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随着当代社会老龄化发展与生活方式的改变,2型糖尿病(T2DM)和骨质疏松(OP)的发病率均呈增长趋势,是常见的两大慢性疾病,严重影响患者的生活质量和预期寿命[1]。大量临床研究表明2型糖尿病患者的骨折风险明显增加,而且T2DM患者病程越长,骨质疏松的风险越高,糖尿病患者若血糖控制不佳,长期处于高血糖状态会引起骨代谢紊乱,最终导致糖尿病性骨质疏松(DOP),是糖尿病患者常见的严重并发症之一[2-3]。DOP主要表现为骨密度(BMD)低、骨脆性增加、骨质量下降和骨折风险增加等,但它的发病机制目前尚不明确,可能与高血糖、氧化应激、晚期糖基化产物及微血管病变等有关[4-5]。虽然在临床中糖尿病和骨质疏松常被认为是两个相互独立的疾病,但它们之间存在着相互关系,笔者通过分析、探讨1例糖尿病伴骨质疏松患者的药物治疗方案,以期为临床积极防治DOP提供治疗参考。
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患者,女性,77岁,身高155 cm,体重55 kg,BMI 22.89 kg/m2。患者于20多年前无明显诱因出现易饥、多食,多饮、多尿、多汗、消瘦,心慌、手抖等症状,未予重视,后出现头晕、视物旋转,至当地医院就诊,诊断“2型糖尿病”,口服降糖药治疗,具体不详,血糖得到控制。2010年患者因血糖控制不佳改为精蛋白锌重组人胰岛素降糖治疗,并根据血糖变化调整用量,血糖维持在餐后12~13 mmol/L。但患者2年前开始出现四肢肢端麻木,呈持续性症状;并于1年前出现腰部酸痛,伴左下肢放射痛,右侧偶有累及。外院MRI检查示:腰椎退行性改变,腰骶椎间盘膨出,部分椎体压缩,骨质疏松;未予以重视,近半个月来加重,行走困难。遂于2020年10月20日入长海医院内分泌科就诊,入院后完善相关检验检查,X线片检查示:胸腰段椎体多发陈旧性压缩骨折改变,骨密度:T=−4.0;糖化血红蛋白:11.0%;尿常规检查(2020-10-21):尿葡萄糖(++++);尿蛋白质(+);总胆红素35.00 μmol/L;直接胆红素16.00 μmol/L; 天门冬氨酸氨基转移酶89U/L;γ-谷氨酰基转移酶250 U/L,肌酐:76 μmol/L。既往史:自诉腰椎有外伤后压缩骨折病史,具体不详;心脏偶有不适,5年前曾于外院诊断为“冠心病”,自服麝香救心丸后可缓解;病史:自述患有“慢性胃炎”8年;20年前曾因“胆囊结石、胆囊炎”于外院行胆囊切除术。初始诊断:①2型糖尿病;②骨质疏松;③腰椎管病理性骨折,腰椎管狭窄;④冠状动脉粥样硬化心脏病;⑤慢性胃炎;⑥胆囊切除术后。
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患者入院后,给予精蛋白锌重组人胰岛素降血糖治疗,血糖依旧偏高,调整胰岛素剂量,同时加用口服降糖药阿卡波糖片50 mg,tid和二甲双胍片0.425 g,bid,血糖控制良好;患者骨质疏松严重,胸腰椎多发压缩性改变,考虑患者目前骨质情况较差,手术风险较大,建议先行保守治疗,佩戴支具,药物治疗,使用唑来磷酸盐注射液5 mg,ivgtt抗骨质疏松治疗,并给予阿法骨化醇软胶囊0.25 μg po bid及氨基酸钙片600 mg po bid补钙;腺苷钴胺注射液(福欣康林)3 mg ivgtt qd,前列地尔注射液10 μg ivgtt qd,改善血管病变;使用奥美拉唑肠溶胶囊20 mg po bid 护胃;使用注射用还原型谷胱甘肽1.2 g ivgtt qd,进行保肝等辅助治疗。经过12 d治疗,患者血糖控制良好,腰痛较前有缓解,予以出院。
