心力衰竭(HF)是心肌病、心脏瓣膜病、心肌炎、心肌梗死等多种心血管疾病发展的终末期,是一种因心脏结构及功能变化,导致射血功能受损或心室充盈的临床症候群,其发病主要与高血压、心肌梗死、缺血性心脏病等有关[1],近年来发病率逐渐上升[2]。目前对于HF的治疗和研究主要集中在血管紧张素受体脑啡肽酶抑制剂(ARNI)、血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)、钠葡萄糖共转运蛋白2抑制剂(SGLT2)、血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂(ARB)、醛固酮受体拮抗剂、铁剂及他汀类药物方面[3]。近年来,尽管现代医学在HF诊治方面具有一定进展,在改善心功能、缓解症状方面也取得一定疗效,却依然存在检查费用高、药物治疗不良反应多等问题[4],因此,针对HF寻找更好的诊治思路和新药物的研发显得尤为重要。中医在数千年的历史进程中,积累了丰富的治疗HF临床经验和理论基础,从整体观念、辨证论治出发,治疗HF具有独特优势。黄芪作为甘温滋补药的代表,有补气活血之效,常用于气血不足、正虚不固之证。药理学研究发现,黄芪富含的皂苷类化合物、黄芪多糖、黄酮类化合物等活性成分在改善心功能、降低炎症反应,改善心肌能量代谢,加强心脏收缩舒张能力,保护心肌,抑制心室重构等方面效果显著[5]。多项临床研究表明黄芪对HF患者的心功能有明显改善作用,可通过抗氧化应激、抑制心肌细胞凋亡、改善能量代谢障碍等多种途径缓解HF患者症状[6-8]。随着我国中医药研究的不断发展,针对治疗HF的中药、组方及其活性成分的研究越发受到关注[9]。因此,本文就目前黄芪治疗HF作用机制的研究查询国内外文献,对黄芪活性成分及其治疗HF的分子机制进行系统归纳,以便为黄芪资源开发利用及在HF临床治疗方面提供参考。1 中药黄芪治疗HF的机制1.1 HF的基本内涵与病因病机认识HF是由各种心脏疾病引起心脏结构发生病理性改变,导致心脏收缩或舒张功能发生障碍,心功能受损的临床综合征。根据冠心病、高血压等基础心血管病的病史,结合呼吸困难、乏力等临床症状,肺底湿罗音、心尖区舒张期奔马律等病理体征,B型利钠肽(BNP)和N末端B型利钠肽原(NT-proBNP)等实验室指标增高和心脏超声左室射血分数降低等证据可诊断为HF,临床通常将其分为收缩性HF和舒张性HF[10]。根据左心室射血分数(LVEF)值,可分为射血分数降低的HF(HErEF)、射血分数保留的HF(HEpEF)和射血分数中间值的HF(HEmEF)[11]。针对HF的治疗从20世纪50年代的“强心、利尿、扩血管”等血流动力学措施,到20世纪80年代的缓解神经内分泌系统激活导致心肌重构的ACEI、ARB、盐皮质激素受体拮抗剂(MRA)“金三角”药物治疗,发展到现在的多机制多靶点治疗,如ARNI、SGLT2i、心肌肌球蛋白激活剂(OM)等长期的、修复性的策略[3]。现代医学治疗HF仍然存在经济负担重、效果不理想、存在不良反应、预后不佳等问题[4]。HF属于祖国医学中“心胀”“心咳”“心水”等范畴,相关症状及病机最早记载于《黄帝内经》中。《黄帝内经·素问·举痛论》记载:“劳则喘息汗出……过劳耗气,心气不足,血不得运”。心主一身之血脉,若年老久衰、过劳少逸、内伤情志、外感病邪等病因导致心体亏虚,心气难以推动心血运行,久而瘀血内生,瘀血日久,血病累气,心气亏虚,最终导致气虚血瘀相互胶结而发为HF[12]。中医学从整体观念出发,立足于HF本虚标实的病机,根据不同临床症状给予益气活血、益气温阳、益气养阴等法治疗HF在改善患者症状及临床预后方面疗效确切且不良反应少[10]。1.2 黄芪的用药经验黄芪,古代写作“黄耆”,又名“戴糁、戴椹、百本、百药绵、绵芪、王孙”等,取自豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪及同属近缘植物的干燥根。