心肌缺血再灌注损伤钙超载及中医药防治策略

李伟君，李应东

急性心肌梗死再灌注治疗使心肌组织重新得到血液灌注，然而心肌缺血后恢复血流灌注却引起组织损伤和功能障碍，即缺血再灌注损伤（MIRI）。目前的研究认为钙超载是引起心肌缺血再灌注损伤的主要原因，然而其确切机制仍有待进一步阐明。本文通过对钙超载机制及中医药防治的简要概述，总结防治心肌MIRI的策略及其临床应用前景。

1 钙超载机制

1.1 细胞膜损伤 缺血可破坏肌膜结构，再灌注时生成的大量氧自由基引发肌膜脂质过氧化反应进一步加重膜结构损伤。使其对Ca2＋通透性增加，细胞外Ca2＋呈浓度梯度进入细胞引起或促进心肌钙超载［1］。钙超载又激活细胞内磷脂酶引起细胞膜磷脂被水解破坏膜完整性，加重内流最终导致胞膜破裂［2］。

1.2 L－钙通道开放 研究提示L型电压依赖性钙通道异常导致的外钙内流有可能参与其中［3］。此通道由受体介导使Ca2＋内流，磷酸化和去磷酸化的抑制可增强此通道的电压依赖性，使它更易对电压变化作出反应，引起胞内钙增高。另外，急性I／R时，AT1受体激活，Ca2＋通过L型钙通道内流增加；同时引起胞内Ca2＋释放，导致胞内Ca2＋超载［4］。

1.3 钠钙交换体开放 Na＋－Ca2＋交换蛋白（NCX）是一种非ATP依赖的双向转运蛋白，以3个Na＋交换1个Ca2＋的方式进行，具有双向性［5］。心肌I／R期，细胞内三磷酸腺苷（ATP）产生减少，继发的酸中毒激活Na－H交换体（NHE）导致胞内Na＋增加，Na＋超载激活了反转型 NCX，产生 Ca2＋超载［6］。尽管NCX对钙离子的亲和力低，但转运速率高，因此它在胞质钙离子浓度高时将其移出胞膜。

1.4 钙依赖ATP酶抑制 钙泵是一种ATP酶（Ca－ATPase，SERCA2），对钙离子的亲和力高，即使钙离子浓度很低，也能将其排出胞外。它是重要的促进胞质Ca2＋进入内质网间隙的系统。心肌细胞收缩时依靠增加肌浆网钙含量，SERCA2增加了钙瞬变高峰。缺血再灌注时，内皮素－1（ET－1）产生增多，而其通过ETA受体和PKC途径抑制SERCA2基因表达［7］，从而造成细胞内钙超载。

1.5 兰尼碱受体激活 兰尼碱受体是心肌细胞内的钙释放通道，当胞浆内钙离子浓度升高时，肌浆网兰尼碱受体钙释放通道被激活，钙离子便从肌浆网进入胞浆，造成钙超载［8］。

1.6 Na－H交换增强，Na泵活性降低 心肌缺血过程中，糖酵解作用增强引起细胞内酸中毒，再灌注时，细胞外pH值趋于正常，与胞内形成pH跨膜梯度，导致氢钠交换作用增强，细胞内Na＋水平升高；同时因再灌注早期心肌细胞能量代谢仍未完全恢复，ATP的生成不足，钠泵的活性仍受抑制，使心肌细胞排除细胞内过多Na＋的能力降低，最终引起细胞内Na＋水平升高，使 Na＋－Ca2＋交换增加，Ca2＋大量内流，胞内Ca2＋超载［9］。

1.7 Na－K泵活性降低 研究表明，Na＋－K＋泵活力至少要保持在正常值的60%以上才能维持离子跨膜正常运转，由于Na＋－K＋泵承担着大部分K＋内流与Na＋外流功能，当缺血再灌注时，能量代谢障碍、无氧酵解增加引起的代谢性酸中毒、自由基的大量产生等导致Na＋－K＋泵活力降低，细胞内Na＋积聚和K＋丢失，最终导致钙离子增加［10］。

1.8 CaMKⅡ钙／钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ激活 研究表明，CaMKⅡ通过细胞膜及肌浆网上钙离子通道调节胞内钙的转运，影响细胞内钙的水平。通过CaMKⅡ抑制剂KN93干预后，观察到肌浆网Ca2＋释放减少［11］，在一定程度上抑制心房肌细胞钙超载［12］。说明CaMKⅡ激活导致了钙超载。

2 中医药防治

2.1 益母草 益母草对兔缺血再灌注损伤有明显治疗作用。研究显示，益母草组再灌注心肌中的Ca2＋－ATP酶和 Na＋－K＋－ATP酶的活性均显著高于对照组，Ca2＋含量则明显低于对照组。提示益母草能减轻再灌注损伤心肌细胞的钙超载［13］。