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本病例患者是一位老年女性,BMD评分为−4.0,糖尿病病史20余年,既往有骨折病史,提示严重骨质疏松,具有骨折高危风险,使用唑来膦酸盐注射液静脉滴注治疗符合患者的用药需求。临床药师对唑来膦酸盐(密固达)进行重点监护:①使用前评估肾功能情况,不推荐严重肾功能不全患者使用(肌酐清除率<35 ml/min),避免加重肾功能损害,对于有肾功能损害,应谨慎同时使用其他对肾功能有害的药物;②因唑来膦酸能快速对骨转换起效,可导致低血钙,所以使用期间需要监测血钙,对于低血钙患者,在使用唑来膦酸时,需要补充足量的钙剂和维生素D;③使用时不能与其他钙剂或其他二价离子注射剂同时使用,必须通过单独的输液管恒量恒速输注,滴注时间不得少于15 min;④关注可能发生的不良反应,常见的比如发热、肌痛、流感样症状、关节痛、头痛等,绝大多数出现于用药后3d内,所以密切关注患者注射该药3d内的反应;为避免发生以上这些一过性不良反应,短时间服用对乙酰氨基酚或布洛芬,可降低用药后症状的发生率。该患者肾功能正常,根据常规剂量使用,通过药学监护,该患者未发生药物不良反应。
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骨质疏松治疗常使用BMD评分和骨折作为骨质疏松风险的指标,研究表明BMD评分为−1.6 的T2DM老年女性与BMD评分为−2.5的非糖尿病女性的髋部骨折风险相同。研究显示,骨形成与骨微环境均会受到糖尿病的影响而发生整体改变[6]。T2DM 患者骨密度下降的发生率高达50% ~ 75%,骨折发生率也随之增高[7-8],而且T2DM患者病程越长,骨质疏松风险越高。T2DM患者普遍存在胰岛素抵抗,随病程发展,长期高血糖状态会造成其骨骼肌、脂肪组织的葡萄糖利用减少,改变骨骼结构,并使骨细胞内大量氨基酸堆积,引发钙盐沉积,最终导致骨钙素合成减少,而造成骨质疏松[9]。且长期血糖异常升高也可导致维生素D代谢异常,对人体骨代谢过程产生影响[10];另外,2型糖尿病的多饮、多食、多尿及体重减轻和糖尿病肾病会增加钙质从尿液排出,导致低钙血症[11];此外,有研究表明,老年女性DOP骨折的发病率较男性显著升高,这可能与随着年龄增长,炎症因子和氧化应激产物生成增加,以及内源性雌激素减少等有关[12]。本病例患者是糖尿病伴骨质疏松患者,并同时存在多个骨质疏松高危险因素,比如:高龄、女性患者、既往骨折史等,所以需要更加关注该患者的治疗效果,加强对其血糖的控制,并且合理使用抗骨质疏松药物,及时补充钙剂,减缓病情的进展,从而降低致残率和致死率。
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目前临床抗骨质疏松的治疗手段从病理机制上主要是抗骨吸收治疗和促合成治疗。双磷酸盐为防治骨质疏松症的一线用药,是焦磷酸盐的类似物,通过与骨骼中羟磷灰石结晶结合,可特异性结合到骨转换活跃的骨表面,抑制破骨细胞的成熟及其功能、促进破骨细胞凋亡,从而抑制骨吸收、减少骨丢失、使骨量增加,来降低发生骨折的风险[13]。阿仑膦酸钠和唑来磷酸盐为目前临床最常用的双磷酸盐,其中阿仑膦酸钠是用于预防和治疗骨质疏松的口服药物,唑来磷酸盐为第三代双磷酸盐类药物,适用于治疗因骨质疏松而产生的骨痛、骨密度下降等情况,尤其是适用于女性绝经后骨质疏松的静脉用药物。Schwartz等[14]通过对双磷酸盐在糖尿病中的抗骨折功效研究发现糖尿病妇女接受唑来膦酸每年一次的骨折风险试验(HORIZO N-PFT),对比试验组和安慰剂治疗组,非椎骨骨折的相对风险是0.52(95%CI 0.33~0.80),形态学椎体骨折的相对风险为0.34(95%Cl 0.18~0.67),结果表明双磷酸盐对于 BMD T评分<−2.5 的糖尿病患者的非脊椎骨折的治疗可以实现明确的降低骨折风险。另有研究表明[15-16],注射唑来膦酸治疗骨质疏松症患者比口服阿仑膦酸盐更有效地增加髋和腰椎部位的BMD,且唑来膦酸给药间隔是每年一次,能使患者顺应性提升,对于提高治疗效果具有重要意义。
