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氧化应激。当心肌缺血时,机体内氧化与抗氧化作用失 ROS会导致线粒体功能障碍、DNA损伤,从而诱导细胞
衡,导致心肌细胞中 ROS 累积,且血清中的肌酸激酶同 凋亡 ;钙超载和炎症反应亦可诱导心肌细胞凋亡 ;在
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工酶、肌酸激酶、乳酸脱氢酶和丙二醛等含量上升,从而 心肌细胞缺血的条件下,由巨噬细胞释放的肿瘤坏死因
抑制内在抗氧化系统;而且,ROS 容易与细胞磷脂和蛋 子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)可进一步促进 ROS
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白质反应,引起脂质过氧化反应和硫醇基氧化反应,从 的产生,导致细胞凋亡,引发心肌功能障碍 。双苯吡
而导致膜超微结构的改变和一系列细胞蛋白质的功能 酮类化合物 mangiferin 可阻断 TNF-α、血清脂肪酶等多
性紊乱 [19-20] 。心肌再灌注时,ROS因氧供应的突然恢复 种诱导因子的表达,也能抑制 TNF-α诱导的脂质过氧
而大量增加,心肌细胞无法恢复氧化还原平衡,过量的 化,从而抑制细胞凋亡。
ROS可直接损伤细胞成分[包括脂蛋白和脱氧核糖核酸 急性心肌缺血可降低沉默信息调节因子 1(sirtuin
(deoxyribonucleic acid,DNA)等]和线粒体功能,直接影 type 1,SIRT1)蛋白的表达水平,增加 TNF 受体相关因
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响能量代谢,最终导致心肌功能丧失 。超氧化物歧化 子 6(TNF receptor-associated factor 6,TRAF6)和 ROS 的
酶(superoxide dismutase,SOD)是减少甚至消除 ROS 的 含量,因而SIRT1的降低和TRAF6的激活均被认为是造
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重要抗氧化酶之一,具有清除有害氧自由基的能力 [22-23] 。 成细胞凋亡的原因之一 。有研究指出,通过激活
SOD活性降低会导致氧自由基过量,使生物系统中超氧 SIRT1- ROS-TRAF6信号通路中的SIRT1可减少心肌缺
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阴离子和过氧化氢累积,从而产生羟基自由基,导致脂 血性损伤 。双苯吡酮类化合物mangiferin可显著增加
质过氧化,造成心肌细胞的进一步损伤 [24-26] 。 SIRT1 和腺苷一磷酸依赖的蛋白激酶的表达,从而增加
自由基清除剂和抗氧化剂可以防止心肌缺血/再灌 过氧化氢酶体增殖物激活受体和转录因子蛋白的表达,
注引起的心脏损伤 。双苯吡酮类化合物具有较强的 减少p66蛋白的表达,进而增强细胞的抗氧化能力,减少
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抗氧化活性,是很好的自由基清除剂和抗氧化剂,其对 氧化应激和高糖诱导的细胞凋亡 。
3.2.2 调控Bcl-2和p53基因表达 原癌基因Bcl-2和抑
超氧阴离子、羟基自由基和过氧化氢的清除能力与其浓
癌基因 p53 可调节细胞的凋亡过程。Bcl-2 是一种可以
度呈正相关 [28-30] ;同时,双苯吡酮类化合物还可抑制心
通过增强细胞抗氧化功能并抑制 ROS 分泌来阻止细胞
肌组织中脂质过氧化物的产生,可作为有效的氧化酶抑
凋亡的生存基因;p53基因是一种能够抑制Bcl-2表达并
制剂,并能够以这种方式减少心肌缺血过程中超氧化物
促进细胞凋亡的转录因子,可提高促凋亡蛋白Bax的表
自由基的产生,还能够加快心肌缺血后的功能恢复,该
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达,在缺氧导致的细胞凋亡过程中起到决定性作用 。
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机制可能与其苯环上连有大量的游离羟基有关 。从
当心肌缺血缺氧时,Bcl-2基因家族编码蛋白Bax、Bak聚
知母中分离出来的双苯吡酮类化合物芒果苷(mangife-
集到线粒体上,导致线粒体外膜形成孔道、线粒体膜通
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rin)是一种具有强大治疗活性的抗氧化剂 ,其可通过
透性转换孔打开,线粒体基质可以通过线粒体膜通透性
将自身的羟基氢原子转移至ROS,与ROS的未配对电子
转换孔与细胞质进行离子交换,使跨膜电位下降,引起
结合,改变ROS的化学结构,抑制ROS对心血管系统的
线粒体肿胀,导致外膜压力过高而破裂,释放出线粒体
损伤,从而对异丙肾上腺素诱导的心脏再灌注损伤模型
内细胞色素 C 等促凋亡因子,与凋亡蛋白酶激活因子 1
大鼠发挥心脏保护作用 。从穿心草中提取分离出来
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结合以激活胱天蛋白酶 9(caspase-9),后者引发的 cas-
的 1-羟基-3,5-二甲氧基双苯吡酮(1-hydroxy-3,5-dime-
pase级联反应将进一步诱导细胞凋亡(图2) 。研究表
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thoxyxanthone)、1,3,5-三羟基双苯吡酮(1,3,5-trihy-
明,双苯吡酮类化合物 mangiferin 可以显著降低因心肌
droxyxanthone)、1-甲氧基-3,5-二羟基双苯吡酮(1-me-
缺血/再灌注而导致的心肌细胞中Bcl-2的下调和p53的
thoxy-3,5-dihydroxyxanthone)等双苯吡酮类化合物对局
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上调,从而保护心肌细胞 。
部缺血/再灌注导致的心律失常有显著的改善作用,并且
能提高心肌细胞的存活率,减少因缺氧/再氧化而导致的
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乳酸脱氢酶的释放 。从川东獐牙菜中提取的双苯吡
酮类化合物雏菊叶龙胆酮(bellidifolin)能够在再灌注期
间有效加快大鼠心脏功能的恢复,减少大鼠离体心脏中
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肌酸激酶的释放,并且能显著缩小心肌梗死面积 。
Bcl-2基因家族编码蛋白(Bax、Bak) 钙离子 钠离子 氢离子 凋亡蛋白酶激活因子1
3.2 抑制心肌细胞凋亡 线粒体通透性转换孔打开 线粒体基质 细胞色素C等促凋亡因子 caspase-9
3.2.1 抑制氧化诱导的细胞凋亡 心肌细胞凋亡可造 图2 线粒体参与细胞凋亡的机制
成大量心肌细胞损失和心肌功能障碍,甚至引发心肌纤 3.3 促进线粒体自噬
维化,导致心肌不可逆损伤,是心肌缺血损伤的主要形 心肌细胞的正常代谢非常依赖于线粒体产生的腺
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式 。抑制心肌细胞凋亡可明显减少心肌梗死,改善心 苷三磷酸,因此与许多其他类型的细胞相比,心肌细胞
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肌收缩功能,保护心肌 。当氧化应激过度时,大量的 对线粒体的功能障碍更敏感 。线粒体自噬是一种选
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·3050 · China Pharmacy 2021 Vol. 32 No. 24 中国药房 2021年第32卷第24期