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中药调节脂蛋白代谢的有效成分及作用机制研究进展

  2020-10-12    714  上传者:管理员

摘要:近五年共发现37种中药活性成分具有调节脂蛋白代谢的作用。这些成分分别通过改善胰岛素抵抗、抑制炎症反应、调节氧化应激、调节脂蛋白代谢相关酶活性和基因表达等途径发挥作用。目前,对这些活性成分作用点、作用环节的探索仍处于起步阶段,因此,探索中药活性成分调节脂蛋白代谢的作用靶点及相互作用将成为今后研究的重点。

  • 关键词:
  • 中药活性成分
  • 炎症反应
  • 胰岛素抵抗
  • 脂蛋白代谢
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脂蛋白是一类由富含固醇脂、甘油三酯的疏水性内核和由蛋白质、磷脂、胆固醇等组成的外壳构成的球状微粒。脂蛋白代谢主要指血脂成分(胆固醇、甘油三酯、游离脂肪酸、磷脂等)在体内转运、分解和利用的过程。该过程由全身多种组织器官的神经、激素、酶等经多层次、多途径进行调节。这些调节过程的异常会导致脂代谢紊乱和有关器官的病变,引发高脂蛋白血症、糖尿病、肥胖症、脂肪肝、冠心病等。中药在调节脂蛋白代谢方面具有独特而显著的优势。近年来,具有良好降脂或调脂作用的中药活性成分不断被发现,相应的作用机制研究也取得较大进展。本文对此进行系统综述,以期为该领域下一步研究提供参考。


1、对脂蛋白代谢有调节作用的中药活性成分


血脂异常指人体内脂蛋白的代谢异常,主要包括总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)升高和/或高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)降低等。许多中药活性成分可有效改善脂质水平,逆转脂蛋白代谢紊乱。研究发现,对高脂饲料诱导的高脂血症或动脉粥样硬化(AS)动物模型,原花青素、灵仙新苷、虎杖苷均可降低其血清TC、TG、LDL-C水平[1,2,3];丹参素、亮叶杨桐总黄酮、青钱柳多糖、黄精多糖、丹皮酚可剂量依赖性地降低其血清TC、TG、LDL-C水平,升高HDL-C水平[4,5,6,7,8];桑叶总多糖、总生物碱、总黄酮均可剂量依赖性地降低其血清游离脂肪酸水平[9];苏子油、黄连素可显著降低其主动脉脂质面积百分比,明显改善其血管内膜管壁脂质沉积、管壁增厚及管腔狭窄[10,11]。对高脂饲料加链脲佐菌素制备的2型糖尿病(T2DM)、胰岛素抵抗(IR)大鼠模型,五味子多糖能显著降低其血清TG、TC水平[12];三七多糖、玉米须总皂苷可时间依赖性地降低其血清LDL-C、TG水平,升高HDL-C水平,并减少其肝脏脂肪颗粒沉积[13,14,15];黄芪多糖、榅桲叶总黄酮、荞麦壳黄酮、桑叶多糖可剂量依赖性地降低其血清TC、TG、LDL-C水平,有效改善脂蛋白代谢产物过度蓄积,纠正肝脏脂蛋白代谢紊乱[16,17,18,19]。对通过去卵巢建立的脂蛋白代谢紊乱豚鼠和大鼠模型,苦菜总黄酮、枸杞多糖可剂量依赖性地降低其血清LDL-C、TG、TC水平,升高HDL-C水平,调节脂蛋白代谢失衡[20,21]。


