性的重要离子流。INa 异常导致一系列的心律失常，尤其是心脏传导功能障碍，并且心肌细胞膜上存在大量的钠-钙交换体，是维持细胞内钙离子浓度的重要机制之一。当细胞内Na+浓度的升高促使钠-钙交换体反向运转，导致Ca2+内流，并由此诱发肌浆网释放Ca2+，最终导致细胞内Ca2+超载4。研究发现，白藜芦醇呈浓度依赖性地抑制豚鼠心室肌细胞INa，在不同膜电位水平对INa均具有阻滞作用，作用出现快，并且可逆5。RES 未明显影响通道的激活，但可使失活曲线明显左移，失活电压变大。这些均为RES 的抗心律失常作用机制奠定了一定的分子基础。2 白藜芦醇对左心室流出道自律组织电活动的影响1）李蓟龙等5通过细胞内微电极技术研究白藜芦醇对豚鼠左心室流出道自律组织的电生理效应显示：白藜芦醇可抑制左心室流出道自律细胞的电活动，白藜芦醇可显著降低左心室流出道自律细胞的APA、Vmax、VDD、RPF；而对MDP、APD50 及APD90 无明显作用。2）白藜芦醇对L 型钙通道的影响，预先应用L-Ca2+开放剂Bay K8644 灌流标本可取消白藜芦醇对流出道起搏细胞的电生理效应；预先应用L-Ca2+阻断剂Verapamil 灌流标本可加强白藜芦醇对流出道起博细胞的电生理效应。3 白藜芦醇（resveratrol）对乳头肌作用的研究白藜芦醇具有抑制乳头状肌迟后去极化（DAD）及触发活动（TA）的作用，这一效应可能与其抑制钙离子内流有关。张丽男等6研究表明白藜芦醇对乳头肌无负性肌力作用。 4张丽男等6测定白藜芦醇对家兔离体右心房窦性频率的影响，并研究白藜芦醇在不同类型钾通道阻断剂存在情况下对心脏负性变频作用的影响.白藜芦醇对右心房肌（含窦房结）的电生理效应白藜芦醇可剂量依赖性地减慢右心房窦性频率。2.2 白藜芦醇对心血管系统的保护作用1 抗氧化和自由基清除:白藜芦醇的体外抗氧化活性和自由基清除能力较低，但是在体内却表现出强抗氧化性，并主要通过诱导NO合成发挥作用，NO比超氧化物歧化酶(SOD)对0的亲和性更高，并能与SOD竞争以清除07. Frankel等8最早发现反式白藜芦醇能抑制Cu诱导的极低密脂蛋白胆固醇过氧化，进一步研究表明，白藜芦醇较之其他多酚类化合物，如儿茶素、表儿茶精和槲皮素抑制诱导的LDL氧化作用更为明显，主要在于自藜芦醇具有很强的Cu螯合能力。白藜芦醇还能增加细胞内抗氧化酶如谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽一S一转移酶的水平，增强细胞抗氧化能力9.2 抗凋亡：氧化低密度脂蛋白(oxidized lowdensity lipoprotein，oxLDL)能够促进血管内皮细胞凋亡通道的激活，包括伴随着细胞色素C释放的线粒体膜电势的下降和介导细胞凋亡的caspase一3的释放。一般认为，主要由oxLDL引起的血管内皮凋亡，在动脉粥样硬化的发病初期和发展阶段起到重要作用。因此，抑制血管内皮细胞的凋亡可能阻止或降低血栓的发生。赵文晓等10发现白藜芦醇能够剂量依赖性地降低大鼠心肌冠脉结扎后ST段抬高，降低肌酸激酶(creatinekinase，CK)、LDH活力，缩小心肌梗死面积，降低心肌细胞凋亡指数，抑制凋亡蛋白Fas、Bax的表达，增强抑凋亡蛋白Bcl一2的表达，认为白藜芦醇对冠脉结扎诱发的Wistar大鼠急性心肌缺血具有保护作用，其机制可能与上调Bcl一2蛋白表达，下调Fas、Bax蛋白表达，抑制心肌细胞凋亡有关。