蜂胶抗动脉粥样硬化的生物学机制
动脉粥样硬化日前已经成为严重危害人类健康的主要慢性疾病之一,其发病机制非常复杂,系由多个危险因素相互作用所致,对其防治的研究已引起高度重视。临床实验中通过干预危险因素能降低疾病的发生率。所以,对危险因素进行观察性和干预性深入研究能推动制定和完善预防策略。现将近年来蜂胶在防治动脉粥样硬化性心血管疾病中的非降脂作用研究综述如下。
1、蜂胶的安全性
有资料报道,为研究蜂胶组分的吸收及新陈代谢,给大鼠口服蜂胶醇提液并用高效液相色谱法分离收集,再用分光光度计测量血浆和尿中的成分,尿液中除4,5,7-三羟基黄酮外,其他成分与血浆中相同,揭示了蜂胶中黄酮成分经口服给药后能进入血液循环并在体内吸收[1]。兔和犬经口喂入,4h后黄酮在血中浓度最高,24h后减到一半,尿中的排泄24h内呈直线下降,体内分布显示肺、胆囊均有较高浓度,说明黄酮在体内慢慢地、持续地被吸收。动物毒性试验显示,大鼠经口喂入蜂胶黄酮,分别给于药物的半数致死量(LD50)=4.8g(kg·d)和1g(kg·d),28d,进行急性和亚急性毒性试验均无毒性;大鼠经口喂入mg(kg·d),兔经口喂入mg(kg·d),犬经口喂入mg(kg·d),进行亚慢性毒性试验结果全无毒性和副作用产生。细胞毒性实验检测显示,不同浓度的蜂胶水提液对体外培养的正常人脐静脉内皮细胞生长无明显影响[2]。依此证明蜂胶产品只要经过合理的提取,可以安全应用于体内外试验研究。
2、保护血管内皮功能
各种原因造成的动脉内膜损伤是动脉粥样硬化病变发生的关键因素。内皮细胞功能障碍可以引发一系列变化,从而促进动脉粥样硬化的发生发展。研究表明,通过大鼠主动脉内皮剥脱或经L-硝基精氨酸甲酯孵化造成内皮损伤而引起的期前收缩发生,蜂胶成分能使期前收缩反应弛缓发生。还可以使因血管球囊损伤术造成的大白鼠颈动脉损伤模型中内膜增生小体减少,并提出剂量与防止人类介入手术治疗后血管再狭窄有相关性[3]。可减弱抗肿瘤药物顺铂诱导的大鼠大面积血管内皮细胞空泡形成、肿胀、碎裂和坏死及大的管状腔隙形成[4]。蜂胶乙醇提取物在剂量为10mgL或更高时抑制药物诱导的小鼠肥大细胞的组胺释放。另外,它可以降低药物引起的血管通透性增高[5]。关于蜂胶细胞保护功能的机制,有一种假设认为,蜂胶抗氧化和清除自由基特性对帮助维持细胞间减少的谷胱甘肽水平起了重要作用。另一种假设认为,蜂胶的某些组分被外周血液循环吸收,作为一种亲水的氧化剂节省了维生素C的消耗。还可能是通过抑制Ca2+的细胞膜转运起到保护受损伤内皮的作用。
3、抗氧化应激
氧化应激是多种危险因素引起的动脉粥样硬化发病的生物学机制之一,干预细胞内氧化应激的发生,维持细胞氧化还原自稳态,在动脉粥样硬化的防治过程中起重要作用。蜂胶是公认的天然抗氧化剂,它含有丰富的抗氧化作用的黄酮类化合物、不饱和脂肪酸、维生素E、维生素C及微量元素锌、硒等物质,因而具有显著的抗氧化作用。研究证明,蜂胶在0.01%～0.05%的浓度即具有很强的抗氧化能力,并能使超氧化物歧化酶活性显著提高。研究表明,蜂胶提取物和它的活性成分清除自由基作用呈现剂量依赖性[6]。韩德文等[7]给小鼠灌服蜂胶黄酮后对小鼠脑一氧化氮含量进行观察,结果表明,蜂胶黄酮既能明显提高脑组织抗氧化酶的活性,同时又能显著降低脑组织一氧化氮含量,提示蜂胶黄酮可以抑制一氧化氮的细胞毒作用。