2.2 玉郎伞 玉郎平可使心肌细胞 Na＋－K＋－ATP酶、Ca2＋－ATP酶升高，抑制细胞Ca2＋浓度的升高，减轻由于钙超载引起的各种细胞损伤。提高 Na＋－K＋－ATPase和 Ca2＋－Mg2＋－ATPase活性［14］。

2.3 氧化苦参碱 氧化苦参碱可减轻自由基造成的膜脂质过氧化损害，使心肌细胞膜的通透性降低，进入细胞内的Ca2＋减少，阻止了因胞浆内Ca2＋浓度升高而引起的线粒体摄钙系统的激活，减少线粒体内Ca2＋内流。使过氧化物歧化酶（SOD）活性升高，有效改善能量代谢障碍，增强与钙转运有关的离子泵功能，使进入线粒体过多的Ca2＋及时转出，减轻了钙超载所致的线粒体损伤［15］。

2.4 黄芪 黄芪多糖能降低心肌细胞的含钙量，抑制钙超载［16］。王伟等［17］研究显示，黄芪预处理组可以明显提高心肌组织中 Na＋－K＋－ATPase和Ca2＋－ATPase活性，并通过Ca2＋拮抗剂样作用阻止Ca2＋内流，增加肌浆网钙外摄取，减少胞浆Ca2＋浓度，阻断Ca2＋超载，保护心肌细胞。

2.5 甘草汤 甘草汤可降低L型低钙通道活性，提高心肌Ca2＋－Mg2＋－ATP酶活性，减轻细胞内 Ca2＋超载，从而发挥抗MIRI作用。这可能与直接或间接地阻断钙通道，减少细胞内钙超载有关［18］。

2.6 丹参 高浓度丹参素对L型钙通道电流具有明显的阻断作用，而丹酚酸B可以防止缺血再灌注过程中的钙离子超载，发挥心肌保护作用。丹参的脂溶性成分丹参酮Ⅱa具有钙离子阻滞剂作用［19］，心肌细胞经丹参酮Ⅱa处理后，心肌细胞内钙离子浓度显著降低［20］，从而减轻钙超载。

2.7 川芎 小剂量川芎嗪能提高线粒体膜上Ca2＋依赖的ATP酶活性，减轻心肌钙超载［21］。川芎嗪也是钙离子拮抗剂，能抑制钙通道及细胞内钙释放，显著降低胞内游离钙水平，抑制细胞内钙超载［22］。

2.8 茶黄素 研究证明茶黄素可抑制电压门控性钙通道的外钙内流和减少肌浆网的内钙释放，从而减少大鼠心室肌细胞Ca2＋浓度，对心室肌细胞产生保护作用［23］。

2.9 银杏叶提取物 EGB761能提高SERCA2a活性，增强心肌细胞肌浆网钙摄取功能，减轻细胞内钙超载，改善细胞内钙稳态失衡［24］。

2.10 牛磺酸 牛磺酸本身并不与Ca2＋直接发生反应，但它作用于膜的磷脂双分子层，通过调节膜与Ca2＋的结合控制细胞内Ca2＋含量。刺激细胞膜上钙激活的ATP酶转运效率，间接提高细胞膜对钙的摄取，显著抑制心肌细胞内钙离子浓度，增加ATP含量，拮抗钙超载［25］。

2.11 人参 最近研究表明，人参能保护处于缺血状态下的缺血再灌注损伤。目前人参保护缺血再灌注心肌两种重要的发现，一种是人参可以抑制心肌细胞内钙离子的内流，阻碍钙离子在细胞内积聚。进而证明人参对缺血心肌保护是通过抑制细胞内钙超载实现的。一种是人参介导的细胞外钙离子流的降低是通过在心脏发现的NMDA受体实现的［26］。

2.12 益气温阳方 由黄芪、半夏、当归、川芎、远志、附子等十四味中药组成。实验结果发现，中药治疗组、心律平对照组Ca2＋－ATPase活性显著高于模型组（P＜0.01）。因而证明益气温阳中药复方能够防治Ca2＋－ATPase活性下降［27］。

3 小 结

由于目前对MIRI发生机制的认识尚处于初步阶段，在其发展过程中还有很多问题需要解决，中医药对缺血再灌注损伤的研究近年来进展很快，机制研究也越来越多，尤其是中药制剂在动物实验中的应用研究开展得较深入，这些对临床具有一定的参考价值，但中医药在缺血再灌注损伤研究方面也存在一些问题：①实验研究多，临床研究少，未能充分显示中医药的临床优势；②缺乏与有效西药的疗效比较研究；③方药研究多，治法研究少；④很少涉及证型，多强调药物特殊性，没有体现中医辨证论治的精髓。未能就钙超载、氧自由基损伤等机制进行深入探讨。相信在广大医药工作者的不断努力下，中医药将会对心肌缺血再灌注损伤做出贡献。

［1］罗涛，岳荣川.心肌缺血－再灌注损伤钙超载及其防治策略［J］.国际心血管病杂志，2011，38（1）：21.