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该患者存在严重的骨质疏松,需要结合患者自身病理特征选择合适的钙剂和维生素D产品,市面上的钙剂种类很多,含钙量及吸收度均不一样。氨基酸钙是一种螯合钙,具有适中的结合常数,结构稳定,通过氨基酸运载系统而被吸收,在血液中形成一种缓冲的流动钙,在需要钙的地方能缓慢的释放钙离子,有效的保证了生物利用度。维生素 D3在体内需经肝脏25ɑ羟化酶活化后,再经肾脏1ɑ 羟化酶活化才能发挥作用,阿法骨化醇为已经体外 1ɑ羟基酶活化的 1ɑ-(OH)-D3,进入体内后,需经肝脏代谢,转化为活性维生素 D3。考虑到该患者肝功能异常状态下可能会影响阿法骨化醇在体内的吸收,从而影响患者血钙水平及体内活性维生素D的水平。因此,临床药师建议将阿法骨化醇改为骨化三醇更符合患者的用药需求,因为骨化三醇是活性维生素D,其主要成分为 1,25-(OH)2-D3,在体内可直接发挥药理作用,促进钙的吸收和利用,但在补钙期间,注意定期监测血钙水平,临床医生采纳药师建议进行用药方案优化。
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该患者是一位糖尿病伴有骨质疏松的患者,其糖尿病病史较长,且长期血糖控制不佳,糖尿病性骨质疏松可能性大。患者联合使用长效胰岛素和口服降糖药控制血糖,通过多次胰岛素剂量调整,患者餐后2 h血糖控制在7.0 mmol/L左右;患者使用唑来膦酸抗骨质疏松,唑来膦酸每年静脉滴注一次,其起效时间需要2~3个月,使用期间适当补钙和维生素D有利于促进骨矿化,但需要注意定期监测血钙、骨密度等;另外,该患者是绝经后的老年女性,由于雌激素分泌减少,骨折的发病率也显著增加,建议定期检测雌激素水平。该患者在内分泌科进行药物治疗后,病情得到改善,予以出院,考虑患者需长期治疗糖尿病及骨质疏松,嘱其定期到医院随访。
随着糖尿病患者数量的不断增加,DOP的防治逐渐引起关注,但DOP的发病机制复杂,由于其发病隐匿,临床中容易被忽视,不仅降低患者生活质量,也给社会和患者带来经济负担,因此在糖尿病早期加强综合管理有助于预防骨质疏松,这在慢病管理中需要予以重视[17]。目前人们对DOP的认识尚有限,有待更深入的探讨DOP的发病机制,对未来积极防治糖尿病性骨折等提供理论基础。当前对DOP的治疗以有效的降血糖药物联合抗骨质疏松药物进行治疗,对于糖尿病病程较长的患者需要加强对血糖的控制,虽然骨质疏松是不可逆的,但是骨质疏松的进程可以通过药物来延缓。除了合理使用药物外,还应加强患者的饮食控制,这对于糖尿病患者来说也是尤为重要的,但不可忽视的是骨质疏松需要补充足够的钙,所以在食物选择上应多摄入富含钙元素的水果和蔬菜,比如虾皮、紫菜、豆制品等,适当的光照有利于钙的吸收[18]。DOP当前的治疗方式较单一,更多基因分子水平的治疗和诊断方法亟待发现[19]。
Pharmaceutical care of a patient with type 2 diabetes and osteoporosis
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摘要:
