文章信息
- 李彬, 杜昆泽, 杨熳, 等.
- LI Bin, DU Kunze, YANG Man, et al.
- 基于UPLC-Q-TOF-MS/MS的芪参益气滴丸体内成分鉴定及作用机制研究
- Identification of in vivo components and exploration of the mechanism of action of Qishen Yiqi Dripping Pills based on UPLC-Q-TOF-MS/MS
- 天津中医药, 2026, 43(6): 740-748
- Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2026, 43(6): 740-748
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2026.06.11
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文章历史
- 收稿日期: 2026-01-05
2. 天津中医药大学中医药研究院, 现代中药创制全国重点实验室, 天津 301617;
3. 天津中医药大学第二附属医院, 天津 300250;
4. 天津中医药大学附属保康医院, 天津 300073
芪参益气滴丸是以中医“益气活血”理论为核心指导的现代中药复方制剂,由黄芪、丹参、三七、降香4味药物组成。方中黄芪补益心气、推动血行,为君药;丹参活血通脉,三七散瘀定痛,共为臣药;降香温通行滞、理气止痛,为佐使药。全方配伍,协同发挥益气通脉、活血止痛之功,体现了中医“气行则血行”的辨证思路[1-2]。临床上主要用于气虚血瘀型胸痹,可改善胸闷胸痛、心悸气短、神疲乏力等症状[3]。现代药理学研究显示,芪参益气滴丸可通过多途径发挥心血管保护效应,包括优化心肌能量利用、减少血小板活化、维护血管内皮功能,以及推动新生血管形成,其已知活性成分包括黄芪甲苷、丹酚酸B、三七皂苷R1等[4-6]。然而,目前研究多集中于临床疗效验证或单一信号通路的探讨,针对其口服后体内代谢产物鉴定、组织分布以及多组分协同调控心血管功能的作用网络,相关研究仍显不足。
超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱法(UPLC-Q-TOF-MS/MS)融合了UPLC的快速分离性能与Q-TOF-MS/MS的高精度质谱分析能力,有效克服了生物样本中复杂内源物质干扰及代谢路径多样性带来的分析挑战[7]。该技术不仅能精准区分样本中的微量原型药物及其代谢产物,还擅长解析复杂的母离子-子离子关系网,为深入探究药物在体内的转化历程提供了强有力的工具[8]。因此借助UPLC-Q-TOF-MS/MS技术,系统解析其在血清及心脏组织的化学成分分布,为明确芪参益气滴丸的有效成分及其调控靶点提供了重要支撑。
1 材料与方法 1.1 药材本研究所用芪参益气滴丸由天津天士力医药集团提供(批号:240334)。取13.5 g制剂置于100 mL含0.5% CMC-Na的超纯水中浸润至软化后,充分震荡使其完全溶解,最终制得浓度为0.135 g/mL的给药溶液。
1.2 动物共选用14只SPF级雄性SD大鼠,8周龄,体质量(250±10)g,由北京华阜康生物科技股份有限公司提供[生产许可证:SCXK(京)2024-0003]。大鼠于天津中医药大学动物实验中心饲养,环境条件保持在20~25 ℃、相对湿度50%~65%,自由取食与饮水。本研究符合天津中医药大学动物实验伦理审查,伦理审查编号:TCM-LAEC2024221B1001。
1.3 试剂甲醇(质谱纯,赛默飞世尔科技有限公司),乙腈(质谱纯,赛默飞世尔科技有限公司),甲酸(质谱纯,赛默飞世尔科有限公司),水(蒸馏水,广州屈臣氏食品饮料有限公司),CMC-Na(羧甲基纤维素钠,USP级,上海麦克林生化科技股份有限公司)。
1.4 仪器Agilent 1290型超高效液相色谱仪、Agilent Q-TOF 6520型质谱仪(美国Agilent公司),JA1003型电子天平(上海衡平科学仪器有限公司),SB-1000YDTD型超声清洗槽(宁波新芝生物科技有限公司),3K15型高速离心机(美国Sigma公司)。
