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Phytomedicine:从传统中药到现代应用,石菖蒲的心血管保护机制及纳米递送突破

来源 2025-07-30 10:09:23 医疗资讯

心血管疾病(CVD)依旧是全球首要死亡原因,尽管现代医学取得显著进步,但现有药物仍受疗效不理想、副作用显著及用药依从性低等限制。作为传统中医药资源,石菖蒲历来用于神经精神及消化系统疾病的治疗,近期研究发现其对心血管系统亦具有多重保护作用,但尚缺乏系统的综合评述。活性成分α-和β-asarone因分子结构特点展现出显著的生物活性,但水溶性差、生物利用度低、代谢快、潜在毒性以及该药物成分间的差异,均限制了其临床应用。纳米技术应用于这两种成分的药物递送,可以克服这些药物动力学和安全性的瓶颈。

近期,发表在Phytomedicine期刊的一项研究,总结了传统中药石菖蒲及其活性成分α-asarone和β-asarone在CVD治疗中的药理机制和应用前景。通过分析近五年的相关药理和体内外实验研究,全面总结了其抗炎、抗氧化、抗凋亡、抗自噬、降脂和降糖作用。文章特别关注纳米技术在提高其口服及鼻腔吸收、生物利用度和减少毒性方面的推动作用,指出了未来将纳米递送系统与多组学技术结合进行精准治疗的可能路径。

本综述基于Web of Science、PubMed及ScienceDirect数据库的文献检索,筛选了过去五年内研究石菖蒲及其活性成分心血管药理作用和纳米递送系统的相关论文,系统总结报道的药理机制、疾病模型及纳米制剂研究成果。由于为综述性质的基础及转化医学研究,未涉及实验设计描述。

一、活性成分与化学特性

石菖蒲含有超过160种化合物,主要包括挥发油和非挥发性成分。其中α-asarone和β-asarone为最主要的有效成分,具备强抗炎、抗氧化、抗凋亡及调节代谢等作用。两者在提取纯度和含量上受提取技术(如超临界CO₂萃取、微乳电动色谱等)及生长环境影响显著。石菖蒲口服生物利用度普遍偏低,鼻腔给药可提高至约80%以上。

除asarone外,石菖蒲还含有黄酮类(如kaempferol-3-O-rutinoside)、木脂素类、萜类、生物碱、酰胺及有机酸(如阿魏酸、没食子酸)等活性成分,这些均在抗炎、调脂及糖代谢中发挥辅助作用。

二、心血管药理机制

综合药理数据显示,石菖蒲的活性成分通过多途径多靶点发挥作用:

  • 抗炎作用:抑制多种促炎因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、iNOS、COX-2等),调节NF-κB、MAPK及NLRP3炎症小体信号通路,提升抗炎因子IL-10表达,综合降低血管和心肌炎症负担。
  • 抗氧化作用:活化Nrf2/HO-1信号轴,提升超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活力,减少脂质过氧化产物MDA,降低ROS,减缓心血管组织氧化损伤。
  • 抗凋亡作用:上调抗凋亡蛋白Bcl-2,下调促凋亡蛋白Bax、Caspase-3及p53,保护心肌细胞和内皮细胞递表达凋亡相关基因,延缓心肌损伤进程。
  • 抑制异常自噬:调控Beclin-1、LC3和p-PERK/CHOP等相关因子,减少过度自噬和ROS累积,维持细胞稳态。
  • 调脂作用:抑制HMG-CoA还原酶,降低LDL及总胆固醇,提升HDL,减少脂质合成及分泌,有助于预防动脉粥样硬化。
  • 调糖作用:促进Ca²⁺内流,增强胰岛素分泌,提高糖代谢效率,辅助改善糖尿病相关心血管疾病。

图. 石菖蒲活性成分在心血管疾病中的主要作用机制示意图

 

三、心血管适应症

高血压:α-asarone通过增加eNOS稳定NO生成,促进血管扩张,降低外周阻力,减轻Angiotensin II诱导的内皮损伤;β-asarone调节血管平滑肌收缩舒张,增加VEGFA表达,维护血管完整性。

冠心病(CAD):两者降低心肌梗死面积,减少心肌标志物cTnT,调控NLRP3炎症小体,促进心肌再生血管形成,缓解动脉内皮炎症和氧化压力。

心力衰竭:激活线粒体自噬,抑制炎症和凋亡,提升抗氧化酶活性,阻止心肌重构及纤维化,改善心脏功能。

心肌缺血/再灌注损伤:减小缺血区面积,调节ET、NE、CGRP等血管活性物质,提升血流动力学和抗氧化能力,防止组织损伤。

心律失常:通过调节钠通道及GABAA受体,稳固心肌电活动,减少异位起搏和异常传导,改善心律稳定性。

四、毒性与剂量考量

高剂量α-asarone可能导致线粒体介导的心肌细胞凋亡,表现为QT间期延长和心律异常。β-asarone亦观察到浓度相关细胞活力下降迹象。纳米递送系统(如固体脂质纳米粒、溶液自乳化体系)可优化组织分布,减低毒性。

五、纳米技术促进药代动力学提升

纳米载体如聚乳酸(PLA)、甲氧基聚乙二醇-聚乳酸(mPEG-PLA)纳米粒显著提高α-asarone鼻腔和静脉给药的脑靶向和生物利用率,延长半衰期。β-asarone通过固体颗粒稳定的Pickering纳米乳改善吸收曲线和释放时程。纳米技术减少首过效应,提高稳定性,实现靶向给药,有望大幅提升疗效和安全性。

研究价值与应用前景

石菖蒲具备丰富的活性成分,尤其是α-asarone和β-asarone,在心血管病理过程中多环节靶向调控,充分体现中医药多成分多靶点治疗的优势。其通过协同抗炎、抗氧化、抗凋亡和调代谢作用,对高血压、冠心病、心衰、心肌缺血损伤及心律失常均有潜在疗效。纳米递送系统技术有效提升了药效和生物利用度,减少了剂量相关毒副作用,为临床提供更安全、更有效的治疗方案。文章指出,未来将纳米技术与多组学结合,研究不同患者群体的精准靶点,有望推动个体化中药现代化。同时,当前缺乏充分的临床验证研究,未来需开展多中心、随机、分层的临床试验以确保疗效和安全性,完成传统药物向现代药物转化的跨越。

原始出处

Qiu Y, Zhao P, Xu L, et al. Therapeutic mechanisms of Acorus tatarinowii and its bioactive compounds in cardiovascular diseases: A comprehensive review. Phytomedicine. 2025;145:156988. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2025.156988

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