目的 探讨糖尿病合并骨质疏松患者的疾病特点及药学监护要点,为临床合理有效用药提供参考。 方法 临床药师通过参与1例2型糖尿病伴骨质疏松患者的用药分析,结合患者疾病特点及病理特征,并提出药学建议,协助治疗方案的优化。 结果 治疗方案重整及药学监护后,患者的治疗效果得到明显改善。 结论 糖尿病性骨质疏松发病机制复杂,当前的治疗以降血糖联合抗骨质疏松药物为主,通过慢病用药管理、药学监护,可以促进合理用药。 Abstract:Objective To investigate the disease characteristics and key factors of pharmaceutical care in patients with diabetes and osteoporosis, and provide references for clinical rational and effective medication. Methods Clinical pharmacist participated in the drug analysis of a patient with type 2 diabetes and osteoporosis. The pharmaceutical recommendations were proposed to assist physicians in optimizing the treatment plan, combined with the patient’s disease characteristics and pathological characteristics. Results After the reorganization of the treatment plan and pharmaceutical care, the patient's treatment effect had been significantly improved. Conclusion The pathogenesis of diabetic osteoporosis is complex. The current treatment is based on hypoglycemic combined with anti-osteoporosis drugs. Through chronic disease drug management and pharmaceutical monitoring, rational drug use could be promoted. -
1. 电离辐射的危害
随着全球经济的高速发展和科技的不断进步,核工业在军事、医疗等领域得到全面发展,但伴随而来的是对从业人员和附近居民造成严重的辐射危害。
辐射是指能量以电磁波或粒子的形式向外传播的现象,可分为电离辐射和非电离辐射。拥有足够高能量而使原子电离的辐射为电离辐射,它包括X射线、α射线、β射线、γ射线等,具有潜在的致癌性。非电离辐射能量较低,不会电离物质而会使物质内粒子运动,包括红外线、紫外线和微波等[1]。
辐射可引起全身性的放射病,几乎所有系统、器官均可发生病理性改变,其中以神经系统、消化系统和造血器官的改变最为明显,会诱发心血管疾病、糖尿病甚至癌突变。辐射对机体的损伤可分为急性和慢性放射性损伤。短时间内接受高剂量的照射,可引起机体的急性损伤,常见于核事故和放射治疗患者。剂量低于1 Gy时少数会出现轻微症状,剂量在1~10 Gy时,会出现造血型急性放射病;剂量超过10 Gy,会出现高致死率[2]。而长期接受超剂量的全身或局部照射,可引起慢性放射病,如皮肤损伤、造血障碍、白细胞减少、生育功能受损等。此外,辐射还能直接导致视力下降、视网膜脱落,诱发孕妇流产、不育、畸胎、儿童发育不足等[3]。