［2］李朝杰，龙明智.心肌缺血再灌注损伤的相关分子机制及防治［J］.国际心血管病杂志，2011，38（5）：273.

［3］黄邵洪，荣健，刘子由，等.大鼠在体心肌缺血再灌注损伤组织间液钙离子动态与胞膜L型电压依赖性钙通道表达［J］.中华临床医师杂志（电子版），2011，5（22）：6539.

［4］杨永曜，杨天和，蒋清安，等.厄贝沙坦对大鼠心肌再灌注心律失常的保护作用及其机制探讨［J］.中国药学杂志，2009，44（20）：1546.

［5］黄邵洪，荣健，刘子由，等.大鼠在体心肌缺血再灌注损伤细胞膜钙转运通道蛋白mRNA的表达变化［J］.中华生物医学工程杂志，2011，17（4）：298.

［6］Ying－Ming Liou，Shih－Rong Hsieh，Tsu－Juey Wu，etal.Green tea extract given before regional myocardial ischemia－reperfusion in rats improves myocardial contractility by attenuating calcium overload［J］.Pflugers Arch Eur J Physiol，2010，460：1013.

［7］Yoshiki U，Yoshiyuki A，Kosuke M，etal.Endothelin－1prolongs intracellular calcium transient decay in neonatal rat cardiac myo－cytes［J］.Heart Vessels，2012，27：98－104.

［8］蒋艳伟，刘尔亮，朱少华.兰尼碱受体及其法医学意义［J］.中国法医学理论，2008，23（1）：38.

［9］刘永国，任澎.心肌缺血／再灌注损伤的机制研究进展［J］.医学综述，2010，16（21）：3268.

［10］王怀涛，金松涛，鲍龙.心肌缺血－再灌注损伤钙超载及其防治策略［J］.国际心血管病杂志，2011，38（1）：21.

［11］常荣，格日力.CaMKⅡ在细胞钙稳态维持及心肌保护中作用的研究进展［J］.生理科学进展，2011，42（1）：55.

［12］丁翔，仝识非，秦瑶，等.钙／钙调素依赖性蛋白激酶抑制剂对新生大鼠心房肌细胞钙超载的干预作用［J］.第三军医大学学报，2010，32（12）：1277.

［13］陆曙.中药对钙超载心肌细胞损伤保护作用的研究现状［J］.中西医结合心脑血管病杂志，2005，3（1）：42.

［14］黄仁彬.玉郎伞黄酮和柿子叶黄酮对心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其机制研究［D］.桂林：广西医科大学，2010.

［15］张鸣号，王秀玉，曹军.氧化苦参碱对感染性休克大鼠心肌线粒体结构和功能的保护作用［J］.广东医学，2011，32（19）：2499.

［16］周振华，王洪新，赵素玲，等.黄芪多糖对脂多糖诱导大鼠心肌细胞肥大的保护作用［J］.中草药，2012，43（3）：528.

［17］王伟，刘齐宁，赵新京.黄芪预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其机制［N］.西安交通大学学报（医学版），2009，30（6）：715.

［18］李美平，何承敏，胡继鹰.甘草汤对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响［N］.湖北中医药大学学报，2011，13（1）：11.

［19］吴志诚，余俊键，江柏青.丹参对抗心肌缺血再灌注损伤的分子生物学机制研究进展［J］.山东医药，2010，50（50）：116－117.

［20］杨萍，贾钰华.丹参酮ⅡA抗心肌细胞氧化应激作用及抗增殖蛋白功能研究［J］.中国实验方剂学杂志，2011，17（6）：117.

［21］张晓丹，刘旺，周嘉辉.川芎嗪对DHF大鼠心肌损伤的保护作用及其机制研究［J］.中国中药杂志，2009，34（21）：2811.

［22］周乐全，李丽，闫福曼.川芎嗪对糖尿病大鼠心肌细胞内钙浓度的影响［J］.中国现代药物应用，2008，2（1）：29.

［23］马会杰，马慧娟，李茜，等.茶黄素对大鼠心室肌细胞内游离钙浓度的影响［N］.中国药理学通报，2009，25（8）：1034.

［24］刘静，郭妍，陈相健.银杏叶提取物对D－半乳糖诱导心肌细胞老化的肌浆网钙摄取及SERCA活性的影响［J］.江苏医药，2011，37（8）：872.

［25］张晓丹，渠永清，张婷姗，等.牛磺酸对舒张性心力衰竭大鼠心肌细胞钙超载的拮抗作用［J］.中国中药杂志，2009，34（3）：330.

［26］Hyoung Bae Kim，Kyu Hee Lim，Chang－Won Kang，etal.Influence of ginsenoside－Re against myocardial infarction in isolated heart［J］.Mol Cell Toxicol，2011，7：21.

［27］汪洋，周亚滨.益气温阳法对大鼠心肌缺血再灌注性心律失常钙超载及Ca2＋－ATPase的影响［J］.中西医结合心脑血管病杂志，2009，7（4）：430.