蜂胶及其活性成分保护受损心肌的研究进展

【摘要】蜂胶中含有丰富的活性物质并具多种药理作用。近年来,多位学者实验证明了蜂胶的活性物质对受损心肌具有保护作用并多水平、多角度探究了其作用机制。本文根据研究现状综合阐述了蜂胶粗提物、黄酮提取物以及分离、纯化出的化合物对受损心肌的保护作用及作用机制。最后,对此研究现状进行了分析并进一步展望了研究方向和前景。本文研究旨在为蜂胶活性的深入研究寻找突破点并为其药用价值的实现提供理论依据。

【作者】 葛苗苗1,2  孙丽萍2,3  朱翔杰1  徐响2,3  王馨2  俞斌1，2 （1福建农林大学蜂学学院，福州 350002  2中国农业科学院蜜蜂研究所，北京100093  3农业部国家蜂产品加工专业分中心，北京100093）

【关键词】蜂胶 总黄酮 咖啡酸苯乙酯 CAPE 槲皮素 心肌

蜂胶是蜜蜂从植物芽孢和树干处采集的树脂,混入蜜蜂上颚腺分泌物和蜂蜡等形成的一种具有芳香气味的粘性胶状固形物^[1]。蜂胶具有极其复杂的成分,目前已鉴定出300多种物质,包括黄酮类、萜烯类、芳香酸及其衍生物、氨基酸、醛酮类物质以及多种烃类物质、维生素、矿物质微量元素和酶等^[2-3]。蜂胶作为一种天然活性物质具有广泛的生物功效,如抗菌、抗氧化、抗病毒、抗炎、增强免疫力和促进组织再生等。

随着人们饮食结构改变、空气质量下降以及我国老龄化现象加剧,心血管病已逐渐成为威胁我国公民健康的重大疾病之一。心肌组织是心脏的主要成分,极易遭到多种因素的损伤。心肌受损现象存在于心血管系统的许多生理和病理变化过程中,是导致多种心血管疾病发生的重要基础。因此,防治心肌受损是预防心血管疾病的重要途径之一。蜂胶临床应用于抗菌、消炎、预防和治疗口腔疾病和肿瘤的同时,其抗心肌受损作用也引起了国内外学者的广泛关注。随着物质分离、纯化技术的不断更新以及医学、药学和分子生物学等领域内技术的引入,蜂胶活性成分抗心肌受损的研究取得了一定进展。

1 蜂胶粗提物对受损心肌的作用

蜂胶是一种不透明的亲脂性固体物质,易溶于乙醇、氯仿和丙酮等多种有机溶剂,部分溶于水^[4-6]。王南舟^[7]等在1999年就以蜂胶乙醇提取液和甘草、芍药制得的复合制剂为实验材料,采用离体蛙心灌注法研究对牛蛙心脏活动的影响,结果显示蜂胶复合制剂可增强心肌收缩能力,增加心输出量,且在一定浓度范围内呈量效正相关。Chopra S等^[8]采用Wiser成年大鼠阿霉素损伤模型研究蜂胶醇提物对心肌氧化性损伤的作用,结果经蜂胶醇提物预处理的受损鼠血清中肌酸激酶(CK)、血液和组织中谷胱甘肽(GSH)以及心脏中硫代巴比妥酸还原产物(TBARS)的水平明显降低。体外氧化损伤实验表明,辽西蜂胶醇提物对心肌细胞过氧化损伤程度和SOD活性的保护作用强于槲皮素,对心肌细胞脂质过氧化的抑制作用弱于槲皮素^[9]。另外,蜂胶乙醇提取液还可保持或提高小鼠心肌DNA甲基化水平,对进一步研究其抗衰老作用提供理论依据^[10]。

关于蜂胶水溶性部分的研究方面,韩敏^[11]采用离体心脏灌流实验首次观察水溶性蜂胶衍生物对心脏功能的影响,结果水溶性蜂胶衍生物对离体大鼠心脏具有缓慢持久的负性变时/变力作用,并初步推测与蜂胶黄酮物质的钙拮抗作用有关。