2 抗辐射天然产物的作用机制[4]
抗辐射药物是指在辐射前或后给予药物预防或治疗,可减轻或修复辐射损伤的药物。现有的抗辐射化学合成药物主要包括细胞因子、含硫化合物和激素类药物[5],因其毒副作用较大而应用受限,近年来天然产物因其毒副作用小、多成分多靶点的独特优势受到广泛的关注。目前认为抗辐射天然产物的作用机制主要有以下4个方面。
2.1 防护DNA损伤
辐射损伤可破坏DNA分子的结构与功能,导致DNA碱基破坏、DNA分子间交联、DNA双链或单链断裂、糖基破坏等。此外,辐射还可导致细胞周期改变以及DNA合成抑制,直接影响细胞增殖。抗辐射天然产物可通过减轻或抑制辐射致细胞周期的缩短,避免或修复DNA损伤而起辐射防护作用。
2.2 清除自由基
人体产生的80%自由基是由水分子组成的。辐射可引起水分子生成强活性的氧化自由基,主要包括·OH、
${\rm{O}}^-_2 $ 、H2O2、·NO等,其中,·OH氧化性最强,可导致组织细胞产生脂质过氧化物[6]。人体由于自由基的产生造成的破坏主要有3个方面:破坏细胞膜;使血清抗蛋白酶失去活性;损伤基因导致细胞变异,如自由基和生物大分子的结合,导致DNA主链断裂或碱基破坏,通过氧化性降解使得多糖链断裂,形成脱氢自由基,破坏细胞膜上的多糖结构[7]。现代研究表明,大多数抗辐射天然产物具有清除多种自由基作用,能降低氧化酶活性,抑制细胞过氧化物的产生。2.3 保护免疫系统
辐射主要损伤骨髓、胸腺和脾脏等免疫器官以及淋巴细胞等。崔玉芳等[8]发现辐射对免疫系统的损伤主要表现为两个特点——早期损伤严重和后期恢复缓慢。在辐射早期脾脏T、B淋巴细胞数量迅速减少,丝裂原反应明显降低,而在受照射1年后,小鼠的免疫组织和外周血淋巴细胞凋亡率与正常水平相比仍较高,小鼠T淋巴细胞免疫功能仍未恢复。促进淋巴细胞增殖,抑制胸腺和脾脏细胞凋亡等是抗辐射损伤的有效途径。
2.4 保护造血系统
造血组织是辐射的敏感组织,机体受到辐射后,造血细胞会出现功能低下甚至死亡现象,其中,造血干细胞、粒系祖细胞、红系祖细胞是辐射攻击的主要靶细胞,外周血细胞的数量随着照射剂量的增加而减少,其形态和功能也会随之发生改变[1]。因此,改善造血微环境,促进白细胞增殖,修复骨髓造血功能等有助于保护造血系统,修复辐射损伤。
3. 抗辐射天然产物
3.1 多糖类化合物
天然多糖包括植物多糖、动物多糖和微生物多糖。它们是一类具有免疫调节、抗肿瘤、抗辐射、抗炎、抗疲劳、抗衰老作用的生物大分子[9]。关于多糖的抗辐射作用的机制尚不清楚,一般认为与多糖的抗氧化,对造血系统的保护,引起免疫系统的效应增强以及诱导产生某些细胞因子等作用有关。
3.1.1 植物多糖
研究表明,大多数植物多糖有较为显著的抗辐射作用,能提高辐射诱导损伤的防护能力,改善辐射诱导的氧化损伤。其辅助保护辐射损伤的作用机制复杂,一般推测与其修复DNA损伤、消除自由基、增强免疫功能等有关[10]。张乃珣等[11]研究发现,酸性黑木耳多糖(AAP)和红松球果多酚的联合使用可以有效地清除体内自由基,降低自由基对体内DNA造成的损伤,显著提高对60Co γ射线诱导氧化损伤的防护能力。此外,白海娜等[12]发现原花青素与黑木耳多糖(AAP-4)同样有协同防护辐射诱导氧化损伤的作用。徐俊杰等[13]研究山药多糖对低强度连续微波辐射致小鼠免疫系统功能损伤的保护作用,发现正常动物组与辐射损伤组相比,不同剂量(200、400、800 mg/kg)的山药多糖可提高巨噬细胞的吞噬指数、T淋巴细胞的增殖刺激指数和血清IgG水平,并降低血清IL-4水平。表明山药多糖能明显改善低强度连续微波辐射对小鼠免疫系统的损害。胡淼等[14]报道,预先给药黑大蒜多糖(150~600 mg/kg)可减轻X射线辐射对小鼠免疫器官和全血白细胞、血小板的影响,提高脾脏的代偿性造血增殖能力,提高抗氧化酶水平,具有较好的辐射防护作用。Zhang等[15]发现大黄多糖(RTP)通过调控Nrf2及其下游蛋白HO-1,显著降低细胞凋亡和炎症因子,从而显著改善辐射诱导的肠道损伤。
