文章信息
- 刘雨桐, 王朔, 于鲁, 王旭, 李琳, 于春泉
- LIU Yutong, WANG Shuo, YU Lu, WANG Xu, LI Lin, YU Chunquan
- 从“益气养阴”角度探讨中医药调节线粒体能量代谢紊乱治疗冠心病研究进展
- Research progress on traditional Chinese medicine regulating mitochondrial energy metabolism disorder for coronary heart disease from the perspective of "supplementing qi and nourishing yin"
- 天津中医药大学学报, 2025, 44(10): 940-949
- Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2025, 44(10): 940-949
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2025.10.10
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文章历史
收稿日期: 2025-06-09
2. 现代中药创制全国重点实验室, 天津 301617
2. State Key Laboratory of Modern Chinese Medicine Creation, Tianjin 301617, China
《中国心血管健康与疾病报告2023》显示,中国心血管疾病患者总数已经超过3.3亿,其中冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病,CHD)患病人数高达1 139万,城市居民CHD的病死率为135.08/10万,农村为148.19/10万,严重危害中国居民身心健康[1-2]。CHD归属于中医“胸痹”“心痛”范畴,其病性为本虚标实,本虚以气血阴阳亏虚为主,标实为气滞、痰浊、寒凝、血瘀等[3]。CHD的现代中医证候调研显示,气虚、阴虚是其重要证候要素,气阴两虚证仍是CHD极为常见的证候类型之一,益气养阴法是中医药治疗CHD的重要法则[4-5]。
线粒体是细胞内能量代谢的枢纽,心肌细胞的正常功能需要线粒体合成的三磷酸腺苷(ATP)来维持。线粒体功能障碍是CHD发生发展的重要环节,容易导致ATP合成不足,心肌细胞正常的能量需求得不到满足,机体产生一系列的病理性代偿变化,导致心功能障碍,出现心悸、气短、乏力等症状,从而加速CHD发生发展进程。有研究表明,CHD气阴两虚证患者胸闷、气短、喘促等症状可能与线粒体能量代谢紊乱之间存在密切联系,通过调节线粒体功能、改善ATP合成、恢复心肌细胞能量供应,能够缓解CHD气阴两虚证患者临床症状[6]。然而,目前尚无关于气阴两虚证CHD与线粒体能量代谢关系的详细论述。本研究综述线粒体能量代谢与气阴两虚证CHD的相关文献,并从“益气养阴”角度探讨中医药调节线粒体能量代谢紊乱治疗CHD的机制,以期为中医药治疗CHD提供思考。
1 线粒体能量代谢紊乱是CHD发生发展的重要环节CHD是冠状动脉粥样硬化引起管腔狭窄或阻塞,造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病,是中国极为常见的心血管系统疾病之一,其临床发病率和病死率逐年上升并呈现低龄化趋势[7]。线粒体是细胞进行氧化磷酸化、合成ATP的主要场所,也是机体能量代谢中心。心脏为高能量消耗器官,借助游离脂肪酸(FFA)、葡萄糖、乳酸等物质代谢不断提供的ATP来维持其基础代谢和收缩功能[8]。线粒体能量代谢障碍是导致心肌损伤的重要因素,主要机制包括线粒体ATP生成减少、活性氧(ROS)生成过多、氧化应激及随之而来的线粒体膜电位持续开放[9]。因此,当线粒体能量代谢出现紊乱,则会导致CHD的发生与发展。