1.5 方法 1.5.1 色谱条件色谱柱采用Waters ACQUITY UPLC BEH C18(1.7 μm,2.1 mm×100 mm)。流动相为0.1%甲酸水溶液(A相)和乙腈(B相),按照0~45 min内B相由5%升至95%的梯度程序进行洗脱。进样体积为2 μL,柱温设定为30 ℃,流速保持在0.3 mL/min。
1.5.2 质谱条件采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱仪。离子源为Dual AJS ESI。在正负离子模式下完成扫描。一级质谱设置为“MS”模式,二级质谱选择“MS/MS”模式,扫描设定范围为50~1 700 m/z。其他质谱源参数如下:气体温度,300 ℃;干燥气流量,5 L/min;雾化气压力,30 psi;毛细管电压,4 000 V;截取锥电压,65 V;碎裂电压,175 V;碰撞能量为10、30 eV。
1.5.3 血清与组织样本收集 1.5.3.1 血清取SPF级SD大鼠6只,按随机数字表分为正常对照组和给药组,其中每组各3只。大鼠适应性饲养1周后禁食12 h,自由饮水。给药组SD大鼠按照1.35 g/kg剂量,灌胃浓度为0.135 g/mL的芪参益气滴丸溶液3 d,正常对照组SD大鼠以CMC-Na溶剂连续灌胃3 d(每日2次,上下午各灌胃1次)。取血时间点分别为末次给药后5 min、15 min、30 min、1 h、2 h、4 h和6 h,眼眶采血约300 μL/次,12 000 r/min(离心半径10 cm)离心10 min后收集上清血清,将同一时间点获得的样本合并充分混匀,随后分成3等份,置于-80 ℃保存备用。正常对照组血清以同样方法进行处理。
1.5.3.2 心脏组织取SPF级SD大鼠8只,按随机数字表分为正常对照组和给药组,其中每组各4只。给药方法同1.5.3.1。取血时间点分别为末次给药后30 min、1 h、2 h和3 h,分别取4个时间点对应的大鼠心脏组织样本,-80 ℃冰箱保存,备用。正常对照组心脏组织以同样方法进行处理。
1.5.4 血清与组织样本制备 1.5.4.1 血清样本制备各个时间点取300 μL血清样品,加入900 μL(血清的3倍量)乙腈和0.1%甲酸(V/V),涡旋混合,然后在25 ℃下以13 000 r/min(离心半径10 cm)离心15 min。合并每个间隔时间的上清液,最后得到2管上清液(空白组和给药组),并在40 ℃下以温和的氮气流蒸发至干燥。将干燥残留物溶于100 μL 50%(V/V)甲醇溶液中,超声提取,然后在25 ℃下再次以13 000 r/min(离心半径10 cm)离心15 min。取上清液,即为血清样本。
1.5.4.2 心脏组织样本制备将冻存组织在4 ℃环境中解冻后精准称量,并根据分组要求进行样本合并。按组织质量与冰甲醇1∶10的比例加入提取溶剂,充分匀浆并研磨约30 min。随后以12 000 r/min(离心半径10 cm)离心15 min,收集上清并进行浓缩和干燥,所得残留物置于-20 ℃保存。检测前向干燥残渣加入200 μL 50%甲醇溶液,使其复溶,涡旋混匀2 min后再以12 000 r/min(离心半径10 cm)离心15 min,取上清作为最终组织提取液。所有处理后的样品均转移至200 μL液相专用玻璃内衬管中,用于后续的UPLC-Q-TOF-MS/MS检测。
1.5.5 分析方法首先检索并梳理国内外文献,汇总芪参益气滴丸各药材中已报道的化学成分,构建初步的化合物数据库;其次采用Agilent MassHunter Workstation Data Acquision软件进行数据采集,采用Agilent MassHunter Qualitative Navigator B.08.00软件进行数据处理,根据一级质谱中获得的分子离子峰,对化合物的相对分子质量及其可能的元素组成进行推断;随后结合二级质谱碎片特征,将所得信息与天然产物高分辨MS/MS数据库以及相关文献报道的碎片规律进行比对,以此对芪参益气滴丸在血清与心脏组织中的成分进行进一步确认。