3.1.2 动物多糖
国内外学者从动物体内提取出不同种类的多糖,尤其是海洋动物,如虾蟹动物的甲壳质、河蚌多糖、鲍鱼多糖等,具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、抗辐射等生物活性[16]。
3.1.3 微生物多糖
研究发现微生物中,尤其生活在高压、高辐射环境中的藻类,其多糖有着较为特殊的结构与生理特性,大多有较好的抗辐射效果。Kim等[17]在探讨低分子量岩藻多糖(LMF)对中波紫外线诱导的光老化的保护作用时发现,持续15周的中高剂量(2.0、1.0 mg/cm2)LMF治疗可对受到中波紫外线照射的小鼠光老化起到明显的保护作用,可抑制皱纹形成,皮肤水肿以及中性粒细胞在光老化病灶上的聚集。杨凯业等[18]报道称铁皮石斛多糖、褐藻多糖、灵芝多糖、竹荪多糖在50 mg/L的质量浓度下的复合作用可抑制紫外线辐射诱导的皮肤细胞光老化作用。
3.2 多酚类化合物
植物多酚是广泛存在于植物体内的一类次生代谢产物,包括黄酮类、花色苷类和酚酸类。研究表明,多酚类化合物含有多个酚羟基,具有显著的清除自由基能力,能减轻自由基对机体的伤害,从而起到辐射防护作用[19]。
Lekmine[20]等评价用阿尔及利亚南部特有植物Astragalus gombiformis Pomel地上部分制备的丁醇提取物的药理活性,采用防晒系数(SPF)等评价Astragalus gombiformis Pomel的光保护作用和抗氧化能力,结果表明提取物(SPF=37.78±0.85,SPF值>30的皮肤保护产品被认为是有效的紫外线辐射过滤器)具有良好的紫外线吸收能力,推测主要与其中的黄酮类和酚酸类化合物(主要为水飞蓟素、迷迭香酸、槲皮苷和山柰酚)的紫外吸收能力和抗氧化防御能力有关,具有潜在的辐射防护能力。
3.2.1 黄酮类化合物
黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物,其基本母核为2-苯基色原酮。黄酮类化合物是一类从中草药中提取的天然产物,被认为是一种有效的抗氧化剂,可以调控炎症介质的调节酶或转录因子,通过与DNA的相互作用影响氧化应激,增强基因组稳定,具有神经保护和辐射保护作用[21]。
金银花素(5,7-二羟基黄酮)是从蜂胶、蜂蜜和几种植物中提取的一种黄酮类化合物。Mansour等[22]发现给药金银花素(50 mg/kg)可提高受5 Gy红外线照射雄性Wister大鼠大脑中丙二醛(MDA)水平和半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)活性,这提示金银花素具有辐射致脑损伤的神经保护作用。Kale等[23]通过组织病理评估,显示槲皮素可显著减少辐射诱导的神经元变性和炎症浸润,揭示了槲皮素对辐射致脑损伤的神经保护作用。
Li等[24]证实芹菜素(4′,5,7-三羟基黄酮)能够一定程度上修复UVB诱导的人表皮角质形成细胞(HEKs)的毛细血管扩张性共济失调的异常突变,从而抑制HEKs细胞凋亡和坏死,表明芹菜素对中波紫外线损伤的HEKs具有新型的保护作用。Prasad等[25]报道水飞蓟宾(silibinin)可以防止中波紫外线诱导的胸腺嘧啶二聚体的形成,通过增加抑癌基因p53水平进而促进DNA修复和(或)启动受损细胞的凋亡。