1.1 线粒体能量代谢功能线粒体是一种双层膜结构的细胞器,由线粒体外膜、膜间隙、内膜和基质4个部分组成线粒体的功能区。因其拥有独特的双膜细胞器,以其内膜的嵴结构而著称,这种结构显著增加了膜的表面积,从而提高了能量转换效率[10]。线粒体通过氧化还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)和还原的黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)以及随后的氧化磷酸化过程来产生细胞能量,其形式大部分以ATP为主[11]。此外,线粒体还具有参与免疫反应、调节细胞间信号等作用,同时线粒体不断进行复制与衰老变化,维持细胞内线粒体数量相对稳定,从而保证能量供应和物质代谢平衡[12]。其中,线粒体能量代谢包括底物利用、氧化磷酸化和ATP生成,当心肌细胞能量代谢紊乱时,主要表现为底物利用改变、氧化磷酸化损伤,使ATP合成受阻。有研究显示,当线粒体能量代谢出现障碍时,炎症因子和ROS分泌,加速氧化应激和炎症反应的发生发展,从而加速糖尿病、心血管疾病、肥胖、高血压病、神经退行性疾病、细胞衰老和癌症等疾病进程[13]。另有研究显示,CHD的发生与线粒体能量代谢密切相关,主要是线粒体功能障碍导致心肌细胞能量供应不足,进而影响心脏正常功能。因此,需要重视线粒体能量代谢在CHD中的作用。
1.2 线粒体能量代谢在CHD发生发展中的作用CHD是冠状动脉粥样硬化引起管腔狭窄或阻塞,造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病。心脏为人体血流动力来源,但由于其没有能量储备,为了维持正常的泵血与收缩功能,它必须通过ATP不断产生能量[14-17]。在供氧充足的情况下,95%以上的ATP产生均来自线粒体的氧化代谢[18]。在正常心肌细胞中,ATP需求约60%~70%的能量来源于线粒体脂肪酸氧化,其余约20%~30%来源于糖酵解及酮体、氨基酸、乳酸等代谢[19]。与此同时,线粒体还通过ROS成为分子信号传导和细胞命运决定中不可或缺的参与者。ROS也有助于正常生理机能,线粒体失调和ROS产生都被认为对心脏疾病存在重大影响[20]。线粒体功能障碍与缺血再灌注损伤密切相关,心肌缺血再灌注时产生过量ROS,可以损伤线粒体膜系统,造成线粒体ATP合成障碍[21]。最近的研究结果表明,ROS、促炎细胞因子,包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、线粒体生物发生改变和线粒体DNA(mtDNA)损伤、线粒体结构和形态变化的作用,导致心脏疾病的发生与发展[22-24]。有研究也证实通过调控线粒体功能可以显著改善心肌能量代谢,减轻心肌损伤[25-26]。在CHD患者中,过度产生的ROS及氧化应激等反映线粒体能量代谢紊乱的指标表现异常,而这些指标的异常则会产生肥胖、胆固醇异常和三酰甘油、血压升高[27],进一步加剧CHD进程。因此,研究CHD和线粒体功能的关系一直都是研究的热点与重点。