2 体内化学成分结果在设定的色谱与质谱条件下,对样品分别进行正、负离子模式的全扫描,血清中化学成分结果见表 1,离子流图见图 1;心脏组织中化学成分结果见表 2,离子流图见图 2。实验结果表明,正离子模式的响应通常更强,且可提供更丰富的结构特征信息。依据样品的MS/MS数据,并结合天然产物高分辨质谱数据库及相关文献资料进行比对,最终在给药后血清样本中鉴定出12个化合物,包括7个氨基酸类、2个脂肪酸类、2个酚酸类,1个庚烷类。从心脏组织样本中共鉴定出9个化合物,包括4个氨基酸类、1个酚酸类、1个黄酮类、1个酰胺类、2个嘌呤类。其中有3种化合物呈“血-组织”分布(在血清与心脏组织中均有分布),可用于发掘其在复方药效发挥中的协同作用,为阐释芪参益气滴丸的物质基础与作用机制提供依据。
| 序号 | 加和离子 | 时间(min) | m/z实际值 | m/z理论值 | 分子式 | MS/MS数据 | 中文名 | 化合物分类 |
| 1 | [M+H]+ | 1.356 | 118.084 3 | 118.086 3 | C5H11NO2 | 117.994 1 | 缬氨酸 | 氨基酸类 |
| 2 | [M+H]+ | 1.456 | 150.055 5 | 150.058 3 | C5H11NO2S | 102.055 5 | 蛋氨酸 | |
| 3 | [M+H]+ | 1.857 | 182.078 4 | 182.081 2 | C9H11NO3 | 119.045 5 | 酪氨酸 | |
| 123.041 7 | ||||||||
| 165.050 7 | ||||||||
| 4 | [M+H]+ | 2.758 | 132.099 4 | 132.101 9 | C6H13NO2 | 114.093 8 | 亮氨酸 | |
| 132.089 1 | ||||||||
| 5 | [M+H]+ | 3.159 | 166.084 0 | 166.086 3 | C9H11NO2 | 120.176 1 | 苯丙氨酸 | |
| 6 | [M+H]+ | 4.862 | 205.094 3 | 205.097 2 | C11H12N2O2 | 144.079 4 | 色氨酸 | |
| 7 | [M+H]+ | 14.682 | 177.051 4 | 177.050 6 | C5H8N2O5 | 101.932 6 | 三七素 | |
| 112.949 5 | ||||||||
| 118.064 1 | ||||||||
| 8 | [M+H]+ | 27.910 | 279.228 5 | 279.231 9 | C18H30O2 | 149.010 7 | 亚麻酸 | 脂肪酸类 |
| 123.063 9 | ||||||||
| 9 | [M+H]+ | 2.558 | 271.260 7 | 271.263 2 | C17H34O2 | 271.263 8 | 棕榈酸甲酯 | |
| 10 | [M+H]+ | 29.313 | 303.228 5 | 303.231 9 | C20H30O2 | 91.056 9 | 丹参酚 | 酚酸类 |
| 11 | [M+H]+ | 8.670 | 195.062 3 | 195.065 2 | C10H10O4 | 152.891 2 | 阿魏酸 | |
| 177.002 7 | ||||||||
| 12 | [M-H]- | 2.556 | 292.132 6 | 292.134 3 | C19H19NO2 | 110.095 9 | 沙尔威酮 | 庚烷类 |
| 168.883 3 |
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| 注:图A,正常对照组血清-正离子模式;图B,正常对照组血清-负离子模式;图C,芪参益气滴丸给药后血清-正离子模式;图D,芪参益气滴丸给药后血清-负离子模式。 图 1 血清UPLC-Q-TOF-MS/MS基峰离子流图 Fig. 1 Serum base peak ion chromatogram by UPLC-Q-TOF-MS/MS |
