川乌毒理学作用及影响心律失常的机制研究动态

川乌毒理学作用及影响心律失常的机制研究动态

四川苦艾酒是毛科植物的干燥母根，具有轻度的空气、轻微的味道、辛辣味道和大麻舌头。主要化学成分为双酯二碱，包括吴碱、次吴碱、jus乌尔碱和异翠雀碱。研究表明,川乌有抗炎、麻醉镇痛、扩血管降压、强心、降血糖、抑制肿瘤细胞生长等药理作用,其功效是由乌头生物碱类物质决定,但其毒副作用亦是乌头生物碱类物质造成。由于川乌的药用剂量与中毒剂量很接近,因此,用药必须谨慎,以避免发生不良反应。笔者现通过总结川乌毒理学作用及影响毒理学作用因素的研究动态,为深入研究川乌提供参考并对川乌的临床应用提供理论支持。1中毒的本质1.1心功能异常的患者心脏毒性一直被认为是川乌的主要毒性。李氏等对1997-2006年10年间乌头类中药中毒临床文献进行了统计分析,在收集的355篇临床文献中有139篇是关于川乌中毒。乌头类中毒的大部分患者出现心律失常,其中室性早搏者占心律失常的比例高达60%,约10%的患者出现心脏骤停或阿-斯综合征,另外也有血压下降、心悸、中毒性心肌炎等情况发生。有文献报道,乌头碱类中药致心律失常的特点是多样易变,以频发室性早搏最常见。川乌的主要成分乌头碱导致心律失常的心电图异常率可达80.1%~88.0%,呈多形性改变,称紊乱性心律失常,其中以室性心律失常最常见,表现为房性、交界性和室性期前收缩、心动过速、心房颤动,严重的患者可能出现室性心动过速和心室颤动。缓慢型心律失常也比较容易发生,如窦性心动过缓、房室传导阻滞等,还可在心电图上表现为ST段变化和QT间期延长等。乌头碱急性中毒致严重室性心律失常通常表现为频发多源性室性早搏,其中以伴发多形性、单形性室性心动过速或尖端扭转型室性心动过速多见。川乌导致心脏毒性的机理研究大多集中在乌头碱,其作用和机制有以下几方面。1.1.1内流,受精心致死与细胞膜电压门控型Na+通道结合,抑制其关闭失活,导致Na+持续内流,影响细胞膜电位的正常,导致细胞膜持续去极化,从而引发严重的心律失常。乌头碱被认为是Na+通道的激活剂,在C-14和C-8位置各有一个苯甲酰酯侧链,乌头碱通过膜的亲脂部分而到达Na+通道感受器。1.1.3h-还原型形成酶的活性研究有研究表明,乌头碱能抑制心肌线粒体中细胞色素氧化酶(CCO)、乳酸脱氢酶(LDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)以及还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶(NADHD)的活性。损害心肌的机制可能是抑制心肌三羧酸循环和呼吸链的氧化磷酸化作用,使心肌有氧代谢障碍,供能不足,导致心功能紊乱。心肌缺氧时间的长短是心肌损害可逆与否的决定因素。1.1.4脂质过氧化反应在乌头碱诱导的心律失常中,饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比例是脂质过氧化反应中最明显的标志。研究发现,乌头碱诱导心律失常时,心脏磷脂中的多烯脂肪酸比例减少和饱和脂肪酸增多使循环系统和呼吸系统组织缺氧,激活脂质过氧化反应,诱发心律失常的产生。1.1.5损害心肌细胞超微结构大鼠乌头碱中毒后,心肌细胞中的超微结构出现损害,其中较为突出的是线粒体、膜系统和闰盘的改变。1.1.6诱导心脏疾病的死亡研究表明,乌头碱可以导致心肌细胞产生凋亡,并且在乌头碱中毒的不同时间段凋亡细胞数量也不相同。1.2川乌提取液用量对小鼠神经系统系统的影响神经系统通常被认为是川乌作用的靶器官之一。