类黄酮对心脏缺血再灌注损伤的保护机制 心肌缺血/再灌注,重新恢复血流后,其功能不仅没有随着血流的重新灌入而改善,反而使原损伤加重的现象,称为缺血-再灌注损伤,再灌注损伤是否出现及严重程度和缺血时间长短,组织器官代谢水平、侧支循环,对缺血的耐受性 密切相关。缺血/再灌注损伤不包括炎症反应。因再灌注,使细胞质和线粒体的钙超载加剧和其他活性氧的剧增,最终导致细胞和生物分子的结构和功能变化, 在严重的情况下导致细胞死亡。黄酮类化合物通过清除自由基和其介导的信号通路和翻译后修饰的蛋白质起保护作用。 类黄酮系色原烷或色原酮的衍生物,其基本骨架具有C6-C3-C6的特点,即由两个芳香环A和B,通过中央三碳链相互连结而成的一系列化合物。天然的类黄酮几乎在A、B环上均有取代基,一般是羟基、甲氧基和异戊烯基等。在植物体中,黄酮类化合物因其所在组织不同,其存在状态也不尽相同。在木质部中,多以甙元形式存在;而花、叶、果实中,多以糖甙形式存在。除O-糖甙外,尚有C-糖说。黄酮类化合物至少在体外是出色的抗氧化剂。有充足的证据表明黄酮对缺血性再灌注(添加到灌流液中)或血液中应用效果显著,应用于心脏外科手术和在急性缺血再灌注等。还有越来越多的证据表明,口服黄酮类化合物可保护防止心肌缺血再灌注损伤,有利于改善慢性病患者,如缺血性心脏病的症状。 黄酮保护缺血再灌注损伤最直接机制是其抗氧化活性。然而,还有通过诱导 基因翻译后调节酶等其他不同的机制发挥保护作用。 1.直接清除ROS 黄酮类化合物可通过清除ROS保护心脏缺血再灌注损伤。黄酮类化合物是 超氧化物、过氧化氢自由基、过亚硝酸盐的强有力清除物质。过亚硝酸根也参与心脏再灌注损伤,通过硝化的一氧化氮合酶(NOS)辅酶作用于四氢生物蝶呤,生成更多的活性氧,并通过硝化和抑制前列环素合成酶,从而导致内皮功能障碍。因此,黄酮类化合物清除超氧化氮和过亚硝酸根也可能有助于预防灌注时血管内皮功能障碍。 2.金属螯合 一些抗氧化剂类黄酮通过螯合金属离子,如铁和铜起作用。但过渡金属铁离子是 Fenton自由基反应的关键辅助因子。因此,螯合后的黄酮类化合物使铁离子使无法发挥催生自由基作用。在心脏缺血再灌注损伤中铁离子被认为对氧化应激起重要贡献。故铁启动的损害可被灌注去铁胺或黄酮儿茶素所抑制。有趣的是,特定的黄酮类化合物结合金属后可能表现作为超氧化物歧化酶,比母核黄酮具有更强的清除超氧能力。 3.增强细胞抗氧化性 人体研究表明一系列非酶抗氧化物质如谷胱甘肽,抗坏血酸,维生素E用于心肌缺血再灌流。亲水性的抗氧化剂,例如抗坏血酸,谷胱甘肽,显示出氧化应激防御作用,保护脂溶性抗氧化剂如辅酶Q和维生素E被氧化。抗坏血酸也有助于恢复维生素E的抗氧化形式,并反过来被谷胱甘肽再生。在这种网络中,黄酮类化合物作为中间抗氧化剂,可保护脂溶性抗氧化剂和亲水抗氧化剂。在某种程度上黄酮可以在心脏缺血再灌注中保护其他抗氧化剂。 4.抗炎作用 心脏缺血再灌注损伤引起的急性炎症反应中,中性粒细胞受趋化吸引渗入心 肌和受伤的组织炎症状况。在正常条件下当中性粒细胞系统循环抵达灌注组织时,它们受到主要由内皮细胞释放的趋化物质吸引,启动炎性反应。血管内皮细胞,以包括释放活性氧在内的方式回应具体的刺激,释放趋化因子如白三烯B4和粘附分子,如细胞间粘附分子,血管细胞粘附分子和选择素,增加中性粒细胞的吸引力,粘附于微血管。中性粒细胞在冠脉微循环中积累和螯合可导致阻塞微血管。黄酮类化合物参与抑制类二十烷酸酶途径,包括磷脂酶A2,环氧和脂氧合酶,从而限制了炎症介质如前列腺素和白三烯的产生。黄酮类化合物也可以抑制生产的前炎症细胞因子,如TNF-α,IL-Iβ,IL-6和干扰素-γ,以及趋化因子。 黄酮类化合物可以改善心肌缺血再灌注引起并发症,这主要是由于清除自由 基,螯合金属离子,改变信号转导途径等多方面的作用。含类黄酮丰富的食物或有计划食用用类黄酮的功能性食品,可对心脏起保护作用。(孙连亮博士)
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