自明朝时期张自烈编纂的《正字通》中“芪,芪母,药草……肉中白色谓之绵黄芪”,将“黄耆”简写为“黄芪”,后世基本延续了“黄芪”这一名称,并一直沿用至今[13]。1.2.1 历代名医名家的运用先秦时期《五十二病方》记载:“黄芪治疗疽病,肉疽则倍用”,有“疮痈圣药”之称[14],《神农本草经》记载黄芪:“味甘微温,主痈疽久败创,排脓止痛,大风,痢疾,五痔,鼠瘘,补虚,小儿百病。”[15]唐代时期对黄芪的应用增加了“治发背……主虚喘……耳聋”“补血……肠风”“血崩,带下……产前后一切病,月候不匀”“治头风,热毒赤目”等功效主治,并首提黄芪“补血”之说。宋、金、元时期提出黄芪治疗“脾胃虚弱……诸痛”“补三焦,实卫气”“治咯血”的观点,李东垣多重用黄芪为君,佐升麻、白术等益气健脾升阳,补中益气汤、当归补血汤均是典型代表。张元素言其能“活血生血”,是常用的益气活血类药,其性微温,气薄而味浓,可升可降,为阳中之阳也,专补气,为补气之要药。明、清时期提出了黄芪治疗“酒疸黄疾”“老人便秘”“阴汗湿痒”“生肌收口”“大能止汗,生用又能发汗”等[14]。明代李时珍在《本草纲目》中释其名曰:“耆,长也。黄耆色黄,为补药之长,故名。”功能补气升阳,固表止汗,生津养血,用于气血不足诸证。清代名医王清任认为血瘀与气虚密切相关,“元气既虚,必不能达于血管,血管无气,必停留而瘀”,提出气虚血瘀的观点,提出补气活血、逐瘀活血两个治疗原则,其创立的补阳还五汤仍为现代医家所习用[16]。1.2.2 现代药理学研究吕琴等[17]总结发现黄芪能促进血流加速、扩充血容量、降低血小板黏附率、抑制血小板聚集、改善微循环,有强心降压利尿、抗组织纤维化及促进红细胞免疫等补血活血作用。另有研究发现,黄芪可通过调控水通道蛋白表达、调节水电解质平衡、调节肠道菌群、修复黏膜损伤等途径发挥其利水消肿作用[18]。现代药理学研究发现,黄芪也可通过调节免疫、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞侵袭与转移和血管生成、抑制肿瘤细胞增殖、调控肿瘤细胞自噬等发挥其扶正抗肿瘤的功效[19]。基于黄芪的药理学功效,其被广泛应用于肿瘤、肝肾疾病、代谢性疾病、心血管疾病等的治疗。如糖尿病肾病有微量白蛋白尿、24 h蛋白尿和肾小球滤过率(GFR)升高、尿微量白蛋白与肌酐比值(UACR)间歇性升高等指征时,用黄芪治疗可保护肾脏组织,改善肾功能,延缓糖尿病肾病的发生发展[20]。肿瘤患者结合临床症状、肿瘤标志物水平、计算机断层扫描(CT)、X射线、磁共振成像(MRI)等影像学检查和病理检查等指征,应用黄芪治疗可改善患者预后,提高患者生活质量,且在肿瘤早期,用量一般以12~30 g为宜,使得攻破并不伤正,中晚期多为30~60 g,有时可达80~100 g,以加大黄芪扶正的力度[21]。针对以心脏收缩舒张功能降低、心肌炎症反应、心脏肥大、血管内皮损伤等病理性改变为主的动脉粥样硬化、高血压、HF等心血管疾病,用黄芪治疗可发挥其抗炎、抗氧化应激、抗纤维化、促进血管生成等作用[22]。结合历代医家对黄芪的应用和现代药理学研究发现,黄芪有益气补虚、补血活血、利水消肿、托毒排脓等功效,凡病见神疲体倦、少气懒言、气短、形体消瘦、面色淡白、舌淡白、脉虚无力等表现,肝肾功能异常、肿瘤标志物异常、心功能降低及心血管病理改变等指征,皆可应用黄芪治疗,其在改善血液流变学、保护心肌损伤、抑制心、肝、肺及肾脏纤维化作用、提高红细胞免疫功能、改善患者生存质量等方面可获良效[14]。1.3 黄芪在HF中的运用HF患者,大多病程较长、病情重,已耗气动血,气血两伤,故以黄芪治疗,可大收益气活血化瘀功效的同时,摄敛耗动漂浮之气、镇守蠢动不安之血,使得气血平和、阴平阳秘,则病体渐安。HF常伴随心肌细胞凋亡坏死、心肌结构改变、心肌纤维化、心肌能量代谢障碍等病理性改变,多项研究证实黄芪在改善心肌能量代谢,加强心脏收缩舒张能力,保护心肌、利尿、抑制心室重构等方面效果显著[23]。