2 气、阴和线粒体能量代谢的关系中医认为气和阴都是维持人体机能最重要的基本物质。气和阴既对立,又统一,维系人体正常生命进程。线粒体是细胞组成的重要结构和基本物质,线粒体能量代谢同样对机体具有重要影响。下文主要对气、阴与线粒体能量代谢的关系进行探讨。
2.1 气和线粒体能量代谢的关系《难经·八难》曰:“气者,人之根本也。”中医认为气是构成人体的最基本物质,也是维持人体生命活动的最基本物质,具有推动、温煦、防御、固摄等功能。当气充足时,可以激发和促进人体的生长发育、各脏腑经络的生理功能及精血津液的生成与运行输布。若气亏、气衰、气虚,则推动无力、产热不足、卫外失司,机体代谢紊乱五脏失调因而发病[28]。正如《素问·刺法论》所说:“正气存内、邪不可干,邪之所凑、其气必虚。”
线粒体被誉为细胞能量工厂,对于支持生命活动的各种生物化学过程至关重要[29]。维持心肌细胞正常的泵血和收缩功能需要线粒体不断合成ATP进行供应。ATP能够维持各种生命活动,当ATP产生和储备持续减少,ATP酶活性降低,心肌细胞没有了足够的能量来源供应,心脏前阻力增加消耗心肌能量,改变了心肌能量代谢底物,增加了氧化应激损伤。与此同时,还会出现线粒体结构破坏、ROS生成增加、电子传递链解偶联、线粒体动力学失衡等现象,造成线粒体功能障碍,多表现为ATP生成减少、线粒体膜电位下降、钙离子(Ca2+)失衡、细胞凋亡等,从而出现如气短、乏力、头晕等与气虚证类似症状[30-31]。心气不足是CHD发病的初始阶段,心气虚贯穿CHD发生发展全过程,也是其基本病理变化[32]。
因此,线粒体功能障碍导致ATP生成减少,心肌细胞能量供应不足,心脏功能减退,表现为心气不足症状。同时,线粒体功能障碍还会增加氧化应激,损伤心肌细胞,进一步加剧气虚。当外邪侵袭正气不足或亏损,线粒体生物合成受阻,ATP生成持续减少,机体所需能量不足,容易出现心悸、胸闷、气短、乏力等气虚症状,从而加剧CHD发生发展。
2.2 阴和线粒体能量代谢的关系《素问·阴阳应象大论》中提到“阴阳者,万物之能始也”“阴平阳秘,精神乃至”。中医认为阴乃静也,如相对静止的、寒冷的、抑制的事物皆属于阴,具有凝聚、滋润、濡养、抑制作用。阴虚是指机体阴液不足,滋润、宁静、潜降和制约阳热的功能减退,机体出现虚性亢奋、产热相对增多的病理状态。临床可见虚热症状,如五心烦热、心悸、失眠、消瘦、盗汗、咽干、口燥、舌红少苔、脉细数等[33]。
线粒体作为能量代谢的主要部位,以葡萄糖、脂肪酸等水谷精微为底物,是糖脂和氨基酸最终氧化释放能量的场所。在正常生理状态下,葡萄糖和游离脂肪酸的代谢通路保持动态平衡。然而,当线粒体能量代谢出现障碍时,游离脂肪酸的氧化代谢率会下降,导致心肌细胞更加依赖葡萄糖的氧化供能。这是因为在消耗同量氧气的情况下,脂肪酸在线粒体内代谢产生的ATP少于葡萄糖,且脂肪酸β氧化过程中产生的中间产物会蓄积,进一步损害心肌收缩功能[34]。随着能量代谢紊乱加剧,心脏泵血能力下降,心功能进一步恶化,这与阴虚病机中“阴不制阳”现象相似。当阴液不足时,无法滋养脏腑,导致虚火内生,运化功能失常,人体所需的精微物质流动性差,蕴蓄日久则犯于心络,心肌细胞出现乳酸过度蓄积,长期积累将导致细胞内酸中毒,进一步引起钙超载等导致脂毒性物质增加,损伤心肌。
因此,当阴液亏虚时,线粒体出现能量代谢障碍,底物异常堆积,机体难以维系正常的精气血液输布,故会出现心悸、心烦不宁、失眠多梦、口燥咽干等,均为阴虚表现。与此同时,能量代谢异常出现心肌受损,进一步导致CHD发生。然而气虚、阴虚往往相伴而生,因此需要密切关注气阴两虚与线粒体能量代谢的关系。
