蜂胶抗脑缺血再灌注损伤作用及机制

摘要脑缺血再灌注损伤是指脑组织缺血后恢复血液灌注，导致脑组织损伤加重的现象，主要表现为神经损伤较恢复血供前更加明显。蜂胶具有广泛的生物活性，其成分复杂，含有丰富的活性化合物。白杨素、高良姜素和咖啡酸苯乙酯等抗脑缺血再灌注损伤作用显著。本文综述蜂胶抗脑缺血再灌注损伤作用及其机制，不仅为脑缺血再灌注损伤的防治提供理论依据。

关键词：蜂胶；脑缺血再灌注；机理

作者：高丽苗徐响高蓬勃于梦娇孙丽萍 (中国农业科学院蜜蜂研究所北京100093)

脑血管疾病是继心脏病和癌症的第三大类疾病，其中大部分为缺血性脑血管疾病。脑缺血后重建血流，恢复缺血区的血流供应是防治损伤的最有效措施；虽然迅速恢复脑组织的血流供应，有利于神经元功能的恢复^[1]，但是有些时候，脑组织缺血一定时间后再恢复血供，它的功能不但不能恢复，还会出现更加严重的脑功能障碍，这种现象被称为脑缺血再灌注损伤^[2]。缺血再灌注损伤的发病机制非常复杂，严重限制了缺血性脑血管疾病的防治。深入探究缺血性脑血管病的发病机制，探寻有效的药物来降低脑缺血再灌注损伤，减少患者的致残率、死亡率，具有很重要的医学意义和社会意义。

蜂胶是蜜蜂采集植物幼芽、树皮的树脂，混合其上颚腺分泌物和花粉等咀嚼加工而成的一种胶状物，是一种传统药材，含有酚酸及其酯类、黄酮类、芳香醛、萜烯类、二苯乙烯、芳香醇、脂肪酸和类固醇等化合物，具有抗癌、杀菌、消炎、抗病毒、抗氧化、局部麻醉、免疫刺激等功能^[3]。蜂胶醇提物能有效减少脑缺血再灌注损伤引起的神经细胞凋亡^[4]。深入研究脑缺血再灌注损伤的机理和蜂胶抗脑缺血再灌注损伤的作用途径，为开发具有防治抗脑缺血再灌注损伤的药物提供理论依据。

脑缺血再灌注损伤的发病机制非常复杂，涉及很多病理、生理过程，其发生机制主要有自由基学说、免疫炎症机制、NO学说、钙超载学说、兴奋性氨基酸学说、细胞凋亡等闯。在机制研究的诸多学说中，除了兴奋性氨基酸学说外，其它途径都有关于蜂胶/活性成分抗脑缺血再灌注损伤的作用报道^[6]，说明蜂胶活性成分抗脑缺血再灌注损伤的作用并非通过单一途径实现的。

1、自由基

脑缺血再灌注后会产生大量的自由基，作用于多价不饱和脂肪酸，继而发生脂质过氧化；并且诱导DNA、RNA、多糖和氨基酸等大分子物质交联，使其失去活性或导致其功能降低；也能促使多糖分子聚合和降解，破坏生物膜结构，导致多核苷酸链断裂，蛋白变性降解、透明质酸解聚、破坏细胞结构的完整性，最终导致细胞死亡^[7]。过多的自由基可以诱导花生四烯酸转化为血栓烷A2，导致缺血半暗带血管痉挛和血小板的聚集，扩大脑组织的梗死范围，加重损伤^[8]。

研究发现蜂胶能够清除自由基，具有很好的抗氧化活性，能够抑制脂质过氧化^[9-10]，能降低DNA因过氧化氢攻击而断裂的比例，并恢复部分DNA的结构^[11]。正常人群服用一段时间蜂胶后，能改善血液内丙二醛(MDA)含量和SOD活性^[12]。蜂胶活性成分咖啡酸苯乙酯(CAPE)能够抑制自由基引发的人红细胞膜脂质过氧化、氧化性DNA损伤、DNA链断裂和蛋白裂解^[13]。Ahn^[14]通过铁离子还原法和计算DPPH清除率体外研究蜂胶成分对香豆酸、芹菜素、CAPE、白杨素、高良姜素和山奈酚的抗氧化能力，发现CAPE具有显著的抗氧化活性，山奈酚和高良姜素也有一定的抗氧化活性。Chenl^[15]检测了多种不同来源蜂胶中酚类物质含量和其自由基清除能力，发现类物质含量高的蜂胶具有更强的氧自由基清除能力。