曲克芦丁(TRX)是一种黄酮类化合物,广泛存在于茶叶、咖啡、谷类食品、各种水果和蔬菜中,具有抗辐射作用,Panat[26]对其清除自由基的能力和抗细胞凋亡活性进行了系统的研究。TRX能清除超氧物、NO和其他模型稳定的自由基,从而保护受辐照的细胞。
有些英国科学家研究发现,每天喝两杯绿茶、吃一个橘子,就可以帮助“电脑族”们抵御计算机辐射[27]。而儿茶素类化合物作为茶叶中的主要功能成分,具有显著的抗辐射作用。茶树中儿茶素类化合物主要包括,儿茶素、表儿茶素、没食子儿茶素、表没食子儿茶素、儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸酯及表没食子儿茶素没食子酸酯8种单体。其中,表没食子儿茶素没食子酸酯生理活性较为突出,具有抗氧化性和抗细胞凋亡活性,可预防不同刺激对组织的损伤。Korystova等[28]研究发现在对辐射诱导的大鼠主动脉损伤的预防作用中,发现红茶比绿茶更加有效,即使浓度低于1 g/100 ml的红茶也能够有效预防红外线对主动脉造成的损伤。红茶中的儿茶素含量明显低于绿茶,但两种茶中的黄酮醇含量几乎相等。儿茶素、表没食子儿茶素和表没食子儿茶素没食子酸酯可增加大鼠主动脉的氧化应激,而黄酮醇可降低辐射诱导的氧化应激。因此,红茶药效的提高是由于儿茶素含量的降低使黄酮醇的正向调节作用更大程度地得到发挥所致。
3.2.2 酚酸类化合物
酚酸类化合物系指具有多羟基的芳香羧酸类化合物,主要以糖、酯以及有机酸的形式存在于植物中,现代研究表明酚酸类化合物能够清除体内多种自由基,具有良好的抗氧化活性和潜在的辐射防护作用。
Milton等[29]报道,鱼腥草细胞培养物的甲醇提取物因细胞产生酚类次生代谢物而具有潜在的光保护作用,结果显示鱼腥草细胞的甲醇提取物(310~2500 g/ml)能够显著提高受紫外线照射的3T3-Swiss白化成纤维细胞活力。提取物的LC-MS化学分析表明,其总酚和总酚酸含量(主要为没食子酸和毛蕊花苷)较高,具有特征的紫外吸收峰(第一和第二波段的峰值分别为294和330 nm),能够抵消紫外线对皮肤的有害影响。
Abozaid等[30]报道肉桂酸纳米颗粒可作为一种辐射诱导胰腺炎的氧化还原信号通路的调节剂,首先用I-精氨酸和γ射线诱导大鼠患急性胰腺炎,口服肉桂酸纳米颗粒(CA-NPs)后,急性胰腺炎的严重程度及血清淀粉酶和脂肪酶水平均降低。同时,胰腺组织的MDA水平显著降低,谷胱甘肽的消耗显著恢复,caspase-3水平降低,可明显改善胰腺组织损伤或凋亡。因此,肉桂酸纳米颗粒对辐射诱导的急性胰腺炎具有较好的治疗潜力。Liu等[31]研究发现姜黄素(Cur)对长波紫外线辐射诱导的人皮肤成纤维细胞(HDFs)光老化具有一定的保护作用。Zhang等[32]发现白藜芦醇通过激活Sirtuin1 (Sirt1,组蛋白去乙酰化酶家族成员之一,可减轻炎症损伤)减轻辐射诱导的小鼠肠道损伤。周瑞芳等[33]研究表明,丹酚酸B可减轻γ射线辐射诱导的造血系统损伤和骨髓细胞的DNA及蛋白质的减少,恢复小鼠免疫系统的辐射损伤,具有显著的抗γ射线辐射作用。
3.2.3 花色苷
花色苷是花青素和糖以糖苷键结合而成的一种化合物,广泛存在于植物的花、果实、茎、叶和根器官的细胞液中,起到保护植物抗氧化的作用。其抗氧化和消除自由基能力可防护不同射线辐射,能够发挥独特的生理效应。