2 蜂胶总黄酮对受损心肌的作用

蜂胶中含有丰富的黄酮类物质,目前已从国内外蜂胶中鉴定出70多种。黄酮类物质作为蜂胶中的主要活性成分之一,具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗癌等多种药理作用。因黄酮结构中具有各种不同取代位置的酚羟基、不饱和键等,使其具有消除自由基,抑制活性氧自由基、Fe2+等金属离子诱导的脂质过氧化反应能力^[12]。金毅等^[13]的研究结果表明,蜂胶黄酮类提取物可使受损心肌细胞的SOD活力升高,丙二醛(MDA)产生量和LDH活性降低,从而减轻活性氧自由基对生物膜和SOD的破坏,对Fe2+/半胱氨酸诱导的原代心肌细胞氧化性损伤具有保护作用。体内实验同样证明了蜂胶总黄酮可明显提高缺血-再灌注损伤和超负荷运动鼠心肌组织的SOD活性,明显降低MDA产生量以及提高去甲状腺素和肾上腺素的含量^[14-15]。

心肌细胞凋亡是导致多种心血管疾病发生与演变的重要细胞学基础,不仅由相关基因调控,还受许多外源性因子诱导。蜂胶黄酮可通过调控相关凋亡因子的表达和信号通路来抑制心肌细胞凋亡。相关文献显示,蜂胶总黄酮可降低缺血-再灌注损伤诱导的心肌细胞凋亡指数,其作用机制可能与减轻炎性细胞的浸润现象、降低Fas蛋白表达水平和提高Bcl-2蛋白表达水平有关^[16-17]。马佳等^[18]报道了蜂胶总黄酮可明显改善心肌炎小鼠心肌凋亡现象,并表明其作用机制可能是通过降低半胱天冬酶-3(Caspase-3)表达水平及活性实现的。

蜂胶黄酮还可保护心肌细胞的线粒体结构,维持线粒体正常功能。Alyane M等^[19]向Waster大鼠腹膜注射比柔多星之前对其口服蜂胶多酚提取液,研究蜂胶黄酮与酚酸对比柔多星诱导的大鼠心肌线粒体损伤的保护作用及机制,结果显示蜂胶黄酮和酚酸可恢复大鼠心肌呼吸链比率(RCR)和P/O值,减少线粒体隆起以及线粒体中MDA和超氧阴离子产生量。进一步观察心肌细胞超微结构,发现经蜂胶总黄酮处理的受损心肌细胞肌丝排列规则,线粒嵴比较明显^[20]。另外,蜂胶黄酮还可抑制高浓度KCl、异丙肾上腺素诱导的心肌钙超载,其作用机制可能与影响钙通道及细胞内钙释放有关^[21]。

3 蜂胶中活性化合物对受损心肌的作用

3.1 CAPE对受损心肌的作用CAPE是蜂胶的主要活性成分之一,具有抗氧化、抗炎、调节免疫等多种药理作用。研究结果表明,CAPE可明显抑制缺血-再灌注损伤导致的心室性心搏过速(VT)和心室纤维性颤动(VF)发生率,减少心肌细胞的梗死面积以及梗死面积/风险区域面积^[22-23]。

活性氧自由基是一类化学反应活性极强的含氧基团,氧自由基堆积可产生一系列生理、病理反应。抗生素类药物多用于肿瘤治疗,服用过多会产生剂量依赖性心肌毒性。CAPE结构中含有儿茶酚,可清除抗生素类药物产生的活性氧自由基,抑制脂质过氧化反应^[24]。Rezzani R等^[25]报道了CAPE可改善环孢霉素A(CsA)破坏的鼠心肌组织,降低ROS产生量,提高细胞色素C氧化酶活性以及基质金属蛋白酶2(MMP2)的蛋白表达量。Okutan H等^[26]注射链唑霉素诱导小鼠糖尿病,研究CAPE对糖尿病小鼠心肌组织的作用。结果经CAPE处理的糖尿病小鼠其心肌组织中MDA水平、SOD和过氧化氢酶(CAT)活力降低,GSH-Px活力提高,说明CAPE可改善药物诱导的心肌组织氧化应激反应。科学研究表明,手机辐射、镉污染和辐照环境下可使鼠心肌组织氧化受损,而经CAPE处理后可显著逆转活性氧自由基诱导的心肌脂质过氧化反应,明显改善心肌损伤指标和抗氧化指标^[27-29]。另外,在治疗心脏缺血-再灌注损伤导致的心脏麻痹过程中加入CAPE后,MDA水平、髓过氧化物酶(MPO)和CAT水平与未加CAPE的离体心脏存在明显差异,说明CAPE通过改善缺血-再灌注损伤心肌的抗氧化防御体系可用于心脏麻痹的辅助治疗^[30]。

