刺五加在航天醫(yī)學(xué)中的作用

刺五加在航天醫(yī)學(xué)中的作用

1999年，cordic提出了適應(yīng)原發(fā)病的現(xiàn)代定義，并強調(diào)作為代謝調(diào)節(jié)的生化作用。假設(shè)適應(yīng)原發(fā)病的多種醫(yī)療效果和生理活性，并基于不同器官和組織（如免疫、激素分泌系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和肌肉）的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用，改變身體防御系統(tǒng)（如下肢、垂體軸和腎上腺傳遞系統(tǒng)）的活動，以減少不必要的后代損傷。1968年,前蘇聯(lián)藥理學(xué)家從189種藥用植物中鑒定出5種植物,認(rèn)為它們符合適應(yīng)原的下列3個條件:(1)對機體的正常生理功能無害或只有輕微影響;(2)其作用是非特異性的,即能增強機體對物理性、化學(xué)性和生物性的大范圍傷害因素的抵抗能力;(3)不管先前的病理變化如何,都有一種使之趨于正常的作用。植物適應(yīng)原的定義是對不同類型應(yīng)激的非特異抵抗力的通用增強劑。而刺五加恰恰具備了適應(yīng)原樣藥物的所有特征,對于航天特殊環(huán)境的刺激,刺五加的適應(yīng)原樣作用肯定會發(fā)揮其有效的抵抗外界應(yīng)激的作用。刺五加,又稱五加參,主要藥用部位是根、莖、葉,與人參同屬五加科五加屬植物。刺五加在中醫(yī)學(xué)中是歷史悠久的固本強體補益類藥物。該藥味辛、微苦,無毒,入脾、腎經(jīng)。中醫(yī)認(rèn)為刺五加能同時補益先天之本——腎臟和后天之本——脾臟,即益氣健脾、補腎安神。近代研究發(fā)現(xiàn),刺五加含有與人參等相似的多種皂苷、多糖、黃酮等藥理成分,具人參樣藥理功效。此外還含多種微量元素。1對心肌梗死的保護作用航天員在失重環(huán)境停留后返回地球表面時普遍會出現(xiàn)心血管功能失調(diào),嚴(yán)重影響其立位耐力及運動能力。目前對失重狀態(tài)下心血管功能失調(diào)發(fā)生機制仍不太清楚。為保證航天員的健康與工作效率,各國都在積極研究對抗措施。對心臟功能失調(diào)有效的對抗措施除了一些物理措施,如下體負(fù)壓、體育鍛煉、人工重力、套帶、補充鹽水等外,還未發(fā)現(xiàn)有效的對抗藥物。刺五加在防治心血管功能失調(diào)方面發(fā)現(xiàn)有一定的作用。刺五加所含皂苷、黃酮等藥理成分,有擴張血管、增加冠脈血流量、緩解冠脈痙攣、改善缺血心肌代謝、增加組織對缺血缺氧的耐受性等作用;此外還能降低血液黏度,起到活血化瘀、疏通冠脈瘀阻的作用,從而緩解心絞痛。刺五加注射液與前列素E合用可有效治療冠心病心絞痛,且無明顯副作用。刺五加注射液治療腦梗死的療效明顯,并優(yōu)于復(fù)方丹參注射液,且無明顯不良反應(yīng)。刺五加注射液擴張血管、增加血流量、改善腦循環(huán)、降低組織耗氧量的作用優(yōu)于復(fù)方丹參注射液。刺五加苷能對缺血再灌注心肌產(chǎn)生預(yù)適應(yīng)樣保護作用——改善心功能、增加冠脈流量和抗心律失常,且其缺血再灌注心肌保護作用呈量效關(guān)系。刺五加主要成分金絲桃苷能降低或恢復(fù)垂體后葉素引起的ST段上移,減少T波增高,加快心率,對抗心律失常,其抗心律失常的作用與維拉帕米的作用相似。刺五加苷能顯著縮小心肌梗死范圍,降低血清磷酸肌酸激酶和乳酸脫氫酶活性,能明顯降低乳酸脫氫酶急性阻斷3h和6h血清游離脂肪酸水平。有研究報道,刺五加提取物能增加心肌血流量,降低冠脈阻力,減慢心率,降低血壓,同時減少心肌耗氧量及心肌耗氧指數(shù),降低心肌氧利用率,還能減弱病灶區(qū)域超微結(jié)構(gòu)的損害,加快亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的再生,加速心肌梗死的恢復(fù)。刺五加提取物對花生四烯酸(Arachidonicacid,AA)、腺苷二磷酸(Adenosinedimphosphate,ADP)誘導(dǎo)的血小板聚集有明顯的抑制作用,并能抑制AA誘發(fā)的血小板血栓烷(Thromboxane,TX)B2的生成。