黄连生物碱治疗糖尿病肾病的研究进展

李大龙 徐美良

广西壮族自治区来宾市中医医院药剂科，广西来宾 546100

糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）临床特指患者因糖尿病导致的微血管相关并发症而诱发的终末期肾脏相关疾病，有50%左右的糖尿病（diabetes mellitus，DM）患者在疾病进展过程中将出现DN[1]，被认为是DM最常见且最严重的并发症，严重影响DM患者预后，甚至导致DM患者病死[2]。DN的主要发病机制可能为机体的慢性炎性介质的持续释放而出现的肾小球成分改变，导致肾小球高滤过同时合并有肾近端小管的增生肥大，最终进展为DN[3]。黄连是一种常用的治疗DM的中药，针对其作用机制研究提示[4]，黄连有效成分可显著提高DM模型大鼠血清谷胱甘肽水平，提高机体抗氧化能力和血管内皮细胞保护作用，另外对增加内源性胰岛素分泌以及提高机体对胰岛素的敏感指数，降低胰岛素抵抗亦有积极意义。为此本文主要针对黄连生物碱对DN的作用价值进行综述如下。

1 黄连根茎中的主要生物碱——小檗碱（黄连素）

小檗碱为目前在黄连根茎中提取的最主要生物碱，其含量甚至接近10%[5]。多项研究提示黄连根茎中提取的小檗碱具有改善DM患者多种临床症状，延缓并发症发生的作用[6-7]。小檗胺作为黄连根茎中提取的生物碱，目前提纯后制成的盐酸小檗碱片在提高黄连药理作用的同时，减少了不良反应，尤其是长期使用的毒副作用，已经广泛用于治疗及预防放、化疗导致的白细胞尤其是中性粒细胞的减少以及苯酚类物质中毒、放射性损失等多种原因所致的中性粒细胞减少患者[8]。近年来亦有研究将其用于DM患者的治疗领域。其中韩冰[9]针对高血脂斑马鱼模型研究提示，小檗碱可明显降低高血脂斑马鱼模型的血脂水平，考虑可能与小檗碱抑制机体胆固醇合成，减少体内脂蛋白分泌等有关。另外石磊等[10]的研究针对DN模型大鼠使用小檗碱相关制剂干预后，发现小檗碱可抑制核转录因子-κB（nuclear factor，NF-κB）活化，进而降低机体炎症反应，延缓肾脏相关病理损伤进展。考虑可能与小檗碱中的双苄基基异喹啉类化合物抑制体内脂多糖合成，进而降低肾脏组织中的小胶质细胞活化，抑制电压门控通道的钙离子内流，得到抑制IκB磷酸化，进而抑制NF-κB活性的目的，最终导致机体一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，iNOs）活性的降低，减少体内一氧化氮（Nitric oxide，NO）生成，抑制机体炎症反应等有关。

2 黄连生物碱对机体葡萄糖代谢的作用

有研究[11]针对正常小鼠使用50 mg/kg小檗碱腹腔注射后，发现其显著抑制丙氨酸为底物的糖原异生，说明小檗碱可能具有抑制肝糖原异生而达到调节机体血糖的作用，同时腹腔注射小檗碱后并未增加小鼠肝脏与膈肌中糖原水平，但有部分小鼠出现继发性的血糖降低现象。同时有研究[12]应用小檗碱治疗胰岛素抵抗模型大鼠，持续4周后发现小檗碱治疗大鼠与空白对照比较，其肝糖原水平显著升高，考虑其可能为小檗碱抑制胰岛素抵抗，从而促进肝糖原分解有关。同时有基础研究证明[13]，小檗碱还可明显提高HepG2细胞与3T3-L1脂肪细胞针对葡萄糖的转化能力，进而降低血糖，同时发现胰岛素水平的改变并不影响小檗碱的生理性降糖效果，进一步验证了小檗碱可通过增加肝脏及脂肪细胞对葡萄糖的代谢而发挥降糖作用的机制。

3 黄连生物碱对胰岛素释放及其敏感性的影响

针对来源于转基因小鼠胰岛素瘤细胞株βTC3细胞使的基础研究提示[13]，βTC3细胞可稳定地分泌胰岛素，同时在11.1 mmol/L葡萄糖培养液内使用小檗碱后发现，βTC3细胞所具有的胰岛素释放效应并未受到显著干预，进而提示小檗碱作用机制上并不是以增加生理性胰岛素分泌而达到的降糖效应，该试验结果有效验证了小檗碱并不影响正常机体胰岛素分泌[14]，且并不增加因为机体葡萄糖负荷增大后而影响的生理性胰岛素释放，亦对肝脏细胞膜中胰岛素受体水平及其亲和力无显著影响，据此推测小檗碱降低血糖效果可能是通过干预胰岛素受体后效应，提高机体胰岛素敏感，降低胰岛素抵抗而发挥作用[15]。