3 从益气养阴探讨线粒体能量代谢与CHD防治的关系气阴两虚证是CHD的重要证型,与线粒体能量代谢紊乱关系密切。线粒体能量代谢异常出现线粒体功能损伤,进而加快心血管疾病的发生。因此,可以从益气养阴角度探讨CHD线粒体能量代谢机制,为中医药防治CHD提供新思路。
3.1 线粒体能量代谢与CHD气阴两虚证的关系CHD属本虚标实之证,CHD气阴两虚证本质是以气虚、阴虚为主。临床表现以虚为主,也可以表现出少许邪实之症,辨证以心前区不适、胸闷,伴心悸、乏力、盗汗、舌红、苔薄黄、脉细弱或结代等为要[35]。国医大师张静生认为CHD、心肌缺血的基本病机是气虚、阴虚,心气虚、心阴不足是CHD、心肌缺血发病的始动因素,并贯穿于CHD发生发展全过程[36]。王恒和等[37]采用高效阴离子交换色谱-四极杆飞行时间质谱(HICUHPLC-O-TOF MS)的代谢组学技术,以CHD气阴两虚证患者为研究对象,发现两种证型之间存在6种显著差异代谢产物,与CHD气阴两虚证组相比,精氨酸-丝氨酸、脯氨酸-苯丙氨酸、3-甲基组氨酸这3种代谢物的表达量在尿液内表现为上调,a-N-苯-L-谷氨酰胺、脯氨酸-天冬酰胺酸等11种代谢物表现为下调,显示气阴两虚证主要与精氨酸生物合成,缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸的合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,矿物质代谢等密切相关。李宜[38]通过比较CHD不同证型患者共有的34种血清内源性代谢物的差异,发现气阴两虚证组患者与能量代谢相关的丙氨酸、乳酸含量升高,与糖代谢相关的葡萄糖、β-葡萄糖及脂类相关的高密度脂蛋白含量升高,而缬氨酸、胆碱磷酸、氧化三甲胺含量降低。朱明丹等[39]在对CHD患者血浆代谢产物的研究中发现,气阴两虚证患者血浆样本中苯丙氨酸、乳酸、葡萄糖、β-葡萄糖、脂类、不饱和脂肪酸、高密度脂蛋白含量升高,而氧化三甲胺、缬氨酸、胆碱磷酸含量偏低,这些指标异常提示氨基酸代谢及能量代谢可能在CHD气阴两虚证的病理过程中发挥重要作用。因此,认为CHD的发生发展主要系线粒体能量代谢异常、代谢底物异常堆积,造成心脏络脉持续性损伤,耗气伤阴,最终导致气阴两虚出现。
3.2 中医药调节线粒体能量代谢紊乱治疗CHD的相关研究线粒体损伤是许多心血管疾病的核心发病机制[40]。越来越多的研究发现通过中医药治疗能够改善心肌能量代谢,增强或恢复线粒体结构和功能,进而达到治疗目的。
3.2.1 中药单体相关研究AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)/沉默调节蛋白1(SIRT1)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(PGC-1α)信号通路充当能量感应网络,在线粒体生物合成、能量代谢和氧化应激中起关键调节作用[41]。研究发现田蓟苷(Tilianin)通过上调磷酸化AMPK(p-AMPK)、SIRT1和PGC-1α mRNA和蛋白表达,增加核呼吸因子1(NRF1)、线粒体转录因子A(TFAM)和叉头盒O1(FOXO1)蛋白的表达,增强心脏超氧化物歧化酶(SOD)活性,抑制ROS和丙二醛(MDA)含量,降低心肌梗死程度,改善心肌缺血再灌注损伤(MIRI)心肌的组织病理形态,减轻氧化应激损伤,调节能量代谢紊乱[42]。