齊玉蘭等發(fā)現(xiàn),刺五加對小鼠血栓形成有保護作用。刺五加能降低全血低切、中切和高切黏度以及血漿黏度,抑制血栓形成。高濃度刺五加提取物溶液通過改善紅細(xì)胞膜流動性,可降低全血黏度,改善血液流變學(xué)狀況;但較低濃度刺五加提取物溶液并未明顯增加紅細(xì)胞膜流動性和降低微黏度(P>0.05)。通過刺五加葉皂苷(Acanthopanaxsenticosussaponins,ASS)對大鼠離體工作心臟血流動力學(xué)研究表明,ASS可使血壓、左室內(nèi)壓峰值、左室內(nèi)壓最大上升和下降速率下降,呈現(xiàn)明顯的負(fù)性肌力作用,其作用與維拉帕米類似。對于急性心肌梗死患者,刺五加在不抑制左室收縮功能的情況下,能改善左室舒張功能。睢大員等發(fā)現(xiàn),刺五加通過保護超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,SOD)和谷胱甘肽(Glutathione,GSH)-Px活性,不但減輕了心肌細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的損傷,而且增強了心肌細(xì)胞的抗自由基損傷能力,保持心肌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性,避免了心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+超負(fù)荷及心肌細(xì)胞不可逆性損傷,明顯改善了缺血再灌注損傷心肌的預(yù)后。王穎實等研究發(fā)現(xiàn),復(fù)方刺五加注射液可阻斷鈣通道,使細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度降低,導(dǎo)致動作電位各電參數(shù)減小,表明ASS具有鈣通道阻滯作用。刺五加注射液對腦梗死血液流變學(xué)指標(biāo)有明顯的改善作用,可使伴有高黏滯血癥的腦梗死患者全血黏度、血漿黏度、全血還原黏度、紅細(xì)胞聚集指數(shù)、凝血因子Ⅰ均降低,其治療效果明顯優(yōu)于復(fù)方丹參注射液。2多糖對小鼠細(xì)胞功能的影響及作用航天器內(nèi)進(jìn)行宇宙飛行的動物除了受到太空輻射、極端溫度、高真空和微磁場等太空環(huán)境因素影響外,還會受到持續(xù)失重、噪聲、振動和晝夜節(jié)律改變等多種因素的影響。航天員受這些因素的影響,易發(fā)生感染、呼吸道和胃腸道等疾病,嚴(yán)重時也可能誘發(fā)病毒感染,影響航天員的健康和工作,而這些疾病的發(fā)生與太空環(huán)境中免疫系統(tǒng)功能的改變有著直接的關(guān)系。因此,研究提高免疫功能的藥物對于保障航天員的健康,乃至保障飛行任務(wù)的順利完成至關(guān)重要。刺五加及其多糖能促使正常小鼠及荷瘤小鼠巨噬細(xì)胞數(shù)顯著增加,能明顯增加單核吞噬細(xì)胞和腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬能力。刺五加苷A、D、E能阻止由氯喹引起的小鼠腹腔巨噬細(xì)胞及單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)吞噬功能的下降。刺五加中的苦杏仁苷能使安靜和饑餓、冷凍狀態(tài)下的小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬功能顯著增強。刺五加提取物能明顯阻止因游泳疲勞所致的非特異性免疫功能下降,能增強網(wǎng)狀內(nèi)質(zhì)系統(tǒng)的吞噬能力和腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬能力,提高玫瑰花結(jié)的百分率。刺五加多糖能明顯增強細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞的活性,促進(jìn)伴刀豆素A刺激的小鼠脾細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素(IL)-2。