刘静|王荣
甘肃中医药大学,中国
**摘要**
**引言**
缺氧是许多急性和慢性疾病病理生理学的重要因素。传统中药(TCM)长期以来被用于缓解缺氧损伤,然而对具有抗缺氧作用的中药的系统性研究尚缺乏。
**方法**
通过系统性的数据库检索,筛选出报道了抗缺氧活性的中药相关研究。共纳入333篇文献,并按干预类型进行分类:单味中药(包括藏药)、经典方剂、专利中药及自创方剂。
**结果**
单味中药及其提取物是最大类别(187篇文献),其中49篇专注于藏药;经典方剂占58篇,专利或自创方剂占88篇。在单味中药中,补益和滋养类中药占多数(67篇),其次是清热类(14篇)和活血类(15篇)。藏药研究主要集中在红景天和冬虫夏草上。在所有抗缺氧专利方剂和经典方剂中,使用频率最高的单味中药是黄芪、人参、枸杞和红景天。
**讨论**
当前关于抗缺氧中药的研究主要集中在补益类单味中药上,尤其是黄芪和红景天。除红景天外的其他藏药研究仍较为有限。未来的研究应优先考虑标准化提取物、作用机制的探讨以及单味中药和复方配方的严格临床验证。
**1. 引言**
氧气对维持人类生命活动至关重要。缺氧是一种病理过程,其特征是由于氧气供应或利用减少导致细胞代谢、功能和结构的异常变化[1]。轻度缺氧会引发代偿反应,而重度缺氧则可能导致细胞功能障碍、代谢紊乱甚至结构损伤。在急性缺氧情况下,机体往往无法完全启动代偿机制,组织损伤成为主要表现。缺氧的常见症状包括头晕、头痛、耳鸣、呼吸困难、恶心、呕吐、恐慌、呼吸急促以及嘴唇和指甲发绀[2]。严重时可能出现肺水肿和脑水肿[1]。
用于缓解缺氧的西药包括激素类药物、广谱抗生素和降压药[3],但这些药物存在显著的不良反应,极大地限制了其临床应用。近年来,由于中药及其方剂具有显著的治疗效果和较少的毒性副作用,其应用日益增多。中药拥有数千年的历史,是中国宝贵的文化遗产。中药的抗缺氧机制具有多环节、多层次和多靶点特点,其多种药理作用与人体多样性相契合,体现了中药的独特优势和价值[4]。
**2. 方法**
为系统回顾中药抗缺氧研究的现状,检索了CNKI、PubMed、万方和Elsevier等数据库。检索词包括:缺氧、抗缺氧、缺氧耐受性、传统中药、中药方剂、活性成分及作用机制。排除了重复文献、综述、学位论文以及仅关注针灸疗法的文献。仅纳入基于中药的抗缺氧实验性研究。根据内容将文献进一步分类为:(1)单味中药及其提取物;(2)经典中药方剂及其改良版本;(3)其他类别(非经典方剂,包括已开发或上市的专利制剂)。
随后对这三个主要类别进行了详细分析:单味中药及其提取物根据药效进行分类,并统计了不同功效的中药数量;经典方剂则根据药效和方剂数量进行分析;对于“其他”类别,拆分各组成成分并计算总出现频率,频率低于两次的成分被排除。
**3. 常用中药的抗缺氧效果研究现状**
**3.1. 统计结果**
共筛选出333篇符合条件的文献。其中,关于单味中药及其提取物的文献最多,其次是“其他”类别;关于经典中药方剂抗缺氧效果的文献最少。具体而言,有187篇文献研究单味中药及其提取物的抗缺氧效果,包括138篇关于传统单味中药提取物,49篇关于藏药提取物;“其他”类别包括59篇关于专利方剂的文献和29篇关于专利中药的文献。
**3.2. 单味中药及其提取物**
**3.2.1. 常见单味中药及其提取物**
大量研究探讨了单味中药及其提取物的抗缺氧效果。研究较多的中药包括人参(Panax ginseng C.A.Mey.)、黄芪(Astragalus membranaceus (Fisch.) Bunge)、当归(Angelica sinensis (Oliv.) Diels)、枸杞(Lycium barbarum L.)和菠菜(Portulaca oleracea L.),具体内容如下:
**3.2.1.1. 人参(Panax ginseng C. A. Mey.)**
人参是人参属植物的干燥根,属于补气类中药。其功效包括补益元气、恢复脉象、滋养元气、健脾益肺、生津养液、安神。其主要成分为人参皂苷,其中达玛烷型三萜皂苷具有最显著的抗缺氧作用,是评价人参质量的关键指标。人参皂苷Rb1、Re、Rf和Rg1具有多种生物活性,如抗辐射、抗缺氧、抗疲劳、抗衰老和抗肿瘤作用[5]。黄超的研究表明,人参及其加工产品(如平参、红参或晒参)均具有抗缺氧和抗疲劳作用,其中高剂量平参效果最明显[6]。人参皂苷Rg1是关键活性成分。查玉杰等研究发现,人参皂苷Rg1能有效预防急性缺氧大鼠的肺组织损伤,机制涉及MDA含量和NOS活性的降低、CAT及Na⁺-K⁺-ATP酶活性的增强以及IL-6和TNF-α水平的下降[7]。孔等研究证实,Gs-Rb1可抑制新生儿心肌细胞中的mPTP开放,其抗缺氧作用可能与AMPK-GSK3β-mPTP通路有关,具体机制是通过磷酸化抑制GSK3β的活性,从而抑制mPTP开放并保护心肌细胞免受缺氧损伤[8]。
