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中药制剂治疗百草枯中毒的作用机制研究进展

时间:2018-11-16 17:29来源:职业卫生与应急救援2018年 作者:杨琳琳,菅向东, 点击:
结合近年百草枯中毒救治的临床及实验研究,重点论述了百草枯中毒救治中常用的几类中药制剂的作用机制,主要包括丹参制剂、川芎嗪注射液、血必净注射液、冬虫夏草制剂、康复新液,及大

中药制剂治疗百草枯中毒的作用机制研究进展

百草枯(paraquat,PQ)中毒是目前常见的中毒急危重症,急性中毒病死率在80%以上。目前对于百草枯中毒的治疗仍处于探索阶段,尚无特效解毒剂,山东大学齐鲁医院中毒与职业病科探索发展的用于百草枯中毒救治的“齐鲁方案”[1],是在诊治大量百草枯中毒病例的基础上,结合毒理学基础研究结果,经过反复实践论证而总结出的一套较为有效的综合治疗方法。在这套方案中,除了分阶段有针对性的西医治疗措施外,还注重中药制剂的临床应用,主要是丹参制剂、川芎嗪注射液、血必净注射液、冬虫夏草制剂、康复新液。现结合近年临床及实验研究对这几类中药制剂治疗百草枯中毒的作用机制进行综合论述。

1 丹参制剂

丹参制剂在百草枯中毒的治疗中主要体现在对肺脏、肝脏、肾脏的保护作用上。丹参制剂,如复方丹参注射液、丹参川芎嗪、丹红注射液等,其有效成分主要为丹参单体IH764-3、丹参多酚、丹参酮ⅡA 磺酸钠(sodium tanshinone ⅡA sulfonate,STS)等成分。丹参具有改善微循环、抗脂质过氧化、清除自由基、阻止钙超载,抑制神经细胞凋亡等作用。

百草枯中毒的特征以肺损伤为最突出表现,早期可出现急性肺损伤,出现严重的难治性低氧血症,晚期导致肺纤维化。姚冬奇等[2]通过观察大鼠PQ中毒模型肺组织病理学,认为诱导肺纤维化形成的原因之一,可能是PQ中毒后使肺组织基质金属蛋白酶2(MMP-2)和膜型基质金属蛋白酶1(MT1-MMP)表达发生改变,使细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的合成和降解失衡。丹参单体IH764-3可使急性肺损伤和肺纤维化减轻,机制可能是在一定程度和某阶段影响了MMP-2和MT1-MMP的表达[2]

王忠伟[3]研究发现,血红素氧合酶-1(HO-1)参与了机体应激反应过程,并观察到出现急性肺损伤的大鼠血清中HO-1水平呈现高表达。羟脯氨酸(HYP)含量是可以判断肺纤维化程度的指标。丹参多酚酸盐在一定程度和阶段影响了HO-1、HYP的表达,减轻急性肺损伤和肺纤维化,在治疗百草枯中毒中具有一定的疗效[3]

丹参酮ⅡA 磺酸钠其化学成分主要有隐丹参酮、丹参酮ⅡA、羟基丹参酮ⅡA等。血清丙二醛(malondialdehyde,MDA)是常见的脂质过氧化产物,可间接反映体内氧自由基的代谢状况及组织受自由基攻击程度。超氧化物歧化酶(superoxide Dismutase,SOD)是体内重要的抗氧化酶之一,具有清除氧自由基和抗脂质过氧化作用,其含量高低反映了机体清除自由基和抗脂质过氧化的能力。研究发现百草枯中毒大鼠血清MDA水平明显升高,而SOD水平低于正常,SOD活性下降难以抗衡脂质过氧化对组织器官的损害,提示氧自由基损伤可能是百草枯中毒发病的重要因素,而STS可以增加SOD水平,对百草枯中毒大鼠的氧化应激损伤有一定保护作用[4]

陈纪平等[5]用地塞米松加用复方丹参、东莨菪碱治疗PQ 染毒大鼠,观察到复方丹参和东莨菪碱等能改善微循环障碍,减轻肺间质和肺泡水肿,治疗急性呼吸功能衰竭和肝肾功能衰竭,保护脏器功能。刁其峰等[6]应用复方丹参注射液治疗PQ中毒患者,观察到其能减轻PQ中毒致肺损害的严重程度,降低病死率。

2 川芎嗪注射液

川芎嗪注射液对百草枯中毒治疗的作用主要体现在对肺脏和肝脏的保护。川芎嗪注射液的主要有效成分川芎嗪,是从中药川芎中提取的一种生物碱,化学名为2,3,5,6-四甲基吡嗪,具有抑制炎性细胞和自由基产生,提高内源性SOD活性、清除氧自由基,参与免疫调节、抑制炎症及抗纤维化等多种生物学作用[7]