由于来源和提取方法的不同,蜂胶提取物的功效不同。有学者比较了中国蜂胶和巴西蜂胶有抑制大鼠体内黄嘌呤氧化酶活性的作用,揭示出中国蜂胶作用更明显[8]。多数资料报道,蜂胶中起抗氧化作用的主要成分之一是黄酮类化合物,经口服给药后能进入血液循环并在体内吸收[1]。Basnet等[9]于年实验证明了蜂胶中众多的其他类化合物亦有抗氧化作用,可能比已知的抗氧化物维生素C和维生素E更加具有潜力。阿魏酸、咖啡酸和二咖啡醇喹尼酸等含有酚羟基的有机酸可消除自由基,抑制氧化反应和自由基反应,具有保肝细胞和抗肝脂质过氧化作用。糖类中的果糖也有明显的抗氧化作用。连续给药可以起到防治由过氧酸诱导的痛风和高尿酸作用[8]。实验显示,在链脲酶素诱导的糖尿病大鼠中每天腹膜下注射咖啡酸苯乙酯10μmolkg治疗8周后,对大鼠心脏组织进行丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶分析[10]。治疗组丙二醛水平明显降低,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶及谷胱甘肽过氧化物酶水平升高。本结果显示,蜂胶黄酮成分咖啡酸苯乙酯通过抗氧化特性能改善心脏氧化应激造成的血糖升高。
4、提高机体对胰岛素的敏感性
糖尿病患者心血管疾病的发病危险性受到高度重视。罗志刚等[11]阐述蜂胶是富含水溶性纤维的食物。当给单纯饮食治疗无效的糖尿病患者投服蜂胶后,发现这类多纤维食物可明显改善患者糖代谢,患者不仅空腹血糖降低,餐后血糖亦有显著变化,并且血脂随之降低,Ⅰ型糖尿病患者胰岛素用量减少。由于水溶性纤维减慢肠道热能的吸收,因而餐后血糖水平与食物中纤维素含量呈负相关,提高了机体对胰岛素的敏感性。蜂胶保护胰腺β-细胞免受链尿霉素损伤,没有刺激胰岛素分泌的作用,不会导致高胰岛素血症[12]。蜂胶醇提物和水提物均能减低空腹大鼠血清中的血糖、果糖胺、丙二醛、一氧化氮、一氧化氮合酶、胆固醇、低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白。使血清中的高密度脂蛋白、超氧化物歧化酶值升高。这暗示着蜂胶能控制血糖和调节血糖及血脂的代谢,引起糖尿病大鼠的脂质过氧化减少和清除氧自由基的能力增强。在四氧嘧啶诱导的糖尿病兔模型中用mgkg蜂胶水提液与芍药甘草汤混合物治疗,明显减低血糖水平,而且蜂胶与芍药甘草汤有协同作用[13]。在2型糖尿患者中蜂胶与桑叶提取物对抗高血糖症也有协同作用[14]。这些发现对预防糖尿病及其由此引起的心血管疾病非常重要。
5、稳定易损斑块
新生血管发育不成熟,血管壁多有单层内皮细胞构成,细胞间连接不紧密,血管壁周围缺少结缔组织的包绕,所以极易破裂导致斑块内出血。新生血管的封闭起到稳定动脉粥样硬化斑块的作用。在含有水溶性植物胶原的培养基上培养的人脐静脉内皮细胞中,低浓度的蜂胶成分咖啡酸苯乙酯(1.5mgL)抑制52.7%的毛细血管样管状结构形成[2]。蜂胶醇提物和蜂胶醚提物及其成分咖啡酸苯乙酯,在鸡胚尿囊绒膜和肺动脉内皮细胞增生试验中的抗血管新生活性,三者抑制鸡胚尿囊绒膜的血管新生和平滑肌细胞的增殖[15]。
6、抑制基质蛋白酶表达