2、免疫炎症

免疫性炎症反应是重要的病理过程，伴随于脑缺血再灌注损伤的始终，它的剧烈程度与血管内皮细胞、血脑屏障、神经细胞的继发性损伤有密切关系^[16-17]。脑组织一旦缺血就会产生大量的炎症介质，在白细胞聚集和游离血管发挥细胞毒性过程中起着重要的作用^[18]；随着脑缺血再灌注损伤血脑屏障进一步被破坏，大量的炎症细胞聚集释放粘附分子和细胞因子等炎症介质，促进局部缺血灶扩大、坏死，加重脑损伤且炎症级联反应可以持续存在数周。

蜂胶抑制免疫炎症的功能可能与其调控炎症介质有着密切的关联。研究表明蜂胶乙醇提取物能够有效抑制小鼠细胞中一氧化氮合降(iN-OS)、白介素1β(IL-1β)和白介素6(IL-6)等相关炎症因子的产生，并能降低炎症过程中iN-OS、IL-1和IL-6基因的mRNA表达水平^[20]。蜂胶也能抑制中性粒白细腿的趋化性^[21]，能减少腹膜液中白细胞的数量，并能抑制中性粒细胞的转移^[22-23]。蜂胶中的白杨素能够抑制环氧酶蛋白和mRNA的表达，并呈现剂量关系^[24]，也能有效降低炎症部位过氧化物酶(MPO)的含量，减少炎症介质NO和前列腺素E2(PGE2)的含量，降低细胞因子IL-1B、IL-6、IL-8的含量，同时降低趋化因子MCP-l的含量^[25]。蜂胶中的CAPE能够有效抑制巨噬细胞和上皮细胞内NF-kB含量的增加，抑制细胞凋亡，降低巨噬细胞中重组人肿瘤坏死因子(TNF-a)的含量，减少上皮细胞中IL-8的含量^[26]。

3、NO

NO是在一氧化氮合酶催化下生成的自由基，广泛分布于神经组织中，作为一种神经通质发挥着生物学作用。脑缺血早期起保护作用，可作用于血管平滑肌，诱导鸟氨酸环化产生GMP，具有舒张血管作用，NO也能够减少粘附分子，抑制抗血小板凝聚和白细胞黏附的功能，维持和改善脑组织的血流，并且能够在一定条件下消除羟基自由基，阻断自由基的链式反应。但是如果缺血时间过长，则会损伤神经细胞，可能是因为：NO与超氧阴离子生成羟自由基和过氧化亚硝酸，抑制线粒体的超氧化物歧化酶的表达^[27]，促进自由基大量生成，引起广泛的脂质过氧化和蛋白质酪氨酸硝基化反应，并且诱导DNA损伤^[28]。NO不仅能与线粒体中电子传递体金属蛋白发生反应来抑制细胞的氧化磷酸化，从而阻止能量合成^[29]，并且能抑制核糖核酸还原酶的活性，导致碱基脱氨从而使DNA损伤，促使自由基激活，细胞最终因能量耗竭而死亡^[27]。

蜂胶中的CAPE能显著降低NO和MDA含量，提高抗氧化酶含量，改善电磁波所致组织MDA和NO含量上升^[30]，抑制烧伤大鼠血液中NO含量增加^[31]。饲喂CAPE后炎症大鼠肾脏中的NO含量下降^[32]。CAPE这种降低NO含量的功能，能够在防治脑缺血再灌注过程中起到很好的作用。

4、Ca²⁺超载

脑缺血缺氧时，细胞内能量逐渐减少，需要能量才能运转的钠钾泵和钙泵的活性降低，位于神经细胞线粒体内膜的钙单向转运体过多地将Ca²⁺从细胞浆转运至线粒体基质最终导致线粒体内钙超载^[33]，线粒体的结构和功能受到破坏，引起迟发性的细胞伤。此外，脑缺血缺氧可使线粒体内DNA受损，破坏呼吸链的复合物电子传递的完整性。呼吸链复合物活性一旦受损，会使黄素腺呤二核背酸依赖性复合物途径被过度利用，引起自由基生成量相对增加从而导致细胞凋亡^[34]。线粒体DNA表达的紊乱导致能量的产生发生进行性衰竭，促进细胞死亡^[35]。