Xue等[43]发现牡荆素无论在体内、体外均具有心脏保护作用。通过增加线粒体融合蛋白1(MFN1)水平和降低肌营养不良蛋白相关蛋白2(Drp2),改善缺氧/复氧(H/R)诱导的线粒体功能障碍,提高线粒体活性、线粒体膜电位和ATP含量,说明牡荆素在体外可以增强线粒体活性和线粒体膜电位,提高ATP水平,并抑制ROS的产生。另外,牡荆素能够维持线粒体功能进而预防MIRI,通过线粒体信号通路抑制细胞凋亡,从而缓解大鼠MIRI。
三七皂苷R1可以增强急性心肌梗死小鼠和细胞模型中p-AMPK的表达,并且通过体外和体内研究的AMPK信号通路发现三七皂苷R1能够改善心脏脂毒性,并且通过激活蛋白激酶B(Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路改善脂质代谢异常,调节线粒体能量代谢改善缺血心肌细胞损伤[44]。
人参纯化的主要活性成分人参皂苷对心血管疾病具有潜在治疗作用,包括抗血管重塑、抗动脉粥样硬化、抗高血压病等[45-47]。人参皂苷-Rg1能够抑H/R诱导的心肌细胞凋亡和线粒体损伤。通过抑制促凋亡B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)相关X蛋白(Bax),激活Akt进而诱导了糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)磷酸化,平衡了线粒体Ca2+水平。由此可知,人参皂苷-Rg1通过嘌呤能受体P2X7(P2X7)受体介导的Akt/GSK-3β信号通路调节线粒体损伤,从而减轻脓毒症诱导的心功能障碍[48]。
五味子苷是五味子提取物之一,具有抗氧化、抗炎、抗凋亡作用,并对心血管疾病治疗具有一定作用。研究显示,通过抑制Janus激酶2(JAK2)/信号转导和转录激活因子2(STAT2)信号通路,上调Bax/Bcl-2比例,从而保护线粒体的正常功能,为细胞的正常功能提供能量,抑制心肌细胞凋亡,并防止因肥大引起的心力衰竭[49]。
研究发现,大黄素是一种多效心脏保护调节剂,在预处理缺氧H9c2细胞模型中观察到心肌细胞凋亡减少情况,并且实验结果显示大黄素可以促凋亡蛋白Asp175裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)下调和Bax/Bcl-2比值上调,保护心肌细胞免受线粒体动力学失衡、线粒体自噬减少和细胞凋亡增加的影响,提示大黄素预处理通过动力相关蛋白1(Drp1)/PTEN诱导激酶1(PINK1)/帕金森蛋白(Parkin)通路抑制心肌细胞凋亡和线粒体裂变,防止心肌缺血性损伤[50]。
穿心莲内酯是从传统中草药穿心莲提取的主要活性成分之一,对心血管、免疫调节具有积极作用[51]。研究表明,穿心莲内酯通过激活核因子E2相关因子2(Nrf2)核易位和诱导血红素加氧酶1(HO-1)激活,促进线粒体能量代谢,并通过调节线粒体融合和分裂过程来抑制细胞凋亡,进而降低房颤的发生率[52]。
白藜芦醇主要存在于虎杖、何首乌、决明子等中药[53-55]。白藜芦醇能够增强SIRT1表达,通过SIRT1依赖性途径调节线粒体融合与分裂平衡,并促进线粒体自噬受体Bcl-2/腺病毒E1B相互作用蛋白3样(BNIP3L)介导的线粒体自噬,促进SIRT1蛋白表达,调控线粒体稳态,减轻氧化应激损伤,从而抑制高糖诱导的H9c2心肌细胞肥大损伤[56]。
天麻素是构成天麻的主要生物活性成分。在心血管疾病中,天麻素可以降低血压、调节血脂、抗血栓形成[57-58]。研究发现,天麻素通过上调PINK1/Parkin信号通路改善线粒体自噬,从而降低MIRI,减少梗死面积,改善心脏功能,减轻心肌细胞损伤。天麻素对线粒体的保护作用是通过再灌注产生大量ROS引起的氧化应激损伤的关键逆转过程,切断死亡信号传递,维持心肌细胞能量供应[59]。