3.抗炎症作用：白藜芦醇能够显著减少心肌缺血再灌注后炎症介质如可溶性胞内黏附分子(sICAM一1)、内皮性白细胞黏附分子(sEselectin)、血管细胞黏附分子一1(sVCAM一1)等的表达。白藜芦醇也能抑制多种激动剂如白介素(IL) 一lB、肿瘤坏死因子(TNF) 一Ot、脂多糖等诱导的内皮细胞组织因子和多种细胞因子的表达，并呈剂量效应关系11。炎症反应是动脉粥样硬化的病因学说之一，白藜芦醇通过其抗炎作用起到心血管保护作用。已知活性氧(reactive oxygen species，ROS)与体内炎症反应活动密切相关，其通过不同的信号途径引起炎症反应。白藜芦醇通过多种途径抑制ROS的作用。首先，白藜芦醇抑制ROS的产生通过有效抑制炎症因子刺激时巨噬细胞内诱导型一氧化氮合成酶(induciblenitric oxide synthase，iNos)的表达，白藜芦醇减少反应性氧化产物的产生12。其次，白藜芦醇可以增加抗氧化剂及第二阶段酶的释放，其使髓过氧化物酶和氧化型谷胱甘肽还原酶活性正常化，并增加超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶类、谷胱甘肽过氧化物酶以及谷胱甘肽S一转移酶等细胞保护因子，从而增强机体抗氧自由基防御系统13。同时，白藜芦醇本身即为活性氧清除剂，能有效清除羟基、超氧化物和金属诱导基团，并对细胞膜脂质过氧化和活性氧导致的DNA损伤起保护作用。除直接作用于ROS外，白藜芦醇还通过其他途径起抗炎作用。白藜芦醇能抑制前列腺素H合成酶1的过氧化酶活性，减少前列腺素的生成。在单核细胞，lO100 pmoVL白藜芦醇减少 一干扰素的产生，同时减少了 一干扰素引起的由吲哚胺2，3一加双氧酶催化的酪氨酸降解和GTP环水解酶激活的新蝶呤的产生(新蝶呤是激活的单核细胞来源的巨噬细胞的特异性产物，新蝶呤产生和酪氨酸降解可能与细胞凋亡有关)。血红素加氧酶一1(heme oxygenase一1，HO一1)是体内重要的细胞间抗炎机制。白藜芦醇在较低浓度(10molL)可以经核转录因子KB(nucleatfaetorKB，NFKB)途径，诱导HO一1的产生；在I20 lxmolL时，则降低HOl的表达和启动子的活性。而Chen等13证实白藜芦醇通过Akt蛋白激酶B以及ERK12信号通路增加NrfARE蛋白水平，从而促进HOl的产生。高同型半胱氨酸血症是心血管事件的独立危险因子，其与免疫激活有关。最新实验证实，1O一100 IxmolL白藜芦醇可抑制同型半胱氨酸的形成。4 血管作用：1） 抑制平滑肌细胞增殖：首先，白藜芦醇可抑制DNA聚合酶。在体外SV40DNA合成中，白藜芦醇的衍生物反式3，5双甲基一4一羟基芪抑制DNA聚合酶Ot和 。其次，白藜芦醇(25 molL)可通过影响细胞内p53和p21水平而显著影响静止期和增殖期的血管平滑肌细胞，抑制其增殖和分化。白藜芦醇还能增加冠状动脉cGMP激酶一G，进而抑制磷脂酰肌醇3激酶和促分裂原活化蛋白激酶，从而影响细胞周期起抗平滑肌细胞增生作用。小剂量白藜芦醇(625125 molL)抑制血管平滑肌增长，但不通过凋亡；更高浓度白藜芦醇(25molL)导致激活状态的血管平滑肌凋亡，但对于静止状态的血管平滑肌无此作用。