| 序号 | 加和离子 | 时间(min) | m/z实际值 | m/z理论值 | 分子式 | MS/MS数据 | 中文名 | 化合物分类 |
| 1 | [M+H]+ | 1.464 | 123.052 9 | 123.055 3 | C6H6N2O | 105.037 7 | 烟酰胺 | 酰胺类 |
| 2 | [M+H]+ | 1.764 | 268.100 2 | 268.104 0 | C10H13N5O4 | 119.035 6 | 腺苷 | 嘌呤类 |
| 136.061 8 | ||||||||
| 3 | [M+H]+ | 4.369 | 136.059 4 | 136.061 8 | C5H5N5 | 106.961 6 | 腺嘌呤 | |
| 132.852 9 | ||||||||
| 4 | [M+H]+ | 2.065 | 132.099 6 | 132.101 9 | C6H13NO2 | 114.060 8 | 亮氨酸 | 氨基酸类 |
| 132.254 4 | ||||||||
| 5 | [M+H]+ | 4.770 | 205.093 4 | 205.097 2 | C11H12N2O2 | 143.071 4 | 色氨酸 | |
| 6 | [M+H]+ | 3.167 | 166.083 1 | 166.086 3 | C9H11NO2 | 120.078 2 | 苯丙氨酸 | |
| 7 | [M-H]- | 27.223 | 265.139 5 | 265.144 5 | C15H22O4 | 199.075 5 | 天冬氨酸 | |
| 8 | [M-H]- | 16.901 | 491.102 0 | 491.098 4 | C26H20O10 | 244.958 3 | 丹酚酸C | 酚酸类 |
| 325.003 1 | ||||||||
| 9 | [M+H]+ | 2.466 | 269.083 1 | 269.080 8 | C16H12O4 | 254.057 7 213.091 2 |
芒柄花素 | 黄酮类 |
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| 注:图A,正常对照组心脏组织-正离子模式;图B,正常对照组心脏组织-负离子模式;图C,芪参益气滴丸给药后心脏组织-正离子模式;图D,芪参益气滴丸给药后心脏组织-负离子模式。 图 2 心脏组织UPLC-Q-TOF-MS/MS基峰离子流图 Fig. 2 Cardiac tissue base peak ion chromatogram by UPLC-Q-TOF-MS/MS |
本研究基于UPLC-Q-TOF-MS/MS技术,在大鼠血清及心脏组织中共检出21个入血与入心成分,共同构成芪参益气滴丸调控心肌能量代谢的物质基础。心肌在缺血及重构过程中普遍存在底物利用失衡、线粒体功能障碍与氧化磷酸化效率下降等问题,异常能量代谢已被认为是急性及慢性心血管疾病发生发展的关键环节[9-10]。结合成分谱及文献报道,这21个成分在心肌能量代谢中的作用大致可归纳为5个方面:1)促进能量底物供给与利用;2)增强线粒体功能与ATP生成;3)促进能量传递与ATP循环恢复;4)抗氧化并减轻能量损耗;5)维持氧化还原稳态的辅助调节。见图 3。
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| 注:过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPAR-α)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α(PGC-1α)、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、去乙酰化酶1(SIRT1)、烟酰胺腺嘌呤核苷酸(NAD+)、超氧化物歧化酶(SOD)、线粒体活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、核因子E2相关因子2(Nrf2)。 图 3 芪参益气滴丸体内化学成分对心肌能量代谢的调节作用 Fig. 3 The regulatory effects of the chemical components of Qishen Yiqi Dripping Pills on myocardial energy metabolism |