多糖具有多種生物活性,是理想的免疫增強劑,它能促進(jìn)T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、M細(xì)胞等細(xì)胞功能的增強,還能促進(jìn)IL、干擾素、腫瘤壞死因子等細(xì)胞因子的產(chǎn)生。刺五加多糖及有機苷能顯著提高細(xì)胞產(chǎn)生干擾素的能力,是理想的干擾素促誘生劑。刺五加多糖能明顯增加小鼠分泌免疫球蛋白(Ig)G、M的抗體分泌細(xì)胞,提示其有增強特殊性體液免疫功能,促進(jìn)抗體生成的作用。刺五加提取物通過增加小鼠免疫器官質(zhì)量,可提高網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬功能,降低血中過氧化脂及心肌脂褐質(zhì)含量,提高皮膚羥脯氨酸含量,從而產(chǎn)生一定的抗衰老作用,效果優(yōu)于人參提取液。刺五加對苯引起的小鼠及家兔白細(xì)胞減少癥有明顯的預(yù)防作用,對皮下注射環(huán)磷酰胺所致的白細(xì)胞下降有保護作用,對環(huán)磷酰胺引起骨髓有核細(xì)胞減少有明顯的保護作用。將刺五加全草給藥于經(jīng)X射線照射的大鼠,發(fā)現(xiàn)其白血病患病率及致死率均明顯低于對照組。40名放療患者給予刺五加全草后,其白細(xì)胞數(shù)目由3.45×109/L恢復(fù)至5.425×109/L,而對照組患者體內(nèi)白細(xì)胞數(shù)目明顯降低,說明刺五加提取物能顯著提高受輻射患者白細(xì)胞數(shù)目。刺五加可增強帶瘤動物的抗癌能力,使其脾臟增重,巨噬細(xì)胞增加,骨髓造血功能加強。日本的野島武認(rèn)為,刺五加對藥物誘發(fā)性腫瘤、移植性腫瘤的轉(zhuǎn)移及小白鼠自發(fā)性白血病均有一定抑制作用,且其作用比人參強而穩(wěn)定,其作用機制可能是刺五加能剌激分泌腎上腺皮質(zhì)激素,使機體內(nèi)激素水平升高,其中糖皮質(zhì)激素增加可誘發(fā)白血病(淋巴細(xì)胞白血病和惡性淋巴瘤)細(xì)胞凋亡。刺五加提取物具有促進(jìn)IL-2產(chǎn)生,提高自然殺傷(Naturalkiller,NK)T細(xì)胞、淋巴因子激活的殺傷(Lymphokine-activatedkiller,LAK)細(xì)胞活性的作用。刺五加多糖與細(xì)胞膜接觸24h可使細(xì)胞膜唾液酸含量增高,膜磷脂含量下降,膜磷脂脂肪酸組成改變,干擾膜肌醇磷脂代謝,抑制磷脂酰肌醇轉(zhuǎn)換,達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用。王亞賢等發(fā)現(xiàn),刺五加注射液能有效縮短促凋亡基因p53的表達(dá)時間,并降低其峰值,同時提高抑凋亡基因bcl-2的表達(dá)。因此可以推斷,刺五加注射液可通過調(diào)整細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá)而抑制細(xì)胞凋亡,它具有良好的保護腦缺血再灌注損傷的功效。3影響小鼠生態(tài)鏈的藥物作用因素近年來,隨著載人航天飛行時間的不斷延長,航天員面臨越來越繁重的飛行任務(wù),其體能消耗愈來愈嚴(yán)重。為此,尋找可以快速消除疲勞,又不產(chǎn)生明顯副作用的對抗藥物是國內(nèi)、外航天醫(yī)學(xué)工作者的努力方向。而刺五加及其苷類提取物具有明顯的抗疲勞作用,其作用比人參強。已有研究證明,刺五加苷的抗疲勞作用強于其粗提物,說明抗疲勞的活性成分可能為苷類物質(zhì)。有學(xué)者認(rèn)為,刺五加總苷可改善動物疲勞狀態(tài),調(diào)節(jié)機體應(yīng)激反應(yīng)水平,長期服用刺五加制劑可以有效的發(fā)揮抗疲勞作用。復(fù)方刺五加注射液和維生素E能減少疲勞性游泳運動時小鼠的丙二醛(Malondialdehyde,MDA)生成和提高SOD活性,對機體起到一定保護作用。