动脉粥样硬化斑块形成的早期,循环中的单核细胞和血小板黏附于损伤的内膜下,释放大量的细胞因子和生长因子,刺激血管平滑肌细胞增殖并分泌细胞外基质,同时又刺激平滑肌细胞和内皮细胞合成基质金属蛋白酶,以促进细胞摆脱细胞基质的束缚,然后进行迁移。由于细胞增殖和细胞外基质的沉积以及基质金属蛋白酶引起的细胞外基质降解之间失去平衡,最终导致斑块形成。在小鼠结肠癌细胞克隆腺癌细胞培养中,咖啡酸苯乙酯不仅抑制47.8%的癌细胞侵袭还降低了基质蛋白酶2和基质蛋白酶9的表达[2]。基质蛋白酶的作用是分解细胞外基质,其活性依赖于Zn2+和Ca2+。有资料显示,咖啡酸苯乙酯抑制由苯福林或氯化钾刺激的主动脉平滑肌细胞胞浆中Ca2+浓度的升高,抑制体外培养的腺癌细胞生成血管内皮生长因子,从而间接阻断了基质蛋白酶活性和合成[4]。进一步说明了蜂胶对基质金属蛋白酶的抑制作用。
7、调节巨噬细胞活性
多种炎性介质参与动脉粥样硬化的病变形成。致炎因子首先引起内皮细胞的功能障碍,从而引起一系列有大量炎性介质参与的炎性反应。蜂胶能使炎症早期巨噬细胞的活性升高[16]。活化的巨噬细胞又能清除血管内氧化修饰的脂蛋白起到防御功能。但巨噬细胞的过度活化会产生细胞因子,进而活化T淋巴细胞激活补体系统,从而诱导巨噬细胞转化为泡沫细胞。已有研究,蜂胶中的黄酮成分咖啡酸苯乙酯能抑制肽聚糖-多糖诱导的大白鼠核转录因子的表达,引起致炎细胞因子降低,诱导巨噬细胞的凋亡,从而阻断炎性因子对血管细胞的损伤[17]。实验研究揭示了蜂胶对巨噬细胞调节的两面性,减少血管内皮细胞与巨噬细胞的炎性反应策略,可以减缓血管损害的发展,预防动脉粥样硬化斑块破裂和并发症的发生。
8、调节细胞信号转导通路
细胞信号转导系统具有调节细胞增殖、分化、代谢、适应、防御和凋亡等方面的作用,它们的异常与心血管病的发生、发展密切相关。分别用在球囊损伤术造成的颈动脉血管内皮损伤大鼠模型中,给于10mgkg和30mgkg蜂胶成分咖啡酸苯乙酯治疗,结果显示明显抑制诱导的和核因子κBp50p65的活性和同工型环氧化酶的表达。研究同时指出,咖啡酸苯乙酯可以延迟抑制蛋白IκBa的再合成[3]。在小鼠器官型海马趾培养中采用干扰素γ和脂多糖刺激脑的炎性反应模型,咖啡酸苯乙酯强烈抑制了核因子κB的活化,在最大剂量(mmolL)作用下,具有抗炎作用的环-磷酸腺苷反应元件结合蛋白活化增强[18]。蜂胶中的成分异戊二烯基黄酮能活化半胱氨酸天冬酶,诱导血管内皮细胞凋亡。还可活化细胞外信号调节激酶和p38丝裂原活化蛋白激酶,p38丝裂原活化蛋白激酶可介导p53依赖的细胞凋亡[19]。蜂胶总黄酮通过抑制Fas蛋白表达,上调Bcl-2蛋白表达而减少了心肌细胞的凋亡,保护了心肌组织的结构与功能。由此可见,选择性抑制细胞信号转导通路的活性,是蜂胶抗动脉粥样硬化的另一作用机制。
9、抗血小板黏附聚集活性
血小板黏附聚集不仅可致血栓形成和纤维蛋白沉积,而且活化的血小板可释放生长因子,诱导平滑肌细胞迁移和增殖。故抑制血小板活化在动脉粥样硬化的防治中至关重要。有学者临床观察到,蜂胶对高黏滞血症血液流变学的影响,全血比黏度、血浆黏度等各项指标呈显著变化[20]。张云香等[21]应用体外灌注法研究了蜂胶对血小板在胶原蛋白膜表面的活化的抑制作用,结果显示,mg/L的mL/L乙醇蜂胶提取液明显抑制流动血液中血小板在胶原蛋白膜表面的黏附活性。
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