缺血-再灌注损伤是目前临床冠状动脉搭桥术、经皮冠脉腔内成形术(PTCA)及溶栓术等心脏介入性治疗常见的严重并发症,可导致心律失常、出血性坏死、梗死面积扩大和心功能低下等。因此,缺血-再灌注损伤模型是研究蜂胶活性成分对受损心肌的保护作用和机制研究的常用模型。Parlakpinar H等^[31]用CAPE处理缺血-再灌注损伤老鼠,结果CAPE可明显降低受损老鼠心肌的TUNEL(原位末端转移酶标记技术)指数、Caspase-3和Caspase-9阳性细胞个数,显著降低MDA和NO产生量,显著提高SOD、CAT活性,证明CAPE对缺血-再灌注受损心肌组织具有保护作用。Tan JN等^[32]采用兔子缺血-再灌注心肌损伤模型,证明了CAPE可减少心肌梗死面积和细胞凋亡指数,显著降低血清中的LDH、CK、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)和心肌肌钙蛋白酶I(cTnI)的水平,并推出其保护作用机制与降低Caspase-3的活性、白介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达水平,阻碍线粒体细胞色素C(Cyt-C)的释放和p38促分裂素原活化蛋白激酶(P38MAPK)的磷酸化有关。

3.2 槲皮素对受损心肌的作用

槲皮素是一种蜂胶黄酮类物质,具有抗菌、抗氧化、抗炎等多种药理活性。研究结果表明,槲皮素可明显改善缺血心肌的抗氧化参数以及降低相关炎性因子的蛋白表达水平,对心肌氧化性损伤和免疫功能破坏具有保护作用^[33]。Guzy J等^[34]证明了槲皮素可明显改善柔红霉素导致的小鼠心肌抗氧化酶谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和粒性白细胞(GR)活性的降低并可改变线粒体的同步荧光光谱(SFS)。研究进一步证明了槲皮素拮抗阿霉素心肌细胞毒性的机制可能是通过上调Bcl-2/Bax值、降低caspase-3活性来抑制细胞凋亡的^[35]。

此外,He T等^[36]还通过体内、体外实验研究了五甲基槲皮素保护心肌肥大的作用机制是通过上调炎性因子和与心肌纤维化相关的PPARα和PPARβmRNA和蛋白表达水平来实现的。

3.3 其他成分对受损心肌的作用

木犀草素具有抗氧化、抗菌等活性,存在于蜂胶及其他物质中。与未经木犀草素处理的离体心脏相比,木犀草素预处理后离体心脏的缺血-再灌注损伤现象明显改善,细胞凋亡率和坏死显著降低,Bcl-2的蛋白表达量上调,Bax/Bcl-2降低^[37]。FangF等^[38]在证明了木犀草素可有效恢复缺血-再灌注损伤左心室收缩能力,明显降低心肌梗死面积、LDH释放量和细胞凋亡率以及提高Bcl-2/Bax同时,还利用PI3K抑制剂LY294002进一步表明木犀草素在一定程度上是通过(PI3K)/Akt信号通路来抑制心肌细胞凋亡和改善心肌收缩功能的。

Sun B等^[39]用异鼠李素预处理H9c2心肌细胞结合H2O2损伤模型,研究异鼠李素对氧化性损伤诱导的细胞凋亡作用,结果表明异鼠李素可明显抑制心肌细胞凋亡且作用机制可能与激活Caspase-3、Caspase-9,维持线粒体膜电势,调节Bcl-2家族基因表达以及可使与细胞凋亡通路相关的ERK和P53失活有关。

另外,适当浓度下的山奈酚可显著降低缺氧-复氧损伤的心肌细胞LDH漏出率,明显抗心肌细胞缺氧损伤^[40]。芹菜素可剂量依赖性地降低心肌缺血-再灌注损伤诱导的细胞凋亡率,提高Bcl-2蛋白表达量,降低Bax、Caspase-3蛋白表达量,对心肌缺血-再灌注损伤具有保护作用^[41]。

蜂胶含有丰富的活性物质并具有广泛的药理作用,很多以蜂胶为原料的保健品已进入市场。许多学者已对蜂胶的多种药理作用进行了全面、深入的研究,并逐步涉及对受损心肌的保护作用。但此保护作用的研究目前还只处于初级阶段,首先蜂胶作用的物质基础还不明确,作用机制的研究也缺乏系统性和深度。因此,建立高效的活性物质提取、分离和鉴定方法,全面、深入、系统地研究蜂胶对受损心肌的保护作用及机制,将为蜂胶今后应用于心血管疾病的预防和参与临床治疗提供技术支持和理论依据。

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