刺五加具有增加機體對運動的適應(yīng)能力、延緩運動性疲勞產(chǎn)生的作用。刺五加茶飲料能顯著提高運動后乳酸脫氫酶(Lactatedehydrogenase,LDH)活力,降低血乳酸(Lacticacid,LAC)和尿素氮(Ureanitrogen,BUN)的含量,提高小鼠體內(nèi)肌糖原和肝糖原的貯備量以及小鼠運動耐力。刺五加葉或根葉混合提取物能提高受試者的靜態(tài)體力或動態(tài)體力的耐久力,說明刺五加對持久性的疲勞有抑制功能。刺五加可通過提高人體攝氧能力,增加脂肪供能,節(jié)省肌糖原,從而發(fā)揮抗疲勞作用。有研究發(fā)現(xiàn),刺五加制劑可使無氧閾下作功能力提高12.4%,呼吸商由0.99下降至0.86,使運動時脂肪供能增加43%。刺五加能提高機體的氧氣利用率,其抗氧化能力高于維生素E5倍,其增加心肺功能和抗疲勞的作用是通過使活動肌群獲得更多的氧氣,促使心肌細(xì)胞的代謝實現(xiàn)的。刺五加可降低定量負(fù)荷運動后的血乳酸值,增加機體有氧供能能力,有助于消除運動中積累的乳酸,促進(jìn)運動后乳酸水平恢復(fù)正常,從而提高機體耐乳酸能力。肌糖原的耗竭與疲勞密切相關(guān),刺五加可使持續(xù)恒定負(fù)荷運動時脂肪對運動供能增加,可大量節(jié)省肌糖原,發(fā)揮抗疲勞作用。先期對脂肪的充分利用可以節(jié)省肌糖原,增加機體對肌糖原和肝糖原的貯備,通過調(diào)節(jié)機體的代謝,加強機體的適應(yīng)能力,從而提高運動能力。刺五加可使每搏攝氧量增加,有氧運動時較少的心臟跳動次數(shù)就可以維持同樣強度負(fù)荷下機體對氧氣的需求,從而發(fā)揮抗疲勞作用。刺五加能使力竭性運動中LDH活力變化顯著降低。刺五加葉可使小鼠肝、腎組織中的MDA顯著減少,同時肝組織中SOD活性提高,肝組織中MDA/SOD比值顯著低于對照組。肝組織中的變化可能與復(fù)方刺五加注射液清除氧自由基,減少過氧化脂質(zhì)生成,以及促進(jìn)肝臟SOD合成的功能有關(guān)。所以,刺五加注射液在急性力竭運動時有一定抗氧化作用。刺五加總苷的抗疲勞作用具有明顯的量效關(guān)系。其對小鼠運動耐力、肝糖原含量以及清除乳酸能力等抗疲勞指標(biāo)的作用隨著總苷量的增加而增強。此外,刺五加能提高腦力勞動效能,其葉、根提取物混合使用時,效果更明顯:記憶力、注意力有改善,情緒、工作效率有所提高,并使睡眠正常,感覺中樞、運動中樞的穩(wěn)定性增加。4促進(jìn)細(xì)胞增殖,提高免疫能力及抗輻射力近年來,對輻射損傷防護性藥物的研究正引起人們的關(guān)注,放射醫(yī)學(xué)在腫瘤治療中的進(jìn)展促使人們開始尋找對正常細(xì)胞有特異保護作用的輻射防護劑,以提高放射治療的效果。載人飛行過程中,太空輻射是航天員面臨的最大危害之一,如何提高航天員的抗輻射能力,將太空輻射危害減到最小是航天醫(yī)學(xué)研究工作的重點之一。刺五加能增加動物抵抗輻射的能力,延長受輻射大鼠的生存時間,對紅細(xì)胞遭受放射樣物質(zhì)侵害有保護作用,對造血系統(tǒng)放射損傷后小鼠的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的恢復(fù)有促進(jìn)作用。刺五加皂苷對經(jīng)X射線照射的小鼠具有一定的抗輻射和抗氧化作用,能促進(jìn)實驗兔及豚鼠的抗體生成;刺五加多糖能增強小鼠脾分泌IgM和IgG;刺五加多糖及其苷類提取物為理想的干擾素促誘生劑,能提高體內(nèi)干擾素水平,增強免疫力。刺五加所含多種藥理成分能有效促進(jìn)小鼠胸腺內(nèi)對輻射抗性亞群細(xì)胞的增殖,促進(jìn)脾臟增生,刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生吞噬功能,誘導(dǎo)產(chǎn)生干擾素,通過保護細(xì)胞膜的膜性結(jié)構(gòu)完整和增加細(xì)胞DNA對輻射的耐受性,達(dá)到抗輻射損傷的效應(yīng)。刺五加的多糖提取物可以抑制輻射引起的大鼠損傷,可以降低MDA水平,增強抗氧化酶的活性。孟慶繁等認(rèn)為刺五加多糖對氧自由基有明顯清除作用。此外,刺五加