Ca²⁺超载贯穿于脑缺血再灌注始终，是多种因素综合作用的结果，也会诱导脑缺血再灌注中其他的报伤通路。大量的Ca²⁺涌人细胞，线粒体也会不断的摄取Ca，导致线粒体内Ca²⁺超载，进而抑制ATP的合成，减少能量的生成。同时Ca²⁺使线粒体上的磷脂薛活化，导致线粒体膜受到损伤，线粒体内会形成磷酸钙沉淀，线粒体膜的通透性随之改变，Ca²⁺外流，又使细胞造成不可逆损伤^[36]。

CAPE能够有效抑制细胞色素C从线粒体释放，同时蜂胶中的松属素也能够抑制细胞中P53蛋白的表达，使线粒体释放细胞色素C减少，保护线粒体膜不受损伤，从而减轻脑缺血再灌注的损伤^[37-38]。

5、兴奋性氨基酸

健康的脑细胞中兴奋性和抑制性神经递质间保持着动态平衡。缺血缺氧能够打破这种平衡，内源性兴奋性递质谷氨酸会迅速增加，进而导致神经细胞损伤^[40]。兴奋性氨基酸是引发缺血性脑损伤的重要物质，它可激活细胞内信号转导通路，上调缺血后致炎基因的表达^[41]。在海马CA1区的神经细胞内分布着大量的EAA受体，但抑制性氨基酸受体分布很小，这就为缺血后的兴奋性毒性提供了基础^[42]。动物体内实验研究结果表明，非谷氨酸依赖机制在造成脑缺血时离子失衡和细胞凋亡过程中发挥着重要作用^[43]。非谷氨酸依赖机制主要与TRP通道^[44]、酸敏感离子通道、腺苷受体、体积调节性阴离子通道、钠钙交换体以及非选择性阳离子通道等有很大关系^[45]。

6、细胞凋亡

脑缺血再灌注损伤是由基因调控的细胞主动死亡的过程。很多基因产物的表达在脑缺血再灌注后细胞凋亡的发生过程中起着保护作用。Bel-2是一种内源性神经保护基因，能够抑制细胞的亡，在缺血再灌注损伤中表现得更加突出^[46]。cas-pase-3与Bel-2、Bax都是细胞凋亡过程中的重要调控基因，同时它们在调控过程中相互调节，共同起着关键的作用^[47-48]。

蜂胶总黄酮能促进Bel-2的表达，减弱bax与caspase-3的表达，因此能有效抑制脑缺血再灌注损伤引起的神经细胞调亡^[4]。蜂胶中的松属素能增加细胞存活率，减少细胞死亡，抑制谷氨酸刺激下细胞内游离Ca²⁺浓度的增加，下调BaxmRNA和蛋白的表达，具有一定的抗脑缺血再灌注损伤功能^[49]；CAPE能裂解caspase-3和PARP，抑制细胞色索C释放和Bel-2表达，上调Bax的表达，从而起到抗脑缺血再灌注损伤的作用^[39]。

脑缺血再潘注损伤是多因素、多途径损伤的的病理过程，各种损伤因素间彼此关联，相互影响，互为因果形成“网状"结构，其中各种影响因素之间的作用并没有完全阐明，仍有待于今后进一步研究。

蜂胶活性化合物在防治脑缺血再灌注损伤中起到重要作用，有关试验研究已取得了一定的成效，为防治脑缺血提供了一定的理论依据。但是脑缺血再灌注损伤的机制复杂，胶抗脑缺血再灌注损伤的机理要系统研究。蜂胶组分对治疗脑缺血再灌注损伤具有很好的效果，但是对于蜂胶中具有抗脑缺血再灌注损伤的单体化合物并没有系统地筛选和研究，因此拟对蜂胶进行系统分离纯化并进行活性筛选，从分子和基因水平对其作用机制进行深人研究，结合生理、病理、分子生物以及神经生物学等相关科学，以不同角度、循序渐进的方式揭示其机制。

参考文献：（略）