黄芪有多种形式可用于HF的治疗,如单味药黄芪水煎剂、黄芪注射液、黄芪颗粒剂等,可通过促进B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)蛋白、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、胱天蛋白酶-3(Caspase-3)等多种因子表达,调节腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/过氧化物酶体增殖物激活的受体α(PPARα)信号通路、蛋白激酶B(Akt)/糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)/锌指转录因子(SNAIL)通路等途径发挥改善血流动力学、改善心肌能量代谢、抑制心肌组织重构、保护心肌、促进血管生成的作用,改善心功能,治疗HF[23]。王晶等[24]通过临床研究证明黄芪水煎剂能够抑制HF患者降钙素基因相关肽(CGRP)、神经肽Y(NPY)、心房利尿钠肽(ANP)、C型钠尿肽(CNP)等神经内分泌激素的分泌,减轻心脏负荷,改善心功能,缓解HF症状。孙东[25]通过临床研究发现慢性心力衰竭(CHF)患者应用黄芪注射液可降低各项心室重构指标,从而缓解HF的进展情况。魏冬雪[26]的研究表明黄芪颗粒剂治疗CHF可有效改善患者心功能,且未增加患者药物不良反应。2 黄芪的主要活性成分黄芪化学成分复杂,含有皂苷、多糖、黄酮、氨基酸、黄芪碱、微量元素等物质,其中皂苷类、多糖类和黄酮类化合物被认为是黄芪的主要药效成分[27]。皂苷类成分主要有黄芪皂苷、异黄芪皂苷、大豆皂苷等。多糖类主要有葡聚糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半孚糖等;黄酮类成分主要有槲皮素、山柰黄素、异鼠李素、芦丁、芒柄花素等。黄芪活性成分在缓解HF病理改变,改善心功能,治疗HF方面应用广泛且颇获良效[22]。2.1 黄芪皂苷类成分黄芪中有40余种皂苷类化合物,主要包括黄芪皂苷Ⅰ~Ⅷ、异黄芪皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、乙酰基黄芪皂苷、大豆皂苷等[28],有抗炎、免疫调节、抗氧化、抗细胞凋亡、调节代谢、抗纤维化、抑制肿瘤等作用。研究发现黄芪总皂苷可降低体内脂质过氧化物水平、降低肌酸激酶(CK)活性并调节免疫功能,从而起到补气、延缓疲劳的作用[29]。黄芪甲苷是黄芪皂苷类成分的主要部分,对HF有很好的防治作用,作用机制可能与其抗炎、抗纤维化、抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、代谢调节等有关[30]。2.2 黄芪多糖类成分黄芪多糖是黄芪干燥根提取物中的主要活性成分,是黄芪的重要成分之一,有多种药理作用,如缓解炎症性动脉内皮细胞损伤、增强免疫能力、抗炎、抗氧化、降血糖、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤等,可以通过抑制氧化应激、细胞自噬、细胞凋亡、心室重构等,从而延缓HF的进展[5]。2.3 黄酮类成分近年来许多研究证实黄芪中黄酮类成分能通过血脑屏障,具有保护血管、扩张毛细血管、疏通微循环的功能[31],其中槲皮素、毛蕊异黄酮、山柰酚、芒柄花素是报道较多具有抗HF的黄芪活性成分。毛蕊异黄酮是从黄芪当中提取出来的异黄酮类化合物,具有多种生物学效应,具有抗氧化、促进血管新生、抗过敏、抗肝损伤、抗肿瘤及保护内皮细胞等保护作用[32-33],可通过多种途径参与细胞的增殖、分化、凋亡及免疫调节等许多重要的生物学过程[34]。槲皮素具有预防和治疗心血管多种疾病的作用,有抗氧化应激、抑制炎性反应、调节器官功能等药理活性[35]。