缬氨酸与亮氨酸属于支链氨基酸(BCAAs),其分解产物可转化为琥珀酰-CoA等中间产物进入三羧酸循环(TCA),在心肌缺血及应激状态下有助于维持氧化底物供应[11-12]。苯丙氨酸及其转化的酪氨酸参与儿茶酚胺合成,可在交感激活状态下调节心肌收缩和代谢需求匹配[13]。天冬氨酸可与草酰乙酸互转,是TCA循环重要的补充底物,有助于提高线粒体代谢流通量[14];天冬氨酸能够弥补代谢中断带来的能量短缺,支持线粒体功能恢复,确保心肌细胞在应激条件下持续获得足够的能量供应。三七素作为三七来源的氨基酸衍生物,被证实能够改善心肌糖酵解与氧化磷酸化水平,从而提高能量转换效率[15];这一作用不仅优化了心肌细胞的能源利用,也为心脏在缺血或负荷过重时提供了能量调节的备选方案,有助于缓解心肌的代谢压力。亚麻酸通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPAR-α)信号促进脂肪酸摄取和β-氧化,增加线粒体脂肪酸氧化供能,是缺血状态下改善底物利用效率的重要机制之一[16]。棕榈酸甲酯在整体配伍中辅助为心肌提供可氧化的脂代谢底物,同时与多不饱和脂肪酸协同维持脂代谢平衡[17]。以上成分共同作用于多个代谢通路,不仅为心肌提供必需的能量,还通过调节脂肪酸代谢、线粒体功能、氧化磷酸化等过程,有助于心肌的代谢平衡和功能恢复。
3.2 增强线粒体功能与ATP生成心肌能量供应的核心来自线粒体氧化磷酸化,因此维持线粒体结构与功能是提高ATP生成效率的关键。成分中如丹酚酸C、阿魏酸及芒柄花素等均被证实具有改善线粒体功能的潜力。丹参酚酸类(包括丹酚酸C)能够通过激活腺苷酸活化蛋白激酶((AMPK)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α(PGC-1α)信号通路促进线粒体生物合成、改善线粒体氧化磷酸化功能,从而提高ATP生成水平[18];心肌缺血或能量消耗增加的情况下,通过激活AMPK,丹酚酸C不仅能够增强心肌细胞的能量供应,还能调节代谢平衡,提高线粒体的功能效率,缓解因能量供应不足引起的心肌损伤。阿魏酸在缺氧复氧及高糖等心肌损伤模型中,可恢复线粒体膜电位、减少线粒体活性氧(ROS)生成,并改善ADP/ATP比值和线粒体功能,有助于维持氧化磷酸化过程和ATP生成[19];芒柄花素可通过AMPK/PGC-1α通路促进线粒体生物发生并改善心肌能量转运,从而提升ATP生成效率[20]。以上成分通过调节线粒体功能和ATP生成,增强了心肌在应激状态下的代谢适应能力,有助于缓解因缺血、氧化应激等因素引起的心肌损伤。
3.3 促进能量传递与ATP循环恢复腺苷和腺嘌呤是ATP代谢的关键组分,直接参与ATP-ADP-AMP的循环调节[21]。腺苷通过激活腺苷A1和腺苷A2受体,调节冠状动脉血流、抑制炎症反应,并增强葡萄糖摄取和糖酵解,改善能量供应,同时调控心肌微循环,抑制钙超载及能量耗竭[22]。在心肌缺血时,腺苷可减少能量消耗和细胞凋亡。烟酰胺是烟酰胺腺嘌呤核苷酸(NAD+)的前体,参与线粒体呼吸链和氧化磷酸化。烟酰胺可通过补充NAD+水平,增强去乙酰化酶1(SIRT1)活性,改善线粒体功能并减少缺血再灌注损伤[23]。同时,部分氨基酸类成分,如天冬氨酸,可参与嘌呤核苷酸循环,为失衡的能量代谢提供补偿性底物支持,进一步提高心肌的能量再生能力[24]。以上成分通过增强细胞内ATP供应、改善线粒体功能、恢复嘌呤代谢平衡,它们为心肌提供了充足的能量,帮助心脏在缺血、再灌注及其他压力状态下维持正常功能。