3.2.2 中药复方相关研究心复利颗粒以经典方剂保元汤为基础,具有补气活血化瘀之功,对心血管疾病具有一定疗效,临床上用于治疗慢性心力衰竭(CHF)。研究发现心复利颗粒通过心力衰竭大鼠PGC-1α表达升高减轻心脏代谢重塑,并刺激ATP产生,心复利颗粒还有助于恢复线粒体变形、降低细胞凋亡率。此外,心复利颗粒通过抑制在心力衰竭中激活的Ras同源物基因家族成员A(RHOA)和Rho相关激酶(ROCK)通路,从而减轻内质网应激(ERS),减轻线粒体损伤和抑制ERS,逆转能量代谢紊乱[60]。
双参宁心方由人参、丹参、延胡索3种药物的提取物组合而成,具有益气活血之功,可以调节血管内皮活性物质,激活血液流动,发挥抗凝作用,促进心肌功能恢复。研究发现,双参宁心方在氧-葡萄糖剥夺/再氧合诱导的心脏微循环内皮细胞损伤后具有保护作用。选择核受体亚家族4A组成员1(NR4A1)抑制剂4-[二(1H-吲哚-3-基)甲基]苯酚(DIM-C-pPhOH)证明了双参宁心方改善心脏微血管缺血再灌注损伤的可能机制。体内、体外实验通过抑制NR4A1/线粒体分裂因子(Mff)/Drp1通路减轻心脏微血管缺血再灌注损伤,发现双参宁心方能够回调线粒体裂变至正常水平,并且可以抑制线粒体细胞凋亡[61]。
抵挡汤以桃仁、大黄、水蛭、虻虫等药物组成,具有破血逐瘀功效,临床用于治疗心肌缺血、动脉粥样硬化、心绞痛、心肌梗死等心血管疾病。研究发现,抵挡汤能够上调低氧诱导因子1(HIF-1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)和Bcl-2蛋白表达,下调Bax蛋白表达,并通过激活低氧诱导因子1α亚基(HIF-1α)信号通路,改善线粒体功能,降低ROS含量,抑制铁死亡和细胞凋亡,以治疗动脉粥样硬化和高脂血症[62]。
苓桂术甘汤出自张仲景《伤寒杂病论》,由茯苓、桂枝、白术、甘草组成,以温阳利水为核心,适用于阳虚水停证。苓桂术甘汤上调心肌细胞中SIRT1、p-AMPK、PGC-1α蛋白和mRNA的表达,能够激活SIRT1-AMPK-PGC-1α信号通路,增强心肌抗氧化能力,保护线粒体功能,从而改善心力衰竭大鼠的心脏功能[63]。
龙血通络胶囊以活血通络为主,临床用于治疗瘀血阻络引起的中风、偏瘫、脑梗死、CHD等疾病。研究发现,龙血通络胶囊可以改善心脏病理变化,减少心肌梗死面积,减轻血清心肌酶表达水平,缓解MIRI。龙血通络胶囊可以增加线粒体融合蛋白2(Mfn2)表达,降低磷酸化动力蛋白相关蛋白1(p-Drp1)水平,并调节ATP合成,改善线粒体功能障碍。同时,龙血通络胶囊可以降低NADPH氧化酶亚基(NOX2)、中性粒细胞胞质因子2(NOXA2)/中性粒细胞胞质因子2(67 kDa亚基)(p67phox)和NADPH氧化酶4(NOX4)的表达,减少ROS产生。此外,龙血通络胶囊还能通过调节细胞凋亡相关蛋白表达,抑制心肌细胞凋亡,并且可以恢复线粒体形态[64]。
芪参颗粒来源于经典名方真武汤与四妙勇安汤,以益气活血、温阳解毒为主要治法,由黄芪、丹参、附子、金银花、玄参和甘草6味中药组成,临床用于治疗心力衰竭。研究表明,芪参颗粒能够增加SIRT3表达,降低Ac-SOD2水平,恢复线粒体膜电位,提高ATP水平,从而减少线粒体ROS的产生。芪参颗粒通过介导沉默信息调节因子2相关酶3(SIRT3)/乙酰化超氧化物歧化酶2(Ac-SOD2)通路改善氧化损伤并保护线粒体功能,从而减轻阿霉素(DOX)诱导的心脏毒性[65]。