PQ中毒可引发多器官功能障碍综合征(multipleorgan dysfunction syndrome,MODS),急性肺损伤及进行性肺纤维化是急性PQ中毒死亡的主要原因。氧自由基产生、致炎因子释放、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性增高等,被认为是百草枯导致脏器损伤的主要原因。刘会芳等[8]研究显示百草枯中毒所致急性肺损伤时,肺组织一氧化氮(NO)和iNOS都显著增加。川芎嗪可能是通过抑制NO水平和iNOS活性而实现对百草枯所致急性肺损伤、肝损伤的保护治疗作用[9]

李敬等[10]观察到PQ中毒早期,在常规洗胃、导泻、抗自由基和血液灌流等综合治疗的基础上,联合川芎嗪注射液治疗,可一定程度地抑制肺纤维化,保护脏器功能,降低PQ中毒对各脏器的损害。

3 血必净注射液

血必净注射液在百草枯中毒的治疗中的作用主要是改善脏器损害,保护脏器功能,尤其是肺功能。血必净注射液主要成分为红花、赤芍、当归、川芎、丹参,具有强效拮抗内毒素诱导单核-巨噬细胞产生内源性炎性介质失控性释放的作用,能够减少纤维蛋白原含量,降低血小板聚集力,改善弥漫性血管内凝血的凝血机制异常,提高超氧化物歧化酶活力,调节过高或过低的免疫反应[11]

张政伟等[12]研究发现,血必净注射液能有效地改善百草枯中毒所致的脏器损害,保护脏器功能,其机制可能是通过抑制细胞因子、白细胞介素-10(IL-10)、IL-1β、血小板衍生生长因子(PDGF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)过度表达,减少肺部炎症反应,改善肺通气功能。常规综合治疗联合血必净注射液治疗百草枯中毒大鼠,能明显改善百草枯中毒后大鼠的临床症状,减轻肺损伤[12]

血清转化生长因子-β1(TGF-β1)是一种能调节细胞生长和分化的多肽,在肺纤维化的发病机制中起着中心环节的作用。细胞的肿瘤坏死因子α(tumornecrosis factor-α,TNF-α)是一种重要的炎性细胞因子,主要由激活的肺泡巨噬细胞分泌,在肺纤维化中是一个关键的致炎症细胞因子,能够导致疾病初期细胞因子产生级联反应,参与肺纤维化的发生发展。PQ中毒后血清TGF-β1、TNF-α均升高,血必净可能是通过抑制TGF-β1合成,降低细胞因子TNF-α水平,升高IL-10的浓度,减轻百草枯引起的炎性因子的作用,对肺组织起到保护作用[13]。王英等[14]研究也发现血必净注射液可抑制百草枯中毒血清TGF-β1水平,减少成纤维细胞迁移、活化,抑制胶原蛋白产生,保护肺组织结构,有效地抑制肺纤维化、肺实变。

抗炎作用及抑制核转录因子(NF-κB)活性可能与肺保护作用有关。血必净注射液可降低内毒素肺损伤大鼠血浆中肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)、角细胞生长因子(keratinocytegrowth factor,KGF)的异常升高,减轻肺脏的炎症反应,发挥对肺组织的保护作用[15]。血必净注射液能够抑制NF-κB在大鼠肺组织中的激活,减轻炎症介质所致的急性肺损伤,减轻肺组织的病理损害[16]

血必净注射液还可通过抑制脂质过氧化反应、提高机体抗氧化能力及调节炎症介质和抗炎介质的平衡等机制保护PQ中毒后的脏器功能,对PQ中毒有一定治疗作用[17]

4 康复新液

康复新液在百草枯中毒的治疗中主要体现在皮肤、口腔及消化道黏膜的保护修复方面。康复新液是从美洲大镰药材提取液中分离、精制而成的生物制剂,活性成分为多元醇类、肽类及黏糖氨酸等。康复新能促进细胞增殖和新生肉芽组织增长,促进黏膜毛细血管的增生,加速病损组织修复,加速坏死组织脱落,迅速修复各类溃疡及创伤创面,消除炎症[18]。实验研究显示,给予百草枯中毒大鼠康复新液经口灌服,经苏木精-伊红染色(HE染色)显示,黏膜的损伤程度比模型组明显减轻,能明显促进损伤黏膜的修复,提示康复新对百草枯中毒大鼠上消化道损伤具有治疗作用,其作用机制可能与提高体内抗氧化酶SOD活性、清除自由基、抑制脂质过氧化有关[19]