2、中药活性成分调节脂蛋白代谢的作用机制


2.1改善胰岛素抵抗

瘦素(LP)、脂连蛋白(ADPN)、抵抗素是由脂肪细胞分泌的内源性生物活性多肽或蛋白质,又称脂肪组织特异分泌因子(ADSF),是一类与胰岛素抵抗密切相关的细胞因子[22,23]。ADSF对胰岛素抵抗具有双向调节作用[24],多种中药活性成分可通过调节ADSF和胰岛素水平,改善脂蛋白代谢紊乱。对于T2DM模型大鼠、胰岛素抵抗模型小鼠和高脂血症模型小鼠,三七多糖可时间依赖性地降低其血清胰岛素抵抗指数[13];玉米须总皂苷、榅桲叶总黄酮、桑叶多糖、桑叶1-脱氧野尻霉素(DNJ)、氧化苦参碱、三白草总黄酮、桑酮碱、泽泻多糖均可剂量依赖性地降低其血清空腹胰岛素(FINS)水平,有效降低胰岛素抵抗指数和胰岛素敏感指数[14,17,19,25,26,27,28,29]。对于T2DM和胰岛素抵抗模型大鼠,胡椒碱、红芪多糖能降低其血脂水平,增加胰岛素敏感性,修复糖尿病大鼠的胰腺并增加其胰岛数量[30,31];镰形棘豆总黄酮能增加其血清LP、ADPN的mRNA表达[32];五味子多糖能升高其血清ADPN水平,降低抵抗素水平[33]。

2.2抑制炎症反应

炎症反应是一种临床常见的病理过程,过度激活的炎症反应会促进泡沫细胞的形成及脂质斑块的沉积[34]。伴随炎症反应的激活,多种炎症细胞因子如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)等的异常活化能够协助脂质向血管壁转运、促进巨噬细胞吞噬脂质成为泡沫细胞[11]。对于腹腔注射蛋黄乳剂诱导的高脂血症小鼠模型,黄精多糖可显著下调其白细胞介素-6(IL-6)、TNF-α的mRNA和蛋白表达水平[7]。对于高脂饮食加链脲佐菌素诱导的T2DM大鼠模型,玉米须总皂苷可显著降低其肝脏TNF-α和IL-6表达水平[15]。对于高脂高糖高盐饲料建立的胰岛素抵抗大鼠模型,胡椒碱可显著降低其血清TNF-α水平[30]。对糖尿病小鼠AS模型,鸢尾素可降低其血液和主动脉中IL-6、TNF-α、VCAM-1等炎症因子的mRNA表达水平[35]。

2.3调节氧化应激

氧化应激是指机体在病理状态下,体内氧化与抗氧化作用失衡,组织或细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等相关抗氧化酶活性降低,导致活性氧簇(ROS)蓄积而引起细胞毒性,从而引发组织损伤、疾病发生的过程。氧化应激状态下,机体内活性氧产生过多,造成抗氧化防御系统受损,加速蛋白质降解、细胞膜脂质过氧化,释放大量炎症因子,从而导致组织损伤。多种中药可通过调节氧化应激反应抑制脂质过氧化,减少脂质沉积[36]。对于四氧嘧啶或高脂饲料加链脲佐菌素制备的T2DM大鼠模型,玉米须总皂苷、荞麦壳黄酮可下调其血清丙二醛(MDA)水平,提高SOD、GSH-Px、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性[14,15,18]。对于高脂饲料喂养或联合注射维生素D3诱导的高脂血症、AS大鼠模型,亮叶杨桐总黄酮、定心藤总黄酮、枸杞多糖、青钱柳多糖能显著降低其肝脏MDA水平,提高谷胱甘肽(GSH)、GSH-Px、SOD活性及总抗氧化能力(T-AOC)[5,37,38,39]。对于高脂诱导的脂肪肝大鼠模型,三七总皂苷可显著降低其羟自由基(-OH)、MDA浓度,恢复SOD活性[40]。