外周神经系统损伤通常表现为皮肤蚁行感、刺痛以及麻木;中枢神经系统损伤则主要表现为头晕、视物不清、昏迷等。乌头碱作用于神经系统主要机制为使中枢神经系统和周围神经先兴奋后抑制,阻断神经-肌肉接头的传导功能。神经-肌肉接头传导阻滞的原因主要是由于过度的突触前去极化导致神经动作电位和终板电位阻滞。重度中毒者因位于延髓的呼吸和血管运动中枢麻痹,导致呼吸抑制,血压下降。组织缺氧后,机体正常的氧化还原的动态平衡被破坏,形成严重的氧化应激状态,从而激活促凋亡基因,引起组织器官细胞的凋亡。通过对离体的小鼠肌肉神经隔膜中乌头碱和海帕乌头碱对神经肌肉阻滞作用机制的研究,发现由乌头碱和海帕乌头碱引起的神经肌肉阻滞是由于降低了诱发的量子化的释放而引起的。这种结果的机制主要是由于乌头碱阻断了神经化合物的动作电位。严氏等通过Morris水迷宫实验,表明生川乌提取液在27.6g原药材/kg体质量剂量下对小鼠的记忆获得能力有一定影响,可能的原因是由于川乌中含有一定量的东莨菪碱,与东莨菪碱对大脑神经元突触中乙酰胆碱产生拮抗作用有关;另外,实验还观察到川乌提取液对小鼠中枢神经系统产生的抑制作用,影响了小鼠的自发活动。赵氏等发现,在给犬连续服用20mg/kg川乌后,犬的中毒症状首先表现为后肢无力,不能站立,行动障碍,并且伴有肌肉的震颤。症状逐渐加重,前肢也逐渐出现功能障碍。组织病理学结果观察到给药组动物脊髓胸段灰质内部分的神经元肿大,腰段灰质内多数神经元胞浆淡染呈现细颗粒状,或见胞浆呈现雪花状、风轮状、柳叶状的空泡改变,神经细胞可见坏死崩解、卫星现象、噬神经细胞现象,Nissl小体崩解成微细颗粒。这些组织病理学改变与临床症状较为一致,说明脊髓运动神经元是川乌毒性的主要靶器官之一。1.3上消化道出血川乌的消化系统毒性作用在临床上主要表现为恶心、呕吐、胃部烧灼感、流涎及腹痛、腹泻等,也有个别患者出现上消化道出血等症状。生川乌水煎液的长期毒性实验结果显示,动物胃平滑肌细胞的线粒体嵴减少、线粒体明显肿胀,胃壁内分泌细胞的线粒体同样肿胀,肠上皮细胞的线粒体嵴部分消失,线粒体轻度肿胀。1.4治疗脏器毒性川乌以及其他乌头类中毒出现泌尿系统毒性症状的比较少,只在个别案例中出现了肾衰竭、蛋白尿等情况。由于乌头碱可以导致心功能障碍,心功能障碍又能使肾脏产生缺血、缺氧,而乌头碱是经肾脏代谢后随尿液排出体外,所以,乌头碱在代谢过程中毒性对肾可能产生损害作用。乌头碱在体内的代谢过程迅速,对机体的组织器官毒性作用时间比较短,快速消除后随尿排泄。研究发现,乌头碱中毒大鼠的肾小管上皮细胞在第1日就能出现凋亡现象,第3日凋亡细胞数量达到峰值,第6日凋亡细胞数量逐渐减少,毒性作用消失后,组织细胞可以逐渐恢复到正常代谢水平。1.5乌苏叶碱在sd大鼠经口毒性实验中的作用在动物实验中,川乌中毒会导致动物呼吸功能障碍;临床上也有中毒者因为位于延髓的呼吸运动中枢麻痹,导致呼吸抑制的病例。研究发现,在SD大鼠3个月长期毒性实验中,生川乌对SD大鼠经口染毒3个月后,对肺组织无明显的毒性。在乌头碱对胎鼠肺成纤维细胞的毒作用显示,当乌头碱达到50ng/mL浓度时,对原代的肺成纤维细胞无氧化损伤作用和促进细胞凋亡的作用;但当乌头碱浓度达到100μg/mL和50μg/mL时,对CHL细胞可以产生DNA损伤作用。1.6不同剂量治疗可显著抑制大鼠颗粒细胞细胞增殖及致畸性的作用临床上迄今未见有川乌致生殖毒性的报道,但一些文献通过体外实验的方法研究了乌头碱的生殖毒性。