白藜芦醇对心血管系统的保护作用

　　作者：杨春玲,刘义　　

　　【关键词】 白藜芦醇,心血管,保护作用

　　白藜芦醇(3，4，5-三羟基二苯乙烯)是一种多酚类物质，存在于许多植物如花生、葡萄内，其药理价值的发现源于流行病学调查观察到的所谓“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。 本文主要从抗氧化、抗细胞凋亡、抗增殖、抗动脉粥样硬化等方面对白藜芦醇的心血管的保护作用及其机制作一综述。

　　1 抗氧化和自由基清除

　　氧化应激反应即自由基生成与抗氧化保护作用之间的失衡，可能是心血管疾病的一个重要发病机制。白藜芦醇与多酚类其他化合物一样，具有显著的抗氧化和自由基清除能力。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O2- 的亲和性更高,并能与SOD 竞争以清除O2-[2]。在自由基作用下容易发生脂质过氧化,并造成生物膜结构破坏,影响细胞功能,研究表明,白藜芦醇能有效抑制脂质过氧化。Frankel 等[3]最早发现反式白藜芦醇能抑制Cu2+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Cu2+诱导的LDL 氧化作用更为明显,主要在于白藜芦醇具有很强的Cu2+螯合能力。另外,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-S-转移酶的水平,增强细胞抗氧化能力[4]。白藜芦醇可增加抗氧化酶活性，降低ROS水平，并通过影响胞内Ca[2+] 浓度和线粒体膜的稳定性，从而抑制线粒体内细胞色素c 的释放.由此推测，白藜芦醇抑制oxLDL引起的血管内皮损伤是通过线粒体通路实现的。Paula 等研究了白藜芦醇 对peroxynitrite(ONOO-)介导的血管内皮细胞毒性及相关作用机制。采用ONOO-处理体外培养的牛大动脉内皮细胞，检测细胞活力和胞内还原型谷胱甘肽(Glutathione，GSH) 的含量。结果显示:用白藜芦醇(1～50 μM) 处理的牛动脉内皮细胞未发生损伤，这可能与白藜芦醇影响了胞内GSH的上调机制有关，GSH水平升高使细胞避免了ONOO- 引起的损伤，表明GSH在细胞存活中起有重要作用。白藜芦醇对GSH的影响提供了一种新的心血管保护作用机制，并可能成为治疗新策略。

　　2 抗凋亡

　　据报道，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-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。 目前研究表明白藜芦醇可通过抗凋亡作用而保护血管内皮细胞。oxLDL对体外培养脐静脉内皮细胞的毒性作用可诱导细胞凋亡或细胞坏死。oxLDL 破坏了细胞膜对胞内蛋白的渗透性，乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH ) 等从胞质内渗漏出细胞外，引起脐静脉内皮细胞坏死。Ou[5]等的研究结果显示，在氧化应激过程中，活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS ) 的生成、Ca2+浓度变化引起的线粒体细胞色素c 释放以及caspase-3 的激活，均可引起脐静脉内皮细胞凋亡，线粒体释放细胞色素c 激活caspase-3， 最终介导细胞凋亡[6]而经白藜芦醇预处理后，这些因素所引起的脐静脉内皮细胞凋亡明显减少。赵文晓[7]等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-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-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

　　研究表明，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-1) 、内皮性白细胞黏附分子(sE-selectin) 、血管细胞黏附分子-1 (sVCAM-1) 等的表达。白藜芦醇也能抑制多种激动剂如白介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子(TNF)-α、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[8]。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[9]。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 - 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[10]。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, 10 ～100 μmol/L白藜芦醇减少γ - 干扰素的产生,同时减少了γ - 干扰素引起的由吲哚胺2, 3 - 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- 1 (heme oxygenase-1, HO-1 )是体内重要的细胞间抗炎机制。Juan等[11]指出,白藜芦醇在较低浓度(≤10 μmol/L )可以经核转录因子κB(nuclear factorκB, NFκB)途径,诱导HO-1 的产生;在≥20 μmol/L时,则降低HO-1 的表达和启动子的活性。而Chen等[10]933-1000证实,白藜芦醇通过Akt/蛋白激酶B以及ERK1 /2信号通路增加Nrf-ARE蛋白水平,从而促进HO-1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, 10～100 μmol/L白藜芦醇可抑制同型半胱氨酸的形成。

　　4 血管作用

　　4.1 抑制平滑肌细胞增殖

　　血管平滑肌细胞增生对动脉粥样硬化的发生具有重要意义，白藜芦醇通过多种途径抑制血管平滑肌的增生。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- 4 - 羟基芪抑制DNA 聚合酶α和λ。其次， 白藜芦醇(25 μmol/L)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- 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(6.25～12.5 μmol/L )抑制血管平滑肌增长，但不通过凋亡;更高浓度白藜芦醇(25 μmol/L)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- 1(endothelin-1， ET-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-1 的产生及活性。Chao等[12]证实，血管紧张素Ⅱ引起平滑肌细胞增生、ET-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-1的产生，白藜芦醇对这一过程起抑制作用。

　　4.2 促使血管舒张和上调内皮型一氧化氮合酶(eNOS)