康复新液能促进表皮细胞生长,加速溃疡的愈合,并能有效降低复发率,具有模拟表皮细胞生长因子(epidermal growth factor,EGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的作用[20]。康复新液中含有一种特殊多元醇及肽类活性物质,可通过提高T淋巴细胞数量和活性,提高和调节机体的免疫功能[21]。郭立峰[22]研究显示,康复新液能够明显减轻PQ中毒患者消化道黏膜化学腐蚀性烧伤引起的充血、水肿、糜烂、溃疡、出血,促进溃疡愈合,减少消化道出血。此外,康复新液还具有炎症因子调节的作用,对减轻PQ中毒造成的致炎因子和抗炎因子失衡而导致的过度炎症反应和炎症损伤具有有益作用。

康复新液能加速病损组织修复,可能机制为促进ECM的表达、调节伤口细胞增生、加速肉芽组织形成;调节细胞因子分泌量、细胞因子网络,减少效应T细胞在组织局部蓄积的作用;促进创面血液循环、增强创面免疫力,促进创面修复、抑制瘢痕生长;还能改善中性粒细胞肌动蛋白功能,提高伤口中性粒细胞数量[23]

5 冬虫夏草制剂

冬虫夏草制剂在百草枯中毒的治疗中主要体现在对肾脏和肺脏的保护作用。冬虫夏草,其性味甘、平,功能益肺肾、止咳嗽、补虚损、益精气[24]。现常用的冬虫夏草制剂包括金水宝胶囊、百令胶囊、至灵胶囊、虫草芪参胶囊等。其化学成分主要有腺嘌呤核苷、甘露醇、麦角甾醇及天门冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸等19种氨基酸。

药理研究表明,冬虫夏草抗肾纤维化作用确切,能增强单核-巨噬细胞吞噬功能,调节机体免疫功能,减少肾小球硬化率、肾小球硬化数,降低血清肌酐、尿素氮及血脂、内皮素,改善肾功能,减轻蛋白尿,纠正蛋白质及氨基酸代谢紊乱,补充人体必需氨基酸等[25]。其作用机制可能是通过下调TGF-β1,从而抑制成纤维细胞、肾小管上皮细胞向成肌纤维细胞的表型转化来防治肾小管间质纤维化[26]

肺系数是反映肺纤维化程度的主要指标之一。肺系数降低表明其纤维化程度减轻。研究表明,给博莱霉素诱导的肺纤维化模型大鼠喂服虫草粉,能有效降低肺系数,改善肺的组织结构,减轻炎症细胞的侵入和纤维化病理变化,提示虫草粉具有预防肺纤维化发生的作用[27]。虫草菌粉对PQ中毒引起的急性肺损伤也有一定的治疗作用,可清除氧自由基,提高机体抗氧化损伤,抑制脂质过氧化,可促进肺组织中α1抗胰蛋白酶的表达,减轻PQ中毒引起的肺组织损伤[28]。通过降低血液透析患者血清肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和可溶性白细胞介素-2受体(SIL-2R)的水平,从而提高机体的细胞免疫功能[29]

6 其他中药制剂

大株红景天注射液,其主要化学成分有红景天苷类、酪醇、丁香酸、黄酮苷类、苯丙素类及萜类化合物,其中红景天苷是其最有效的成分之一[30],具有抗炎、抗疲劳、抗衰老、抗缺氧、抗病毒、抗肿瘤、抗辐射、抗肝纤维化及活血化瘀等作用,对心血管、免疫、神经系统均有影响[31-33]。研究发现,其可抑制百草枯中毒患者血清中缺氧诱导因子(HIF-1α)的表达,降低病死率[34]。红景天苷通过降低MMP-2 和组织特异性抑制因子-1(TIMP-1)及其mRNA的表达,保护百草枯中毒大鼠肺组织[35]。大株红景天注射液联合血液灌流治疗PQ中毒可显著降低死亡风险,延缓死亡时间、缩短出院时间[36]

贯叶连翘提取物能降低百草枯中毒患者细胞膜脂质过氧化程度,减少MDA生成,减轻百草枯引起的组织损伤[37]。黄芩提取物能减轻PQ中毒大鼠肺损伤症状,其机制可能是抑制了TNF-α活性,减轻了肺组织的炎性损伤[38]

综上所述,这几类中药制剂虽然作用途径不同,但最终都是通过清除氧自由基,参与免疫调节、抑制炎症及抗纤维化等起到保护脏器的作用,尤其是保护肺脏、肝脏和肾脏,从而减少百草枯中毒反应,提高救治成功率。因此,我们应积极探索完善中西医结合救治方案,大力开展中药药理、药效的深入研究与临床应用研究,积累更多的百草枯中毒救治经验。此外,我们应针对各类药物的不同作用机制,选择适当的中药制剂,提高治疗的靶向性。

参考文献(略)

中药制剂治疗百草枯中毒的作用机制研究进展

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