3.4 抗氧化并减少能量损耗在心肌缺血再灌注及重构过程中,ROS大量生成,不仅诱导膜脂过氧化和线粒体结构损伤,还可打乱氧化磷酸化偶联,导致ATP合成效率下降和能量无效消耗显著增加[25]。以阿魏酸和丹参酚酸类为代表的酚酸成分具有明确的抗氧化和心肌保护作用,体内外研究表明,阿魏酸能够降低心肌或心肌细胞中ROS、丙二醛(MDA)水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性,并减轻缺血/再灌注或高糖等应激条件下的心肌损伤[26]。色氨酸代谢紊乱与多种慢性炎症性疾病及心血管危险度升高密切相关,其调节可影响ROS生成、抗氧化防御及免疫细胞活化程度[27]。以上成分通过增强抗氧化防御、减轻氧化损伤,为心肌细胞提供更充足的能量,保障心肌在缺血、氧化应激等不利环境下的功能恢复。
3.5 维持氧化还原稳态的辅助调节在能量代谢过程中,心肌细胞依赖稳定的氧化还原状态以维持代谢酶活性与线粒体功能[28]。腺苷除参与经典的受体介导心脏保护外,还可通过增强核因子E2相关因子2(Nrf2)介导的抗氧化防御来促进细胞氧化还原稳态,在氧化应激条件下,腺苷预处理能够促进Nrf2核转位和下游Ⅱ相解毒酶的表达,增强心肌细胞抗氧化酶系统和谷胱甘肽(GSH)相关防御能力,从而维持线粒体功能和能量产生[29]。这一作用机制使腺苷在保护心肌细胞免受缺血或再灌注等应激状态下的损伤方面,发挥了至关重要的作用。同时,氨基酸类成分如苯丙氨酸与色氨酸不仅在能量代谢中发挥作用,还可通过调控抗氧化酶系、稳定NAD+/NADH比值来维持细胞稳态[30-31]。该类辅助调节对于能量代谢在应激状态下的持续运行具有关键意义,保障心肌在长期负荷条件下保持稳定的能量供给能力。综上所述,腺苷和氨基酸类成分通过多途径调节细胞内的氧化还原状态和能量代谢,对心肌细胞的稳态维持起着关键作用。腺苷通过Nrf2信号通路增强抗氧化防御,而氨基酸类成分则通过调节抗氧化酶系统、稳定细胞代谢状态,为心肌细胞提供持久的能量支持。
4 体内化学成分对心肌能量代谢相关通路的作用机制基于本研究对芪参益气滴丸21个入血与入心成分的系统鉴定结果,可以看到该复方并非通过单一靶点改善心肌代谢,而是通过多类活性成分协同调节若干关键能量代谢信号通路,进而对心肌缺血/再灌注损伤、心室重构与心力衰竭等疾病状态下的能量失衡产生综合调控作用。结合既往文献与本研究成分分布特征,相关作用机制可从以下4条核心信号通路予以阐述。见表 3。
| 化合物分类 | 主要有效成分 | 主要分子靶点 | 主要作用通路 | 药理作用 | 参考文献 |
| 氨基酸类 | 亮氨酸 | mTOR↑、OPA1↑ | mTOR | 改善线粒体功能,减轻心肌缺血再灌注 | [33] |
| 嘌呤类 | 腺苷 | AMPK↑、NHE↓ | AMPK | 抑制小鼠心肌成纤维细胞 | [34] |
| 氨基酸类 | 色氨酸 | NAD+↑、SIRT1↑、PGC-1α↑ | AMPK-SIRT1 | 激活线粒体代谢,改善心功能 | [35] |
| 酚酸类 | 阿魏酸 | p62↑、ROS↓ | PINK1/Parkin | 改善线粒体功能,减轻心肌缺血再灌注 | [19] |
| 黄酮类 | 芒柄花素 | AMPK↑、Nrf2↑、ROS↓ | AMPK-Nrf2 | 提高ATP生成,减轻心室重构 | [37] |
| 氨基酸类 | 苯丙氨酸 | — | TCA | 改善心力衰竭,减缓心肌纤维化的进展 | [39] |
| 嘌呤类 | 腺苷、腺嘌呤 | AMP↑、ATP↑ | — | 改善心力衰竭 | [40] |
| 酚酸类 | 阿魏酸 | MDA↑、Nrf2↓、HO-1↓、SOD↓ | Nrf2-HO-1 | 改善心力衰竭 | [42] |
| 黄酮类 | 芒柄花素 | TNF-α↓、IL-1β↓、IL-18↓ | MAPK/NF-κB | 下调多种促炎因子水平,减轻心肌缺血再灌注 | [43] |
心肌在缺血、压力超负荷和慢性心力衰竭过程中普遍存在能量供需矛盾,其代谢主要由AMPK、mTOR与SIRT1等决定[32]。本研究鉴定的亮氨酸、腺苷、色氨酸等成分均可作用于该信号轴。亮氨酸可通过氨基酸感受机制调控mTOR活性,使心肌在应激状态下更有效地在生长和节能间切换[33];腺苷可增强AMPK对能量紧张状态的敏感性,并调整代谢通路向节能模式偏移[34];色氨酸通过促进NAD+合成进一步激活SIRT1–PGC-1α代谢调控轴,提高心肌在低能量状态下的利用效率[35]。该信号轴的协同调控,有助于在能量危象中维持心肌的代谢灵活性,为改善心力衰竭、缺血后代谢僵硬状态提供基础。