在诱发心血管疾病的内皮源性介质中，21氨基酸内皮素一1(endothe1in一1，ET一1)是一个重要的先行分子。内皮素有强烈的收缩血管作用，并能引起血管平滑肌细胞增生，白藜芦醇抑制ET一1的产生及活性。Chao等14证实，血管紧张素II引起平滑肌细胞增生、ET一1的表达和细胞外信号调节激酶磷酸化，细胞外信号调节激酶磷酸化进一步促进ET一1的产生，白藜芦醇对这一过程起抑制作用。2）促使血管舒张：白藜芦醇舒血管作用的机制可能如下15: NO2GC2cGMP途径:白藜芦醇可增加NO 的含量,松弛血管; El2Mowafy 新近研究发现,白藜芦醇的冠脉保护作用的信号转导机制与其激活冠脉平滑肌上膜结合的GC 密切相关; 增大钙激活的钾电流:Li 等研究发现,白藜芦醇对血管内皮细胞上的大电导的钙激活的钾通道有直接作用,可延长BKCa 通道的开放时间,缩短关闭时间,且该效应呈浓度依赖性,还可增加中电导的钙激活的钙通道的活动16; 其他:Li 等指出, 白藜芦醇抑制电压依赖Ca2 + 通道,而抑制Ca2 + 内流与扩血管有关,还可通过影响血管内皮细胞表面BK(Ca2 + ) 通道的激活而起扩血管作用17 。最近Dell 等指出,白藜芦醇扩血管作用与其抑制磷酸二酯酶5 活性有关18。另外，在诱发心血管疾患的内皮源性介质中，21个氨基酸的内皮素一1(ET一1)是一个重要的先行分子。白藜芦醇已被发现可作为ET一1的拮抗剂，可以拮抗ETl对大鼠的杀伤效应，并能够抑制由ET一1所致的血压升高。白藜芦醇还可通过逆转ET一1的激动效应来抑制冠状动脉内皮细胞丝裂素活化蛋白激酶(MAPK)的活性和核易位。已经证实，氧化应激可增加内皮素的生成和释放以及在血管平滑肌细胞(VSMC)中的活性，这可解释动脉样硬化中的内皮功能不全。这种效应可被白藜芦醇所抑制，白藜芦醇(100 m0l，L)可抑制过氧化氢引起的人颈动脉VSMC中前内皮素原mRNA的表达，减少ET一1蛋白的生成。这些研究结果显示白藜芦醇可改善内皮细胞功能，也是白藜芦醇发挥非酒精依赖性的心血管保护效应的机制之一。白藜芦醇对心血管系统的有益效应可归结为它的抗氧化，抗凋亡，抗炎，血管舒张活性和能够抑制VSMC或EC的增生。其具体作用机制有抑制NFKB信号转导途径的激活，从而抑制其下游一系列有害的的生物活性物质的合成与释放。另外还可抑制MAPK的活性从而抑制细胞增殖。不同的作用机制之间也可能存在着相互协同的作用。在人体内是否存在着白藜芦醇的受体或是确切的作用靶点仍有待于进一步的研究来证实。3 白藜芦醇的其他作用1）抗癌、抗突变作用：1993年, Jayafilake等研究表明反式白藜芦醇和顺式白藜芦醇都具有抗癌活性，其原因是它们可以抑制蛋白质- 酪氨酸激酶的活性。Jang等研究小组进一步指出，白藜芦醇在癌症发生的3个阶段即起始、 增进和发展过程中，都有较大的防癌活性， 且对癌症发生3个阶段都有抑制乃至逆转作用: 一、抑制起始作用。减少自由基形成，诱导期药代酶增多，拮抗二恶英作用； 二、抑制增进作用。抑制环氧合酶( COX )，抑制过氧化氢酶；三抑制发展作用。抑制癌细胞增殖，诱导癌细胞分化，诱导癌细胞凋亡。白藜芦醇可望作为酪氨酸蛋白激酶PTK的抑制剂，诸多医学研究发现白藜芦醇对乳腺癌、胃癌、结肠癌、前列腺癌、白血病、卵巢癌、皮肤癌等多种恶性肿瘤细胞均有明显的抑制作用19。