王单单等[36]通过网络药理学方法预测发现黄芪的活性成分槲皮素、异黄酮、山柰酚等还可能通过参与细胞能量代谢、神经活性配受体作用、血管内环境变化等生物功能,以及磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt、p38 丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和MAPK/核转录因子-κB(NF-κB)等信号通路发挥多靶点、协同作用抗HF的作用。3 黄芪主要活性成分治疗HF的作用机制3.1 抑制炎症反应炎症反应与HF密切相关,对HF的发生、发展和预后有重大影响。许多实验研究都表明HF患者促炎细胞因子水平升高,比如白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-8(IL-8)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)[37]。WANG等[38]通过脂多糖(LPS)诱导的HEpEF模型大鼠和H9c2心肌细胞损伤模型研究发现,黄芪甲苷可下调热休克蛋白70(HPS70)、Toll样受体4(TLR4)、NF-κB抑制蛋白(IκB)激酶β(IKKβ)和NF-κB的蛋白表达,并上调了IκBα的表达,且降低血清中IL-6、IL-β和TNF-α等炎症因子的水平,表明黄芪甲苷可通过抑制miR-1介导的炎症反应来减轻LPS引起的心功能不全。ZHANG等[39]研究发现,黄芪甲苷可通过调控TLR4/NF-κB/PPARα信号通路降低IL-6、IL-1和TNF-α等炎症因子的水平,从而改善心功能、心肌细胞活力,减轻LPS诱导的HEmEF小鼠模型心肌损伤。陈添华等[40]通过体外实验研究发现黄芪多糖可通过抑制TLR4表达,降低TNF-α等炎症因子水平,发挥抵抗血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)刺激引起的心肌细胞肥大及炎症反应的保护作用。REN等[41]研究发现黄芪多糖可以通过下调微小RNA-127(miR-127)、NF-κB、c-Jun氨基末端激酶(JNK)和调节PI3K/Akt信号通路,保护H9c2细胞免受LPS诱导的炎症损伤。槲皮素作为黄酮类化合物,其结构特征决定了可以与活性氧(ROS)结合并保持细胞活力,与大部分其他黄酮类化合物相比,槲皮素具有更高的抗氧化潜力[42],可通过降低氧化自由基水平,抑制炎症和调控TLR4/NF-κB信号通路、MAPK等分子途径来改善缺血性/再灌注损伤,缓解缺血后HF的进展[43]。张福宸等[44]的研究发现槲皮素可降低HEpEF模型大鼠血清中TNF-α水平,抑制TNF-α介导的炎症反应而改善心脏功能。毛蕊异黄酮及其衍生物具有潜在的抗炎作用,研究表明抑制NF-κB信号通路可能是毛蕊异黄酮抗炎作用的主要机制[45]。DONG等[30]的研究表明毛蕊异黄酮可通过抑制NF-κB和MAPK信号通路相关蛋白的表达,减少LPS诱导的单核巨噬细胞(RAW264.7)细胞中促炎因子前列腺素E2(PGE2)、TNF-α、IL-1β和IL-6的产生,从而抑制炎症反应。3.2 抑制心肌细胞凋亡心肌细胞凋亡在HF的演变发展中起了关键性的作用,大量人体心肌细胞凋亡是HF时细胞功能异常的主要原因。在HF发生发展过程中心肌细胞供血不足、耗氧量增加、血管负荷加重等因素会加快心肌细胞凋亡,从而加重心室重构,因此抑制心肌细胞凋亡是目前HF研究的靶点之一[46]。TLR4基因的激活可能触发心肌细胞中NF-κB的表达,最终诱导心肌细胞凋亡,实验研究证实黄芪甲苷可以下调TLR4/NF-κB信号通路相关蛋白的表达,抑制心肌细胞凋亡,保护心肌细胞[47]。CAO等[48]的体内外实验的研究结果表明,黄芪多糖可以通过调节AMPK/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)途径缓解阿霉素诱导的大鼠心肌细胞损伤模型和HEmEF模型小鼠的细胞过度凋亡,发挥治疗HF的作用。