4.2 AMPK-Nrf2-PTEN诱导激酶1(PINK1)/E3泛素蛋白连接酶(Parkin)轴的质控作用线粒体是心肌能量代谢的核心结构,其数量、功能与基因表达受AMPK及其下游转录因子的共同调控[36]。本研究成分中,酚酸类与黄酮类表现出显著的线粒体调节潜力。阿魏酸在缺血/复氧心肌细胞模型中可减轻线粒体膜电位去极化,降低ROS过度产生和ATP耗竭,并通过调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬改善线粒体功能障碍,为缺血/再灌注心肌提供能量学保护[19]。黄酮类成分芒柄花素在心肌缺血/复氧损伤模型中,通过激活AMPK-Nrf2信号通路,维持线粒体膜电位,促进线粒体自噬与抗氧化蛋白表达,并提高线粒体ATP生成与呼吸效率,从而减轻心肌收缩功能受损和心室重构[37]。
4.3 TCA循环补偿与嘌呤循环协同心肌能量效率取决于底物利用方式,多类入心成分可共同参与底物流向的再分配。天冬氨酸通过生成草酰乙酸参与TCA循环补偿,提高缺血后中心代谢通量[38]。苯丙氨酸、色氨酸可调节氨基酸-TCA碳流,提高代谢重构的适应性[39];腺嘌呤、腺苷通过嘌呤再利用途径促进AMP→ATP的快速回补,提高能量周转率[40]。
4.4 炎症-氧化-能量耦联信号轴的双向调节缺血再灌注损伤中,ROS暴增与炎症激活会导致能量在无效过程中的大量浪费[41]。本研究中的酚酸与黄酮类成分可共同调控以下通路。阿魏酸、丹酚酸类可激活Nrf2-HO-1抗氧化轴,减少ROS诱导的线粒体损伤[42]。芒柄花素可抑制核因子-κB(NF-κB)与MAPK介导的炎症信号,降低炎性反应中的能量消耗。该通路的调控能够保护心肌能量,提高线粒体功能并减少代谢应激损伤[43]。
5 总结与展望本研究基于UPLC-Q-TOF-MS/MS技术,在大鼠血清与心脏组织中共检出21种芪参益气滴丸入血及入心成分,揭示了其复杂的体内转化特征与组织分布规律。研究发现,氨基酸类、酚酸类、黄酮类及嘌呤类等多类成分共同构成了芪参益气滴丸调控心肌能量代谢的基本物质基础。值得注意的是,共有成分如色氨酸、苯丙氨酸及亮氨酸在血清与心脏组织中均有分布,体现了“血–组织”分布特性,是复方协同起效的重要基础。其中,色氨酸不仅参与蛋白质合成,还可通过代谢为5-羟色胺调节神经功能与氧化应激;苯丙氨酸作为酪氨酸及多巴胺的前体,在能量代谢与抗氧化防御中发挥桥梁作用;亮氨酸则通过调控mTOR信号通路促进心肌细胞能量供给与修复。三者在血液与心肌间的动态平衡,共同构建了复方多靶点、层级化的作用网络。
本研究揭示了芪参益气滴丸通过多种活性成分协同作用调控心肌能量代谢的机制。研究表明,芪参益气滴丸中的氨基酸、酚酸、黄酮及嘌呤类成分共同作用于关键的能量代谢通路,如AMPK-mTOR-SIRT1、AMPK-Nrf2-PINK1/Parkin、TCA循环补偿、嘌呤再利用及Nrf2-NF-κB氧化-炎症耦联等,形成了一个复杂的多成分、多通路并行的能量代谢调控网络。该网络通过整体调节心肌能量供给与利用,显著改善了缺血再灌注损伤、心室重构及心力衰竭等条件下的能量失衡问题,且其作用机制与现代药理学中心肌能量重构的研究高度一致。这一发现为芪参益气滴丸在心血管疾病治疗中的机制阐释提供了重要依据,并为未来相关的临床研究和药物开发提供了新的思路。
然而,现有研究仍存在一些不足,未来仍需进一步结合靶向代谢组学、成分-靶点-通路可视化分析、线粒体功能组学与体内药代动力学模型,构建更完整的“成分-靶点-信号通路-心肌能量重塑”作用链条。同时,应探索关键成分或“协同成分群”与能量代谢和心血管疾病的系统关系,以期为芪参益气滴丸的精准质量控制、有效性评价及心血管疾病防治中的机制阐释提供更可靠的科学依据。
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