2.4提高脂蛋白代谢相关酶活性

脂肪代谢分为甘油三酯代谢、胆固醇代谢、磷脂蛋白代谢等,与这些脂肪代谢有关的酶称为脂蛋白代谢酶,包括脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、激素敏感性甘油三酯脂酶(HSL)、脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL)、羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGCR)等。对于高脂高糖饲料诱导的非酒精性脂肪肝、T2DM、AS大鼠模型和胰岛素抵抗小鼠模型,玉米须总皂苷可显著下调其肝脏脂肪酸w-氧化关键酶细胞色素P4502E1同工酶(CYP2E1)水平[14];三七多糖可显著减少其乙酰辅酶A羧化酶α(ACCα)水平[13];氧化苦参碱可剂量依赖性地降低其肝脏LPL、FAS、ACCmRNA和蛋白表达水平,升高肉碱脂酰转移酶Ⅰ(CPTⅠ)表达水平[41];原花青素可显著增强卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)活性[1];粗叶悬钩子总生物碱可显著抑制其肝脏ACC和FASmRNA表达,上调CPTⅠ表达水平,改善其肝细胞脂肪变性[42,43]。对于高脂饲料或L-谷氨酸钠加高脂饲料制备的高脂血症大鼠、小鼠模型,桑叶总多糖、总生物碱、总黄酮均可显著上调其肝脏和骨骼肌中CPTⅠ和脂酰辅酶A氧化酶(ACOX1)的mRNA表达水平[9];青钱柳多糖能显著降低其肝脏FASmRNA表达,上调其脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)mRNA表达[6,39];DNJ能显著上调其LPL、内质网脂酰辅酶A合成酶(Acyl-CoA-S)、甘油激酶(Gly-K)、3-磷酸甘油脱氢酶(G3PD)mRNA表达,下调其磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PEPCK)的蛋白表达[25];丹参素、丹皮酚能显著上调其肝脏中HL、LPL和HMGCR活性,下调其FAS、ACCα、硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(SCD-1)mRNA表达,有效减少脂肪酸和内源性胆固醇的合成[4,8]。

2.5调节脂蛋白代谢相关基因表达

过氧化物酶体增殖物激活受体家族(PPARs)、类固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)、Tribbles同源蛋白1(TRIB1)等基因和蛋白的表达可以通过不同途径影响脂质代谢[44,45]。对于喂饲L-谷氨酸钠加高脂饲料或腹腔注射蛋黄乳剂制造的高脂血症大鼠、小鼠模型,黄精多糖可显著上调其肝脏和骨骼肌中PPARαmRNA和蛋白表达水平[7];青钱柳多糖可显著上调其PPARγ、葡萄糖转运蛋白4mRNA表达量[6,39]。对于自发性高血压大鼠,当归挥发油可显著提高其肝脏TRIB1、Toll样受体3(TRL3)、α2-HS-糖蛋白(AHSG)蛋白表达水平[46]。对于通过去卵巢手术建立的脂蛋白代谢紊乱大鼠模型,枸杞多糖可显著提高其肝脏中糖原合成酶激酶-3β(P-GSK-3β)和PPARγ的蛋白表达水平[21]。

体外研究表明,对于甲基强的松龙诱导的激素耐药性狼疮肾炎(LN)小鼠脾淋巴细胞,三七皂苷能显著上调其PPARγmRNA及蛋白表达,下调其沉默信息调节因子相关酶1(SIRT1)、三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)的mRNA及蛋白表达水平[47]。石榴叶鞣质中的鞣花酸能显著上调原代大鼠脂肪细胞内PPARγ的mRNA表达及脂肪酸结合蛋白(aP2)的表达,下调肥胖基因的表达[48]。


3、小结


综上,多种中药活性成分可通过调节氧化应激、炎症反应、脂蛋白代谢相关酶活性及相关基因的表达等途径纠正机体脂蛋白代谢紊乱。目前,上述中药活性成分不断被挖掘发现,对这些成分改善脂蛋白代谢的机制研究也取得一定进展,但对其作用靶点、作用环节的探索仍处于起步阶段。脂蛋白代谢紊乱是一种由多种病因导致的复杂病理状态,中药对该状态的调节也是通过多成分、多靶点共同发挥作用。揭示这种复杂系统的作用机制,是中医药亟待解决的问题,因此,探索中药活性成分调节脂蛋白代谢的作用靶点及相互作用将成为今后研究的重点。


参考文献:

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