滋肾通阳活血汤以其补气温阳、活血化瘀之功效,在临床上被广泛应用于病态窦房结综合征的治疗。该方剂能够促进血液循环,发挥心肌保护作用。研究表明,滋肾通阳活血汤能够抑制窦房结细胞线粒体损伤,维持β-微管蛋白稳定性,并抑制Drp1表达,防止线粒体过度裂变,从而恢复线粒体能量代谢,起到保护心脏结构和功能的作用[66]。
升陷汤具有益气升阳功效,在治疗心血管疾病方面具有良好临床效果。它能够有效改善左心室功能,提高心脏射血分数,并增强血管内皮舒张功能。升陷汤可以显著增加心肌损伤大鼠心肌中p-AMPK/AMPK、PGC-1α、NRF1和TFAM的蛋白表达,其中AMPK/PGC-1α通路受影响最大。升陷汤治疗改善了心脏功能和心室重塑,并抑制了CHF诱导的心肌细胞凋亡与氧化应激水平。该通路还改善了ATP合成减少、线粒体结构损伤、糖脂代谢异常,从而发挥心脏保护作用[67]。
注射用益气复脉(冻干)源自生脉饮,具有益气复脉、养阴生津功效,常用于治疗CHD劳累性心绞痛及慢性左心功能不全气阴两虚证。研究表明,益气复脉(冻干)能够明显降低心肌损伤小鼠及糖氧剥夺诱导的心肌细胞含溴结构域蛋白4(BRD4)的mRNA和蛋白表达,并升高p-AMPK/AMPK蛋白表达,同时可以提高线粒体膜电位与ATP水平,减少细胞凋亡,从而改善心肌细胞线粒体功能障碍,提高细胞内能量供应[68]。
参麦注射液是一种由人参和麦冬提纯制备的中药注射剂,具有益气养阴、生津止渴、敛阴固脱功效。研究表明,参麦注射液能够增加微管相关蛋白1轻链3(LC3)、自噬相关蛋白Beclin1(Beclin1)、Parkin和PTEN诱导激酶(Pink)的蛋白表达水平,改善因H/R诱导的线粒体心肌细胞损伤,提高心肌细胞存活率,并防止H/R诱导的线粒体结构及功能恶化[69]。
上述研究从中药复方、中药单体药效学研究角度,均证实改善线粒体能量代谢可以调节线粒体结构和功能,缓解心肌损伤,从而起到治疗CHD的效果。其中,黄芪、人参、麦冬、知母、五味子等中药及其有效成分为益气养阴常用药物,提示中医药在益气养阴治疗CHD方面具有显著疗效。见表 1、表 2。
| 中药单体 | 来源 | 主要分子靶点 | 信号通路 | 参考文献 |
| 田蓟苷 | 田蓟根 | AMPK↑、SIRT1↑、PGC-1α↑ | AMPK/SIRT1/PGC-1α通路 | [42] |
| 牡荆素 | 牡荆叶 | MFN2↑、Drp1↓ | MFN2/Drp1通路 | [43] |
| 三七皂苷 | 三七 | p-AMPK↑、AMPK↑、GPAT↓、SPTLC1↓、SPTLC2↓、CPT-1A↑ | AMPK通路 | [44] |
| 人参皂苷 | 人参 | Akt↑、p-Akt↑、GSK-3β↑、p-GSK-3β↑ | Akt/GSK-3β通路 | [48] |
| 五味子苷 | 五味子 | JAK2↓、STAT2↓ | JAK2/STAT2通路 | [49] |
| 大黄素 | 大黄 | Drp1↓、Beclin1↑、Pink1↑、Parkin↑、Opa1↑ | Drp1/Pink1/Parkin通路 | [50] |
| 穿心莲内酯 | 穿心莲 | HO-1↑ | Nrf2/HO-1通路 | [52] |
| 白藜芦醇 | 虎杖、何首乌 | Bcl2↑、BNIP3L↑、SIRT1↑、OPA1↓、MFN2↓、DRP1↑、FIS1↑、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ↑ | SIRT1通路 | [56] |