王忠庆等[49]的研究表明黄芪多糖能够通过调控高迁移率族蛋白B1(HMGB1)/TLR4/NF-κB信号通路,抑制细胞凋亡和自噬活性,从而修复缺氧/复氧诱导H9c2心肌细胞的损伤。谭鑫等[35]通过生物信息学分析推测槲皮素可能通过多种途径治疗HF,并通过实验研究验证了槲皮素可能通过调控Akt1/内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)/基质金属蛋白酶-9(MMP-9)信号通路抑制心肌细胞凋亡,进一步改善HF的病理生理改变,从而改善HF。一项体外研究证明毛蕊异黄酮可以抑制氧化应激诱导的H9c2心肌细胞凋亡,其对心脏的保护作用是通过雌激素受体α(ERα)与ERβ结合并上调其表达,从而激活Akt信号通路[50]。3.3 抑制心肌细胞自噬心脏中心肌细胞自噬与HF的发生和进展关系密切,维持心肌细胞的适度自噬对维持心脏正常功能有重要意义。ZHANG等[39]和WANG等[51]的实验研究结果表明在LPS诱导的HF模型大鼠和心肌细胞损伤模型中,黄芪甲苷能够降低自噬相关基因(Beclin1)和微管相关蛋白1轻链3Ⅱ(LC3Ⅱ)、微管相关蛋白1轻链3Ⅰ(LC3Ⅰ)蛋白等与自噬相关的蛋白表达水平,而升高自噬标志蛋白p62蛋白表达水平,从而调节细胞自噬以防治HF。张斌等[52]的实验结果表明黄芪甲苷可通过激活PI3K/Akt信号通路,抑制缺氧/复氧损伤后的心肌细胞自噬基因LC3Ⅱ和p62 mRNA和蛋白、UNC-51样激酶1(ULK1)蛋白的表达,从而降低心肌细胞自噬水平,保护心肌细胞免受缺氧/复氧损伤。陈广琴等[53]通过腹主动脉缩窄术构建大鼠心肌肥厚模型,并用黄芪多糖干预后发现其可能通过激活AMPK过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α(PGC-1α)信号通路调控大鼠自噬水平,从而对心肌起保护作用。3.4 改善心肌能量代谢心脏是一个非常高能量消耗的器官,必须不断产生ATP来支持肌肉收缩和放松。大约有70%的ATP来自脂肪酸的β-氧化,脂肪酸β-氧化对整体ATP产生的贡献甚至可以达到心脏总能量需求的几乎100%。在HF的病理进展过程中,心肌细胞的能量代谢模式逐渐改变,葡萄糖的比例增加,脂肪酸β-氧化的比例降低[54]。ZHANG等[39]的研究表明黄芪甲苷可通过调节TLR4/NF-κB/PPARα信号介导的能量生物合成,改善心肌能量代谢来减轻脂多糖诱导的心肌损伤。DONG等[55]和TANG等[56]通过体内外研究发现黄芪甲苷可激活PPARα将糖酵解转换为脂肪酸β氧化,改善线粒体功能和HF中ATP酶的效率,增加心脏能量的产生,从而减轻HF症状。黄芪多糖可通过调节TNF-α/PGC-1α信号通路,增加ATP合酶的σ亚基(ATP5D)、PGC-1α和丙酮酸脱氢酶激酶4(PDK4)在组织和新生大鼠心室心肌细胞中的蛋白表达,改善心肌能量生物合成来减弱异丙肾上腺素诱导的心脏肥大[57]。刘莉莉等[58]研究表明黄芪多糖可通过激活AMPK/PGC-1α信号通路改善HEmEF大鼠心功能及心肌细胞能量代谢,减轻心肌细胞线粒体结构破坏及心肌组织病理变化。张良等[59]通过网络药理学结果推测槲皮素可通过多靶点-多途径-多通路治疗HF,并用体外实验验证了其可通过调节MMP-9、EGFR等关键基因,干预能量代谢调控等生理过程治疗HF。林安贵等[60]的研究表明,槲皮素可通过抑制蛋白质分解、加强三羧酸循环和增加脂肪动员调节小鼠的能量代谢。3.5 抑制心肌纤维化心肌纤维化导致室壁僵硬度增加,心肌细胞比例减少而降低心室的顺应性,导致收缩障碍,影响心肌正常的舒缩功能,从而引发HF[61]。CHENG等[62]的研究发现黄芪甲苷有缓解急性心肌梗死诱导的HF大鼠心肌纤维化和改善心肌超微结构损伤的心脏保护作用,进而减轻心肌胶原沉积以改善心功能。魏斓等[63]通过实验研究发现黄芪甲苷可通过调控Akt/GSK-3β/SNAIL信号通路蛋白表达抑制心肌纤维化,进而改善HEmEF模型小鼠心功能。