有研究表明,乌头碱在5×101、5×102ng/mL剂量时可促进大鼠睾丸支持细胞的增殖及乳酸分泌量的增加,5×103ng/mL可抑制大鼠睾丸支持细胞的增殖,降低其对乳酸分泌的刺激作用。在大鼠卵巢颗粒细胞体外培养时发现,5×103、5×104ng/mL乌头碱可明显抑制大鼠颗粒细胞的增殖;5×104ng/mL乌头碱组细胞悬液中丙二醛含量明显高于溶剂对照组。可认为乌头碱在浓度高于5×103ng/mL时,对雌性大鼠卵巢颗粒细胞有毒性作用,主要表现为抑制颗粒细胞的增殖及对细胞的氧化损伤作用。在大鼠黄体细胞体外培养时发现,5×104ng/mL乌头碱可明显抑制大鼠黄体细胞的增殖,乌头碱5×102、5×103ng/mL和5×104ng/mL组孕酮的分泌明显低于溶剂对照组。由此认为,乌头碱浓度高于5×102ng/mL时,对雌性大鼠卵巢黄体细胞有毒性作用,主要表现为抑制黄体细胞的增殖及抑制激素的分泌。在对生川乌胚胎毒性及致畸性研究中发现,生川乌在13.0g原药材/kg剂量下对大鼠受精卵着床和着床后胚胎存活均无影响,对胎鼠外观、内脏、骨骼也无致畸作用。另有实验结果显示,小鼠器官形成期给予高剂量生川乌,孕鼠子宫内膜厚度减少,子宫胎盘重量、子宫胎儿胎盘总重降低,活胎数减少,吸收胎数增加。2影响川乌毒性作用的因素2.1制剂药物毒性川乌炮制的方法繁多,有传统的浸制、煮制、蜜制、甘草制、醋制、豆腐制、黑豆制等,以及现代改良后的方法,如盐煮法、热压法、热烘法等。不同的炮制方法炮制出的药物毒性差距很大。现有资料表明,服用酒剂、汤剂中毒的病例数要远远多于进行食疗或服用丸剂者。杨氏等研究川乌生片与炮制后毒性,动物实验结果表明,川乌生片毒性比炮制后大,炮制后毒性降低,但炮制后药效作用减弱,甚至失去了应有的镇痛作用。同一种炮制方法,如果炮制的时间不同,毒性与药效也不同。川乌中的生物碱不稳定,经加热会分解,因此,对川乌的煎煮要掌握好时间,保证川乌的生物碱有最大的煎出率。2.2川乌水饼液中双酯型衍生物的含量川乌在临床上通常都是与其他中药共同使用,这就存在药物之间的相互作用。有文献报道,通过灌胃给药,川乌与白芍配伍水煎液的LD50明显大于没有配伍的川乌水煎液,表明川乌和白芍配伍后川乌毒性的作用下降。生川乌与生半夏、全瓜蒌、瓜蒌皮、瓜蒌仁、浙贝母、白及配伍时,比生川乌单煎后的双酯型生物碱含量有所增加,其中与全瓜蒌、瓜蒌皮、浙贝母、白及配伍双酯型生物碱含量增加尤其明显。而当生川乌与法半夏、川贝母、白蔹共煎后,双酯型生物碱含量会明显降低或变化微弱(与白蔹共煎变化微弱),这些数据与急性毒性实验以及药理学实验数据相符。2.3乌的保存方式及时间、川乌的质量也影响着毒性的发展川乌的产地不同,受当地的气候以及环境的影响,生物碱含量有一定差异,毒性也不全相同。川乌的保存方式和时间、川乌的质量也会影响川乌的毒性。有文献报道,川乌用乙醇溶解并保存半年后,则毒性基本消失。被虫蛀过的生川乌LD50比没有被虫蛀的川乌大,毒性有所降低。另外,机体的健康状况、年龄、性别、营养状况、生活方式以及服药的方式等都可能是影响川乌毒性的因素。3川乌之间的毒性研究问题近年来,随着国内外有关中药中毒事件的报道,逐渐改变了人们对中药安全性的看法。但深入调查发现,这些中药毒性事件与其使用者不明中药药性有关。川乌作为中医常用的一味药,不但应该研究其药理作用,更应该深入研究其毒性作用以及影响毒性作用的因素。目前在川乌的研究中还存在一些问题。首先,川乌的成分复杂,目前的毒性成分和有效成分的研究都集中在乌头碱,但川乌中乌头碱所占的比例很小;其次,川乌在体内的毒药物动力学过程以及与机体的交互