2）退烧与止痛作用：白藜芦醇通过多种不同的途径发挥治疗功效， 具有一定的解热和止痛活性。在完整小鼠和大鼠身 上的研究显示，白藜芦醇可在不影响血压的情况下 赋予胃黏膜抵抗因胃分泌受压制而导致的应激性溃 疡的能力。3）提升伤口治疗中的免疫系统活性：白藜芦醇还可通过增强免疫系统而促进烫伤愈 合。有人研究了白藜芦醇在恢复烫伤小鼠的受抑制 细胞性、体液性和非特异性免疫功能方面的功效，对 白藜芦醇的受控使用提供了一种药物依赖式的免疫调节作用。对不同程度严重烫伤小鼠的研究显示， 白藜芦醇可恢复其受损功能，如对抗原信号的回应 能力、增生能力、白细胞介素合成能力和通过淋巴 细胞的抗体合成能力。严重烧伤的动物在利用受控 白藜芦醇治疗后，其嗜中性粒细胞水平及其黏附率 恢复到接近普通水平，而且存活时间延长。4 应用现状及展望 随着人们对白蔡芦醇研究的不断深入，白藜芦醇在制药工业，特别是食品工业中的应用越来越广。在日本，己将从植物中提取的白藜芦醇作为功能食品添加剂，美国的Paradise Herb Resveratrol， Ltfe Extension，及加拿大的Natrol ResvGratrol均为含有白藜芦醇的保健品。国内也有3家报道，如天津天狮集团生产的“天狮活力康胶囊”、四川康高新制药股份有限公司的“紫金胶囊”和西安纳贝生物 “工程技术有限责任公司“纳贝益生胶囊”，也都是白藜芦醇保健品；另外，还可以将其添加到各种保健果酒中。许多葡萄酒生产厂家已经将白藜芦醇的含量作为检测葡萄酒性能的重要标准之一。 白蔡芦藜是一类具有重要生物学作用的植物性化合物，适量摄入将有利于机体键康。美国伊利诺依斯大学药学院JohnPezzuto博士领导的研究小组早在20世纪90年代的研究报告中就指出“我们希望有一天，如现在许多人服用复合维生素一样，服用一种防癌的保健食品，这就是白藜芦醇”。现在美国已把它作为一种膳食补充剂，其成人每d推荐量为4mg(最好分两次服用，早晚各1次)。 目前世界上有十余个国家和地区在开发白藜芦醇原料及制剂，被喻为继紫杉醇之后的又一新的绿色抗癌药物，被人们广泛关注。天然纯品提取物国内生产厂家甚多，大约有十余家，大部分出口。目前市场价在18-20万元/kg。据有关资料统计表明，目前全球白藜芦醇市场需求量为100余t，未来几年，需求量还有继续增加的趋势，而目前白藜芦醇的生产能力约5060t，由此可见，需求缺口较大，市场前景极为广阔。大力开发白藜芦醇和富含白藜芦醇的植物，将具有良好的经济效益和社会意义。随着对白藜芦醇及其衍生物的深入研究,有望在心血管疾病的药物防治方面开辟新的途径。参 考 文 献1 Opie LH，Lecour SThe redwine hypothesis：from conceptstoprotective signalling moleculesJEur Heart J，2007，28(14)：168316932 赵文晓,戚志平,白云龙,等.白藜芦醇对HERG 钾通道电生理功能的影响J.中国药理学报,2007,23(7):865-869.3 王涛,白云龙,刘妍妍,等.白藜芦醇对豚鼠心室肌细胞钾离子通道的影响J.哈尔滨医科大学学报,2007,41(3):189-191.4 Levia J, Spiizer KW, Kohmo, et al. 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