人参皂苷对脏器缺血再灌注损伤保护作用研究进展

人参是我国传统的名贵中药材，其化学成分复杂，生物活性广泛，药理作用独特。大量的研究已证实，人参皂苷是人参的主要有效物质，一直是中外学者与药物研发人员研究的热点。随着现代分离和分析技术的进步，到目前为止，已分离出人参皂苷单体40余种，其中主要含有人参皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rg1和Re，占人参皂苷总量的80%以上[1]，其余皂苷只占总量的一小部分，被称为稀有人参皂苷，如Rd、Rg3、Rh2和Compound K等。近年来的研究发现，人参皂苷在抗氧化、清除氧自由基、减轻钙超载及抗细胞凋亡等方面也有较强的药理活性，从而对缺血再灌注后脏器的损伤起到一定的保护作用。本文就人参皂苷对脏器缺血再灌注损伤保护作用这一方面的研究做一简要概述。

1缺血再灌注损伤的概念

及发生机制缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury，IRI)的概念由Jennings在1960年首先提出，是指各种原因导致组织、器官缺血、缺氧，当再灌注后不仅不能使组织、器官功能恢复，反而加重组织、器官的功能障碍和结构破坏，这种现象即为缺血再灌注损伤。在机体内，由于各种原因可导致许多组织器官(如心、脑、肺、肝、肾等)发生缺血再灌注损伤，从而影响组织器官的功能恢复，甚至导致组织器官的衰竭。目前，缺血再灌注损伤的具体机制仍尚未完全阐明，大量的研究发现，氧自由基、钙超载、中性粒细胞及炎性因子的释放、微循环及能量代谢障碍、细胞凋亡等均可能参与了缺血再灌注损伤的发生。由此可见，组织器官的缺血再灌注损伤是由多种因素参与、并且相互之间能够产生影响、通过多种途径共同发挥作用的极其复杂的病理生理过程。

2人参皂苷对脏器IRI的保护作用

2.1心肌缺血再灌注损伤的保护作用：在器官缺血再灌注损伤中，心肌的缺血再灌注损伤发生率最高，心肌发生缺血再灌注损伤后可表现为心肌舒缩功能的下降，再灌注性心律失常，心肌能量代谢障碍以及心肌超微结构的改变和心肌细胞的凋亡。目前的研究表明，人参皂苷能够对心肌缺血再灌注损伤起到有效的保护作用。陈红霞等研究发现，人参皂苷Rb1能够改善心肌缺血、缩小梗死面积，通过增强抗氧化酶活性、减少氧自由基对心肌的氧化损伤，并上调eNOS的表达来抑制受损心肌细胞的坏死，从而发挥抗心肌缺血再灌注损伤的药效[2]。

张力等采用结扎-开放左冠状动脉前降支(LAD)法建立糖尿病大鼠心肌缺血/再灌注模型，于缺血前10min给予人参皂苷Rb1预处理，结果发现人参皂苷Rb1也能减轻糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤[3]。且进一步的研究表明[4]，人参皂苷Rb1预处理可能是通过激活eNOS，促进NO生成，抑制心肌细胞脂质过氧化反应来减轻糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤。人参皂苷Rb1还可以在糖尿病大鼠心肌通过激活PI3K促进Akt的表达，使心肌梗死面积和心肌细胞凋亡明显减少，从而减轻糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤[5]。刘咏芳等研究亦发现，人参皂苷Rb1后处理能有效促进大鼠缺血心肌冠状动脉侧支血管生成[6]，可能机制是通过上调心肌VEGF蛋白表达，持续稳定地促进血管新生，促进缺血心肌功能的恢复，从而对缺血再灌注损伤的心肌起到有效的保护作用。而Tsutsumi等研究发现，人参皂苷CK预处理能够减少Ca2+诱导引起的线粒体膨胀[7]，通过激活PI3K/Akt信号通路，使eNOS磷酸化，促进NO生成，抑制心肌细胞脂质过氧化反应，从而减轻小鼠心肌缺血再灌注损伤。上述研究说明人参皂苷能够通过减少自由基对心肌的氧化损伤，抑制细胞凋亡，促进缺血心肌血管生成、改善冠脉循环等途径来对缺血再灌注损伤的心肌起到保护作用。但大部分仍处于动物实验阶段，未见临床研究报道。