Fernandes等[34]发现花色苷家族成员(矢车菊色苷、锦葵色苷及其衍生色素)具有促进皮肤维持健康的活性,研究表明大部分化合物能够抑制金黄色葡萄球菌和铜绿假单孢菌菌株的生长繁殖,减少HEKs和HDF活性氧的产生,抑制皮肤降解酶的活性且无细胞毒性作用,具有一定的紫外线过滤作用。
Targhi等[35]研究黑桑花色苷对大鼠肝组织和骨髓细胞的辐射防护作用,以 60Co γ射线远距放射(3 Gy和6 Gy)建立大鼠辐射损伤模型,随后腹腔注射200 mg/kg的黑桑花色苷,结果显示黑桑花色苷可降低大鼠肝脏MDA和SOD的水平,降低γ射线照射对大鼠骨髓细胞和肝脏的遗传毒性和细胞毒性,有潜在的辐射保护作用。
3.3 皂苷类化合物
皂苷(saponin)类化合物是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷,存在于人参、桔梗、刺五加等许多中草药中,在增强免疫、抗肿瘤、抗炎等方面具有显著的生物活性。研究表明人参皂苷的抗辐射机制与清除自由基、抗氧化活性,与其对心血管系统、免疫系统的保护作用以及对细胞凋亡的抑制作用有关[36]。
Wen[37]等研究黄芪甲苷对中波紫外线诱导的大鼠真皮成纤维细胞早衰的抗光老化作用,结果显示黄芪甲苷不仅能通过激活细胞外调解蛋白激酶ERK和丝裂原活化蛋白激酶p38信号抑制中波紫外线诱导的胶原-I的降解,还通过激活细胞自噬增加胶原-I的积累,从而保护中波紫外线诱导的光老化细胞,表明黄芪甲苷在抗光老化治疗中的潜在优势。
Wang等[38]分析柴胡皂苷-d (SSd)对肝癌细胞自噬活性和放射敏感性的影响,SSd通过抑制mTOR磷酸化促进肝癌细胞自噬,增加辐射诱导的肝癌细胞凋亡并且抑制肝癌细胞的增殖,为肝癌的放射增敏治疗提供了一种可能的途径。
Kim等[39]研究知母皂苷A-III(TA-III)对中波紫外线诱导的HEKs和HDF侵袭效应的保护作用时发现,TA-III在非细胞毒性剂量下(50 nmol/L)以剂量依赖的方式抑制中波紫外线诱导的环氧合酶-2(COX-2)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)转录和蛋白表达水平,降低中波紫外线诱导的原代皮肤细胞的侵袭,组织肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)和COX-2在HEKs中的过度表达,表明其具有光保护剂的开发潜力。
3.4 其他
除了上述多糖类、多酚类以及皂苷类化合物,天然产物中的许多其他化合物同样具有良好的辐射防护作用,包括维生素类、蛋白类、无机成分、稀有元素等。
Rostami等[40]研究发现预先摄入硒和维生素E能够对X射线辐射引起的遗传损害起到一定的防护作用。段一凡等[41]报道茶叶籽不饱和脂肪酸对中波紫外线诱导的HEKs损伤具有保护作用。Jaisin等[42]研究发现胡椒碱(10~40 µmol/L)预处理可抑制中波紫外线诱导的炎症信号通路,减弱HEKs的细胞毒性并且抑制其凋亡。这提示胡椒碱的抗炎作用能保护HEKs免受中波紫外线辐射的损伤,可作为一种紫外线辐射诱导皮肤炎症的有效治疗手段。
4. 结语
近年来,国内外越来越重视辐射损伤的防护,抗辐射药物的寻找也变得十分紧迫。而与传统的化学合成药物相比,天然来源的药物具有活性高、选择性强、毒副作用小等优点,作为抗辐射药物有着广阔的开发前景。但是抗辐射天然产物的筛选方法耗时耗力,因此建立高通量、高专属性的抗辐射天然产物筛选方法意义重大。此外,对已有的天然产物进行结构改造,以期获得抗辐射活性更高或毒副作用更小的衍生物以及提高抗辐射天然产物的提取纯化效率等皆是未来抗辐射天然产物研究的重点和难点。
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