　　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-1 (ET-1) 是一个重要的先行分子。在对人的临床前研究和动物实验中，显示在冠脉痉挛性疾病中血清ET-1 会持续升高，内皮素受体阻滞剂则可以显著减轻这些疾病的症状。白藜芦醇已被发现可作为ET-1 的拮抗剂，可以拮抗ET-1对大鼠的杀伤效应，并能够抑制由ET-1 所致的血压升高。白藜芦醇还可通过逆转ET-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，这可解释动脉粥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 μmol/ 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-1 蛋白的生成。在高胆固醇血症的兔子模型中，白藜芦醇可减少血浆ET-1 水平，并显著升高NO水平。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。

　　另外一个心血管保护效应机制是白藜芦醇能够影响血管内皮细胞生成NO。短期效应中，NO 具有舒张血管和抗血小板聚集的特性。从长期效应看，NO 可诱导保护心血管系统基因的表达，并能限制致动脉粥样硬化的血浆蛋白进入血管壁。在50～100 μmol/ L 浓度下，白藜芦醇可使得培养的肺动脉内皮细胞eNOS 表达增加3倍，而在10 μmol/ L时没有任何效果。随后的实验[13]发现白藜芦醇在孵化24～72 h 的HUVECs 中以一种浓度和时间依赖的方式上调eNOS mRNA的表达(最高可达2.8 倍)，使得eNOS 蛋白和来自于eNOS 的NO 的产量也同时增加。Wallerath T 等[14]在随后的实验中发现在红酒提取物中，白藜芦醇是最强的刺激eNOS 转录和表达的多酚类物质。红酒能促进eNOS 表达的作用大部分是来源于白藜芦醇，只有少部分是来源于其他多酚类物质的作用。白藜芦醇的这种作用提示，活化的eNOS 水平的升高及随后的内皮NO 的释放可对抗内皮功能紊乱的发生，从而支持了白藜芦醇和多酚类物质对心血管系统的长期保护作用。

　　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NF-κB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。

　　虽然许多体外实验和有限的动物模型证实了白藜芦醇是一个强有力的抗氧化剂和能够干扰许多传导通路，但它对人体治疗的有效性尚未确立。直到现在，只有抗氧化和血管舒张效应不仅在体外，而且在动物模型中也得到了证实。今后的实验应更多地利用生理浓度的白藜芦醇和建立更多种的动物模型，随着对白藜芦醇研究的深入，有望为开发利用白藜芦醇提供实验依据，并促进其早日从基础实验走向临床应用，成为治疗动脉粥样硬化、心肌缺血、高血压等严重危害人类健康的心血管疾病的有效药物。

　　【参考文献】

　　[1] Opie LH，Lecour S.The red wine hypothesis：from concepts to protective signalling molecules[J].Eur Heart J，2007，28 (14)：1683-1693.

　　[2] Hattori R，Otani H，Maulik N，et al.Pharmacological preconditioning with resveratrol：Role of nit ric oxide[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2002， 282 (6)，H1988-H1995.

　　[3] Frankel EN，Waterhouse AL，Kinsella J E，et al.Inhibition of human LDL oxidation by resveratrol[J].Lancet，1993，341 (8852)：1103-1104.

　　[4] Yen GC，Duh PD，Lin CW.Effects of resveratrol and hexylresorcicol on hydrogen peroxide induced oxidativeDNA damage in human lymphocytes[J].Free Radic Res，2003，37 (5)：509-514.

　　[5] Ou HC，Chou FP，Sheen HM，et al.Resveratrol, a poly phenolic compound in red wine, protects against oxidized LDL-induced cyto-toxicity in endothelial cells[J].Clin Chim Acta，2006，364 (1-2)：196–204.

　　[6] KIRKINV，JOOSS，ZORNIGM.The role of Bcl-2 family members intumorigenesis[J].Biochim Biophys Acta，2004，1644(2-3):229-249.

　　[7] 文晓，杜娟，张妍，等.白藜芦醇对冠脉结扎诱发大鼠急性心肌缺血的保护作用的研究[J].哈尔滨医科大学学报，2006，40 (3)：188-191.

　　[8] Pendurthi UR, Williams J T, Rao LV，et al.Resverat rol，a polyphenolic compound found in wine， inhibits tissuefactor expression in vascular cells [J].Clin Chim Acta，2006，364 (122):196-204.

　　[9] Li HF, Tian ZF, Qiu XQ, et al.A study ofmechanisms involved invasodilatation induced by resveratrol in isolated porcine coronary artery[J].Physiol Res，2006, 55 (4): 365 – 372.

　　[10] Chen CY，Jang JH，L IMH， et al. Resveratrol up regulates hemeoxygenase21 expression via activation of related factor inPC12 cells[J].Biochem Biophys Res Commun，2005，331(4 )：993 – 1000.

　　[11] Juan SH, Cheng TH, Lin HC, et al.Mechanism of concentration dependent induction of heme oxygenase-1 by resveratrol in humanaortic smooth muscle cells[J].Biochem Pharmacol，2005，69 (1):41–48.

　　[12] Chao HH, Juan Sh, Liu JC, et al.Resveratrol inhibits angiotensinII induced endothelin-1 gene exp ression and subsequent proliferationin rat aortic smooth muscle cells[J].Eur J Pharmacol，2005，515(1 - 3)：1-9.

　　[13] Yang LC， Wang F， Liu M.A study of an endothelin antagonist from a Chinese anti-snake venom medicinal herb [J] .J Cardiovasc Pharmacol，1998，31:S249-250.

　　[14] Wallerath T, Li H, Godtel Ambrust U, et al.A blend of polyphenolic compounds explains the stimulatory effect of red wineon human endothelial NO synthase [J].Nitric Oxide，2005，12:97-104.