2.2脑缺血再灌注损伤的保护作用：人参皂苷对脏器缺血再灌注损伤的保护作用研究中，脑IRI的研究最多，其作为复方制剂的主要成分之一已应用于脑血管疾病的治疗。胡霞敏等以线粒体作为脑缺血再灌注损伤的重要靶标，通过保护或恢复缺血再灌注后脑组织中线粒体功能[8]。改善能量代谢来对抗脑缺血再灌注损伤的研究表明，脑缺血再灌注损伤后，人参皂苷Rg1能明显改善脑缺血再灌注损伤大鼠的神经功能、降低脑梗死体积及减轻脑水肿程度。而且，还能明显地减轻线粒体损伤，对缺血再灌注造成的线粒体ATP酶，NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素C氧化酶及SOD，GSH-Px酶活性的降低有明显的上调作用，降低了MDA含量，从而对脑缺血再灌注损伤起到明显的保护作用。人参皂苷也能通过促进Bcl-2蛋白表达、抑制Bax蛋白表达、提高Bcl-2/Bax比值，从而抑制了脑缺血再灌注后诱发的神经细胞凋亡，对损伤的脑组织起到保护作用[9]。王巧云等研究发现，人参皂苷Rg1还能够抑制损伤脑组织中总NOS的活性，通过抑制NO的过量产生，从而降低脑缺血再灌注损伤后的神经功能障碍评分[10]，增加海马CA1区椎体细胞存活数，对脑缺血细胞起到保护作用。而鲁瑶等研究人参皂苷Rd不同剂量(5、10、20、40、80 mg/Kg)预先给药对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的保护作用发现[11]，小于40 mg/kg时，其保护作用随剂量的增加而增加，存在一定的量效关系。当达到80 mg/kg时，保护作用反而下降，从而证实了人参皂苷Rd的保护作用与剂量有关，提示临床用药必须选择合适的剂量。最近研究表明[12]，人参皂苷Rb1亦能通过抑制缺血再灌注后释放的细胞因子所引起的炎性反应，来保护脑组织的损伤。且余录等的研究，也进一步证实了人参皂苷Rb1可能通过抑制细胞因子介导的JAK2/STAT3信号途径保护脑缺血再灌注损伤[13]。由此可见，人参皂苷能够通过抑制细胞因子产生而减轻炎性反应、调剂NO的活性、增加脑血流量、改善缺血损伤部位的细胞微环境及能量代谢，减少神经细胞凋亡等途径，对缺血性脑损伤产生保护作用，为缺血后的脑组织恢复创造有利条件。而且人参皂苷Rd等少数单体已进入到临床三期试验阶段，并且可以在临床上使用。

2.3肺缺血再灌注损伤的保护作用：人参皂苷对肺缺血再灌注损伤保护作用的研究相对甚少，江沛等早在1997年进行过体外实验的研究[14]，该研究按肺移植供肺获取和保存的方法，通过建立体外肺缺血再灌注损伤模型，将人参皂苷Rb1分为不同剂量组(2、4、8 mg)，于再灌流前加入到50 ml再灌流血液中，测定灌流前后的灌流血液中氧分压(PO2)和二氧化碳分压(PCO2)、灌流期间PAP和气道压(Paw)、灌流后的湿/干肺比重、肺组织中SOD、MDA含量及检查肺组织的病理变化，结果发现，人参皂苷Rb1能够使灌流期间的PAP明显降低，灌流后的肺组织湿/干肺比重明显降低，SOD含量明显升高，MDA含量明显下降，对肺组织的病理变化有明显的改善，使肺组织出血、水肿和透明膜形成减轻。同时发现，再灌流血液中人参皂苷Rb1浓度为40 mg/L时，对肺缺血再灌注损伤无作用，而浓度为80 mg/L和160 mg/L时，对肺缺血再灌注损伤有明显的保护作用，但这种作用并不随着用药剂量的加倍而增大，也未发现高剂量用药组有加重肺损伤的情况。说明人参皂苷Rb1具有抗肺缺血再灌注损伤的作用，这可能与其抑制氧自由基的产生和减轻脂质过氧化有关。耿庆等同样通过建立体外肺缺血再灌注模型，将人参皂苷Rb1(0.08 mg/ml)加入含PGE1的低钾右旋糖酐液进行肺灌注及保存[15]，4℃保存12 h后再灌注60 min。灌注过程中检测肺血管阻力(PVR)、肺静脉血氧分压(PO2);灌注完毕测定肺组织含水量(LW)、一氧化氮(NO)、SOD活性和MDA含量;TUNEL法检测肺凋亡细胞并观察肺组织超微结构变化。结果发现人参皂苷Rb1组能够使PVR、LW明显降低，PO2明显升高，肺组织NO、SOD含量明显增高，MDA含量则降低，其细胞凋亡指数亦显著减少，超微结构变化明显减轻。也说明了人参皂苷Rbl能够减轻肺缺血再灌注损伤，其作用机制与清除氧自由基、抗氧化、抗细胞凋亡有关。