4 黄连生物碱调节机体抗氧化能力与血脂水平

DM患者存在显著的氧（羟）自由基的生成增加，机体抗氧化能力降低现象，当体内氧（羟）自由基积聚增多则导致血管通透性改变，影响肾小球基底膜通透性，出现DM微血管病变，同时诱发DN的发生[8，16]。有研究[17]将小檗碱治疗高脂饮食所致NIDDM大鼠，持续6周后发现其有效地降低大鼠肝脏中脂质过氧化水平，同时降低肝脏中丙二醇水平，提高超氧化物歧化酶活性。同时还发现血清中三酰甘油、总胆固醇水平明显降低，高密度脂蛋白水平则显著升高[18]。据此说明，黄连素有效成分小檗碱可有效提高机体抗氧化能力，加强机体清除氧（羟）自由基能力，促进脂质分解，提高机体新陈代谢，降低血脂，延缓DN进展，减少DM血管病变发生的作用[19]。

5 黄连生物碱控制DN患者血压，减少蛋白尿

DM患者表现出的微量蛋白尿，夜间血压升高等均考虑与胰岛素抵抗有关，此类患者容易出现体内儿茶酚胺水平升高、交感神经的兴奋。同时因DM所致机体的高血糖状态，可引起血管紧张素信使RNA（messenger RNA，mRNA）水平的增高，肾小球呈现高压、高滤过与高灌注状态，此类患者临床治疗上可考虑使用血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素受体拮抗剂（angiotensin converting enzyme inhibitor/angiotensin receptor antagonist，ACEI/ARB）类药物，从而有效调节患者血压，减少蛋白尿[6，20]。研究提示[21]，小檗碱可有效减低血管紧张素Ⅱ水平，其中大剂量使用黄连后，小檗碱成分亦明显增多，控制血压效果稳定，连续治疗4周后可有效控制患者尿蛋白，进而推测黄连有效成分小檗碱可作用于肾素-血管紧张素-醛固酮系统，竞争性结合肾上腺素能受体，拮抗儿茶酚胺作用，从而发挥类ACEI/ARB药物的药理效果，对降低肾小球压力，改善高滤过与高灌注状态、降低血压，减少和抑制蛋白尿有关[22]。

6 黄连生物碱的血管内皮保护及改善内质网应激的作用

目前常见的DM慢性并发症包括血管病变、神经病变等，其中肾脏相关病变为十分常见且严重的并发症，以上多种并发症的发生均与血管内皮功能存在相关性[23]。研究已经证实[24]，黄连有效成分小檗碱具有抗氧化作用，但其是否具有的血管内皮保护效应有待进一步验证。张家富等[25]通过DM模型组大鼠，使用黄连素总生物碱灌胃，连续干预8周，发现以黄连素治疗后，DM模型组大鼠机体的丙二醇水平显著降低、超氧化物歧化酶水平则明显升高，同时还发现血清NO、内皮素以及细胞间黏附分子明显增高，结合苏木精-伊红染色法（hematoxylin-eosin staining，HE）发现，黄连素总生物碱治疗后的DM模型大鼠，其主动脉发生动脉粥样硬化的比例明显降低，说明黄连总生物碱在一定程度上具有改善血管内皮氧化应激，保护血管内皮功能的生理作用。对于改善细胞质内质网的应激效应上，近年研究提示DM导致组织细胞中的内质网应激失调，出现机体整体的氧化应激反应增强有关。研究发现，黄连解毒汤和黄连单煎剂（主要活性成分为黄连素总生物碱）能提高胰岛素抵抗大鼠机体的抗氧化应激能力，改善细胞质中内质网应激效应，降低胰岛素抵抗大鼠血清与肝脏中丙二醇水平，提高超氧化物歧化酶活性，降低机体氧化应激，提高胰岛素敏感性[26]。

7 黄连生物碱调节肠道菌群的作用

肠道菌群被认为是机体的“第二基因组”，其受到多种因素的综合影响，处于动态平衡环境，一旦此种动态平衡受到干扰，则可导致多种肠内、外疾病的发生[27]。有研究[28]称将肥胖实验模型小鼠肠道菌群移植至消瘦的无菌小鼠肠道内，持续干预4周后，消瘦无菌小鼠体重及血脂水平均显著升高，提示肠道菌群与肥胖存在一定相关性。而以口服黄连素为基础的研究提示[29]，口服黄连素后可引起实验动物肠道菌群数量与结构的改变，降低肠道有害菌水平，增加肠道益生菌，尤其是双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等水平，并调节肠道菌群稳定，可能与黄连素调节肠道菌群稳定，促进肠道菌群代谢产物排出，进而发挥微生物-脑-肠轴以及内毒素免疫炎症抑制效应等的调节作用，最终发挥治疗DN的作用。以上结果说明肠道菌群可能为黄连素药理作用的靶点之一[30]。

8 小结

DN的病理学改变上，早期主要以细胞外基质的沉积、肾小球基底膜的增厚为主，随着病程的进展可出现肾小管的萎缩甚至肾脏间质组织的纤维化，最终导致肾小球的硬化而失去功能。针对DN如未能得到及时有效救治，则多数患者将出现终末期肾病，且显著增加并发心脑血管并发症可能性。现有研究已经开展了针对黄连及其有效成分，尤其是小檗碱的相关研究，证实了其可通过提高机体抗氧化能力，清除氧（羟）自由基，调节血脂代谢，增加胰岛素敏感性，降低胰岛素抵抗，提高血管内皮保护，调节肠道菌群等对抗DM所示高血糖诱导的病理生理改变。在针对DN的治疗过程中使用黄连及其生物碱制剂治疗，具有良好的应用前景。