| 天麻素 | 天麻 | PINK1↑、Parkin↑ | PINK1/Parkin通路 | [59] |
| 中药复方 | 组成 | 主要分子靶点 | 信号通路 | 参考文献 |
| 心复利颗粒 | 人参、茯苓、丹参、黄芪、麦冬 | P-PERK↓、P-eIF2↓、ATF4↓、CHOP↓、RHOA↓、ROCK↓ | RHOA/ROCK通路 | [60] |
| 双参宁心方 | 人参、丹参、延胡索 | NR4A1↓、Mff↓、Drp1↓ | NR4A1/Mff/Drp1通路 | [61] |
| 抵挡汤 | 大黄、桃仁、水蛭、虻虫 | HIF-1↑、GPX4↑、Bcl2↑、Bax↓ | HIF-1通路 | [62] |
| 苓桂术甘汤 | 茯苓、桂枝、白术、甘草 | SIRT1↑、AMPK↑、PGC-1α↑ | SIRT1-AMPK-PGC-1α通路 | [63] |
| 龙血通络胶囊 | 龙血竭 | NOX2↓、NOX4↓、p67↓、NOXA2↓ | NOX2、NOXA2/p67、NOX4通路 | [64] |
| 芪参颗粒 | 黄芪、丹参、附子、玄参、金银花、炙甘草 | SIRT3↑、Ac-SOD2↓ | SIRT3/Ac-SOD2通路 | [65] |
| 滋肾通阳活血汤 | 黄芪、人参、桂枝、茯苓、五味子、葛根、丹参、甘草 | Fis1↑、Drp1↓、Mfn1↑ | VDAC1-β-tubulin通路 | [66] |
| 升陷汤 | 黄芪、知母、柴胡、桔梗、升麻 | AMPK↓、p-AMPK↓、PGC-1α↓、NRF1↓、mtTFA↓ | AMPK/PGC-1通路 | [67] |
| 注射用益气复脉 | 红参、麦冬、五味子 | p-AMPK↑、AMPK↑ | p-AMPK/AMPK通路 | [68] |
CHD气阴两虚证与心肌细胞线粒体能量代谢紊乱密切相关,中医药通过“益气养阴”的治疗原则,能够从多角度、多途径、多靶点调节线粒体能量代谢紊乱,进而改善心功能,保护心肌细胞。近年来,越来越多的研究开始探索中医药在调节线粒体功能方面的作用机制,尤其发现具有益气养阴功效的中药及其有效成分在缓解线粒体功能障碍、改善心肌能量代谢方面具有独特优势。人参、麦冬、五味子、丹参、黄芪等药物及其有效成分人参皂苷、黄芪皂苷、麦冬皂苷和三七皂苷等,能够通过协同作用增强ATP生成,调节线粒体能量代谢,改善心肌细胞能量供应,有效缓解CHD症状。见图 1。
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| 图 1 CHD气阴两虚与线粒体能量代谢作用机制 |
尽管中医药在调节线粒体能量代谢方面显示出良好潜力,但目前的研究仍然存在一些不足。首先,关于气阴两虚证的动物模型研究较少,现有实验模型往往难以全面反映中医“证”的变化和发展过程。其次,线粒体能量代谢与中医气阴两虚证的理论结合研究还不够深入,“益气养阴”法治疗CHD的科学内涵尚未完全阐明。未来的研究可以从以下3个方面展开:1)药物研发。基于中药功效组分研究的关键技术,筛选并研发具有调节线粒体能量代谢功效的中药及有效成分,深刻揭示“益气养阴”类中药成分生物效应。2)机制研究。建立益气养阴实验模型,采用分子生物学和生物信息学手段,从表型到机制,深刻揭示“益气养阴”类中药作用于线粒体能量代谢的相关机制。3)CHD的精准治疗。基于实验研究的有效性,探索CHD气阴两虚证患者的精准治疗方案,通过开展大量临床研究,为“益气养阴”治疗CHD提供更多的循证医学证据支持。
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