张石在等[64]的研究表明黄芪多糖调控转化生长因子-β1(TGF-β1)和NADPH氧化酶4(Nox4)/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路抑制主动脉弓缩窄诱导的心肌细胞肥大和纤维化,从而发挥对心肌重构小鼠模型的心肌保护作用。朱晓雨等[65]通过实验研究证明黄芪多糖可通过调控TGF-β1/Smads信号通路缓解异丙肾上腺素诱导的心肌纤维化。焦美等[66]的实验研究证实了槲皮素可通过调控TGF-β1/Smad3信号通路改善HEmEF模型大鼠心肌纤维化。李敏[67]的研究表明槲皮素及其糖苷衍生物芦丁可以抑制异丙肾上腺素(ISO)诱导的心肌纤维化,且槲皮素对心肌纤维化的抑制作用优于芦丁,其作用机制可能与调控ROS介导的MAPK信号通路有关。WANG等[68]验证了槲皮素可通过抑制小鼠心脏Ⅰ/Ⅲ型胶原mRNA表达发挥对血管紧张素Ⅱ诱导的纤维化的抑制作用。3.6 抑制心脏肥大闫磊[69]的实验研究表明槲皮素能够显著抑制自发性高血压(SHR)心肌肥厚模型大鼠心肌细胞肥厚,其作用机制可能是通过激活PPARγ,下调转录调控蛋白AP-1家族原癌基因c-Fos、c-Jun蛋白及ANP、BNP mRNA的表达,从而达到减轻心肌肥厚的作用。包龙棠[70]的实验研究证实了毛蕊异黄酮可通过抑制MAPKs和Akt信号通路的活化,减轻IOS诱导的小鼠心肌肥厚,从而改善心功能。黄芪主要活性成分成分治疗HF的作用机制总结见表1。10.13422/j.cnki.syfjx.20231102.T001表 1黄芪主要活性成分成分治疗HF的作用机制Table 1Action mechanism of active components of astragalus membranaceus in treating HF功效实验模型HF类型机制成分参考文献抑制炎症反应LPS诱导的心功能不全大鼠模型和H9c2心肌细胞损伤模型HEpEF抑制miR-1介导的炎症反应,上调IKBα的表达,下调HPS70、TLR4、IKKβ和NF-κB的蛋白表达。降低IL-6、IL-β和TNF-α等炎症因子水平黄芪甲苷[38]LPS诱导的心功能不全小鼠模型和H9c2心肌细胞损伤模型HEmEF调控TLR4/NF-κB/PPARα信号通路,降低IL-6、IL-1和TNF-α等炎症因子水平黄芪甲苷[39]AngⅡ诱导的大鼠心肌细胞肥大模型-抑制TLR4表达,降低TNF-α炎症因子水平黄芪多糖[40]LPS诱导的H9c2心肌细胞损伤模型-调控PI3K/Akt信号通路,下调miR-127、NF-κB、JNK表达黄芪多糖[41]左前降冠状动脉结扎诱导的CHF大鼠模型HEpEF下调TNF-α表达槲皮素[44]LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞损伤模型-抑制NF-κB和MAPK信号通路相关蛋白毛蕊异黄酮[30]抑制心肌细胞凋亡无血清培养诱导的心肌细胞凋亡模型-调控TLR4/NF-κB信号通路,下调TLR4和NF-κB的表达黄芪甲苷[47]阿霉素诱导的大鼠心肌细胞损伤模型和HF小鼠模型HEmEF调控AMPK/mTOR信号通路,抑制AMPK活化,促进mTOR激活黄芪多糖[48]缺氧/复氧诱导H9c2心肌细胞的损伤模型-抑制HMGB1/TLR4/NF-κB信号通路黄芪多糖[49]戊巴比妥钠诱导的H9c2心肌细胞损伤模型-调控Akt1/eNOS/MMP-9信号通路槲皮素[35]缺氧复氧诱导的H9c2心肌细胞凋亡模型-激活心肌细胞ERa/b,增强Akt磷酸化毛蕊异黄酮[50]抑制心肌细胞自噬LPS诱导的心功能不全大鼠模型和H9c2心肌细胞损伤模型HErEF调控TLR4/NF-κB/PPARα信号通路黄芪甲苷[39]LPS诱导的心功能不全大鼠模型HEpEF下调Beclin1和LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达,上调p62蛋白表达黄芪甲苷[51]缺氧/复氧诱导的H9c2心肌细胞模型-激活PI3K/Akt信号通路,抑制LC3Ⅱ和p62 