2.4肾缺血再灌注损伤的保护作用：IRI是导致肾移植术后急性肾功能衰竭和慢性移植肾丧失功能的关键因素，直接影响肾移植术的成功率及术后生存率，因而如何有效防治肾脏IRI一直是研究者们急需解决的一大难题。Yokozawa研究发现，人参皂苷Rd能够明显提高多种抗氧化酶的活性[16]，从而使血清和肾脏组织内丙二醛的水平显著降低，同时检测到血清中的肌酐和尿素氮含量也相应的降低，提示缺血再灌注损伤引起的肾功能障碍得到明显的改善。而曹霞等通过建立大鼠肾脏缺血再灌注损伤模型(即阻断左肾血流60min后再灌注24 h[17]，复流的同时切除右侧肾脏)，术前给予人参皂苷Re20mg/Kg腹腔注射，1次/d，连续7d。结果发现治疗组给予人参皂苷Re后，大鼠血清内肌酐和尿素氮的含量显著下降，提示人参皂苷Re有减轻肾小管上皮细胞损伤，明显改善了缺血再灌注引起的肾功能障碍，其机制与保护肾脏钠泵和钙泵的功能有关。

2.5肝缺血再灌注损伤的保护作用：肝脏IRI是导致肝切除及肝移植等肝脏外科手术术后器官功能障碍和衰竭以及其他并发症发生的关键因素。为了有效防治肝脏IRI，国外早先采用了缺血预处理的方式，但对于合并有肝硬化的患者却不能起到有效的保护作用[18]。因此，研究者们转向通过药物预处理的方式来需求有效防治肝脏IRI的药物。近年来随着IRI机制的不断深入，研究者们发现中药预处理能够从多层次、多靶点对缺血的肝脏起到适应性的保护作用[19-21]。

以人参皂苷作为有效成分之一的复方制剂———参附注射液，其对肝缺血再灌注损伤的保护作用已得到大量研究证实[22-23]。且郑波等将其应用于临床研究中发现，对行肝切除术的患者术后给予参附注射液[24]，可以在再灌注导致肝损伤过程中减轻对肝细胞和肝窦内皮细胞的损害，抑制氧自由基的生成和脂质过氧化损伤，抑制枯否细胞的激活，从而有效保护肝功能。而以人参皂苷单体的形式来研究其对肝缺血再灌注损伤保护作用的动物实验中，童斌武通过采用Pringle法建立大鼠肝缺血再灌注损伤模型，将人参皂苷Rb1按5 mg/Kg剂量经尾静脉给药[25]，检测再灌注后不同时间点(30、60、180 min)肝组织中HSP表达，SOD、GSH-px活力及MDA的含量变化，结果发现再灌注后30 min和60 min时间点，人参皂苷Rb1能使缺血再灌注大鼠肝脏组织中HSP70含量有所提高，肝组织中SOD、GSH-px的活力增加，MDA含量减少。提示人参皂苷可通过提高HSP70的表达这一途径来对抗肝组织的过氧化损伤，从而对肝缺血再灌注损伤起到一定的保护作用。

许利刚等的研究也发现人参皂苷Rb1可以提高应激时大鼠肝脏HSP70的表达[26]，同时发现肝脏中PKC水平也提高，且HSP70的表达与PKC水平的变化呈正相关，从而表明了人参皂苷Rb1促进HSP70表达是通过激活PKC这一途径实现的。最近，Guo等研究发现，人参皂苷Rb1(20 mg/Kg)后处理可以通过调节ROS-NO-HIF通路，增加肝组织中NO、iNOS的含量[27]，SOD活性，P-Akt和HIF-1α蛋白的表达，减少活性氧以及TNF-α和ICAM-1的蛋白表达，从而对小鼠肝脏热缺血再灌注损伤起到保护作用。同时还发现，应用非选择性NOS抑制剂L-NAME可以抵消这一作用。目前而言，以人参皂苷单体的形式来研究其对肝缺血再灌注损伤保护作用的研究报道相对甚少。因此，人参皂苷对肝缺血再灌注损伤能否起到有效的保护作用及其作用机制和量效关系如何，仍需要大量的实验研究来提供理论依据。

3展望

综上所述，人参皂苷能够针对IRI的发生机制，通过多层次、多靶点的药理效应对脏器缺血再灌注损伤起到良好的保护作用，其作为有效成分之一的复方制剂也在临床中使用，且人参皂苷Rd的研究已经进入临床三期试验阶段。相信随着现代分离及分析技术的不断进步，人参皂苷能在不久的将来应用于临床，是一种极有前景的防治脏器缺血再灌注损伤的药物。

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