mRNA和ULK1蛋白的表达黄芪甲苷[52]腹主动脉缩窄术构建大鼠心肌肥厚模型-激活AMPK/PGC-1α信号通路黄芪多糖[53]改善心肌能量代谢LPS诱导的心功能不全小鼠模型和H9c2心肌细胞损伤模型HEmEF调控TLR4/NF-κB/PPARα信号通路黄芪甲苷[39]腹主动脉缩窄术诱导的HF大鼠模型HErEF/HEpEF激活PPARα受体,上调MCAD、MCPT1蛋白和mRNA表达黄芪甲苷[55-56]异丙肾上腺素诱导的心脏肥大大鼠模型和大鼠心室心肌细胞(NRVMs)肥大模型-调节TNF-α/PGC-1α信号通路,上调ATP5D、PDK4蛋白表达黄芪多糖[57]复制动脉缩窄术诱导的CHF大鼠模型HEmEF激活AMPK/PGC-1α信号通路黄芪多糖[58]AngⅡ和异丙肾上腺素诱导的H9C2心肌细胞和血管内皮细胞肥大模型-调控MMP-9、EGFR等蛋白表达槲皮素[59]负重游泳诱导的疲劳小鼠模型-抑制蛋白质分解、加强三羧酸循环,增加脂肪动员槲皮素[60]抑制心肌纤维化主动脉弓缩窄术建立的HF小鼠模型HEmEF调控Akt/GSK-3β/SNAIL信号通路蛋白表达黄芪甲苷[63]主动脉弓缩窄建立的心肌重构小鼠模型HEmEF抑制TGF-β1和Nox4/Akt/mTOR信号通路黄芪多糖[64]ISO诱导的心肌纤维化大鼠模型-抑制TGF-β1/Smads信号通路黄芪多糖[65]腹主动脉缩窄术建立的CHF大鼠模型HEmEF调控TGF-β1/Smad3信号通路,下调TGF-β1、Smad3、p-Smad3、Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ表达槲皮素[66]ISO诱导的大鼠心肌纤维化模型-调控MAPK信号通路,降低ERK、JNK的磷酸化槲皮素[67]血管紧张素Ⅱ诱导的心脏重构小鼠模型和成纤维细胞肥大模型-抑制小鼠心脏Ⅰ/Ⅲ型胶原mRNA表达槲皮素[68]抑制心脏肥大SHR高血压心肌肥厚大鼠模型-激活PPAR-γ,下调AP-1(c-Fos、c-Jun)蛋白及ANP、BNP mRNA的表达槲皮素[69]异丙肾上腺素诱导的心肌肥厚小鼠模型-抑制MAPKs和Akt信号通路的活化毛蕊异黄酮[70]4 结语与展望黄芪作为益气活血类中药,在HF的治疗上已经积累了丰富的临床经验。总结大量研究结果发现,其主要活性成分黄芪皂苷、黄芪多糖、黄酮类化合物可以有效改善心功能,治疗HF。随着黄芪抗HF的作用机制研究越来越多,中药的多靶点、多环节和多层次的起效机制特点也逐渐显现。其中皂苷类成分黄芪甲苷、多糖类成分黄芪多糖、黄酮类成分槲皮素、毛蕊异黄酮等可通过抑制炎症反应、抑制心肌细胞凋亡、抑制心肌纤维化、改善心肌能量代谢、抑制心肌肥厚等途径改善心功能、缓解HF的病理改变。随着中药现代化的推进,黄芪中许多活性成分已被证明可以通过多途径发挥抗HF作用,包括抑制炎症反应、抑制心肌细胞坏死、凋亡、抑制心肌细胞自噬、改善心肌能量代谢、抑制心肌纤维化等。但目前关于黄芪活性成分治疗HF还存在许多可待研究的问题,①目前的研究大多停留在动物和细胞实验上,欠缺临床研究,关于其在体内代谢过程和安全性的报道较少;②关于黄芪活性成分的量-效-毒关系和成药性的研究较少,难以对其进行临床推广;③临床上黄芪多配伍成方使用,黄芪发挥其治疗HF作用的活性成分在复方中的含量及占比、药理作用及机制等需结合中医基础理论进一步探讨。综上所述,黄芪的许多活性成分已被证明对HF及其并发症有重要作用,有丰富的前期基础和广阔的研究前景,因此继续深入开展黄芪及其活性成分治疗HF的相关研究对促进黄芪资源的开发利用、治疗HF新药的研发及临床用药具有重要的指导意义。

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