**3.2.1.2. 黄芪(Astragalus membranaceus (Fisch.) Bunge)**
黄芪是豆科植物蒙古黄芪或膜黄芪的干燥根,属于补气类中药,被归为药食两用药材。在中国广泛分布,具有增强免疫功能、抗氧化、调节血糖、调节代谢和降低血压等多种药理作用,还具有抗疲劳和抗缺氧特性[9]。程海华等实验表明,不同剂量的黄芪可延长小鼠在窒息性缺氧环境中的存活时间[10]。康婷等发现,黄芪水提取物可降低大鼠肺、脑和心脏组织中的MDA、LD和LDH水平,同时提高血糖水平,延长运动时间,并增强GSH-Px和CAT活性,从而延缓疲劳并提高运动能力[11]。陶文迪等发现,高海拔缺氧条件下大鼠的运动能力显著下降,黄芪水提取物可通过降低血清、脑、肝和肌肉组织中的BUN、LD和LDH水平,同时提高GSH和肝糖原、肌肉糖原水平来改善这一现象[11]。
**3.2.1.3. 当归(Angelica sinensis (Oliv.) Diels)**
当归是一种多年生草本植物,其根部可入药。性温,味甘辛,归肝、心、脾经。其功效包括补血活血、调经止痛、润燥通便、抗癌抗衰老和调节免疫,属于补血类中药。当归挥发油主要成分包括木犀草素、n-丁烯基苯乙烯内酯和当归酮,还含有维生素B12、铁、锌、阿魏酸、香豆素等。研究表明,当归具有显著的抗疲劳和抗缺氧作用[12]。金香子发现,当归水提取物可增强缺氧心肌细胞中的SDH活性,减轻ACP活性,并修复线粒体损伤[13]。此外,当归中的呋喃香豆素类化合物具有光敏作用,几乎所有主要成分均具有抗缺氧/缺血损伤作用,通过清除自由基、调节基因表达和激活蛋白酶及生成一氧化氮来发挥保护作用[14]。谭洪强等证实,当归提取物可减轻小鼠心肌组织损伤,降低氧化应激指标,增强抗氧化能力,调节能量代谢,并下调缺氧诱导的蛋白质表达,具有抗低气压缺氧引起的心肌损伤作用[15]。
**3.2.1.4. 枸杞(Lycium barbarum L.)**
枸杞是茄科植物枸杞的干燥成熟果实,味甘性平,具有滋补肝肾的作用。在中医中常用于治疗肝肾阴虚、腰膝疼痛、虚弱、头晕、记忆力减退、视力模糊等症状。枸杞含有甜菜碱、胡萝卜素、玉米黄质、烟酸、维生素B1、B2和C、钙、磷、铁、β-谷甾醇、亚油酸和14种氨基酸。研究表明,枸杞(尤其是多糖)具有显著的抗缺氧和抗疲劳作用[16];宁夏枸杞叶煎剂也具有抗疲劳和抗缺氧效果[17]。王莉发现,不同等级的宁夏枸杞超声提取物可显著提高小鼠的抗缺氧能力,增强SOD活性并降低肝脏中的MDA含量,其中特优级和顶级枸杞的抗缺氧和抗氧化作用更强[18]。李晓莉等发现,枸杞多糖可提高实验动物对缺氧的耐受性,延长存活时间,其机制可能与减缓血红蛋白升高速度、抑制组织脂质氧化和增加血浆SOD活性有关[19]。
**3.2.1.5. 西洋参(Polygonatum sibiricum F.Delaroche)**
西洋参是薯蓣属植物,性平味甘,归肺、脾、肾经。其功效包括补气养阴、健脾润肺、益肾,属于补阴类中药。含有薯蓣皂苷(如 Diosgenin、Maodi Huang glycoside 和 Sarsaparilla saponin)和黄酮类化合物(如芹菜黄质),总糖含量为26.78–46.40%,总蒽醌含量为0.0726–0.128%。其药理作用包括抗病原微生物、抗疲劳、抗氧化和抗病毒。吴子静等证实,不同剂量的西洋参提取物可延长小鼠存活时间[20]。李等通过网络药理学研究表明,西洋参通过多成分多靶点机制发挥抗缺氧作用,其中Diosgenin和甘草苷为主要活性成分。药效实验显示,西洋参可延长缺氧大鼠的存活时间并调节相关生化指标[21]。
**3.2.1.6. 菠菜(Portulaca oleracea L.)**
菠菜是一种在中国广泛分布的一年生草本植物,具有清热祛湿、解毒消肿、抗炎、解渴和利尿作用,其种子可改善视力。廖永全等人研究表明,西洋菜(Portulaca oleracea)的乙醇提取物显著延长了缺氧小鼠的抽搐时间和存活时间,并提高了其在缺氧条件下的15分钟存活率,表明该提取物显著增强了缺氧耐受性。其机制可能与单位时间内的氧气消耗量减少有关[22]。谭等人将小鼠暴露在模拟海拔7000米的环境中,持续时间为0、3、6、9和12小时。结果显示,缺氧6小时后肺部血管通透性达到最大值,而在缺氧前预先给予乙醇提取物可显著减少肺部血管通透性和氧化应激,抑制NF-κB的上调,并降低小鼠肺部的促炎细胞因子和细胞黏附分子的水平。作者得出结论,乙醇提取物能够减少低气压缺氧条件下的初始血管通透性和肺水肿[23]。陈等人研究了西洋菜的水提取物、乙醇提取物和石油醚提取物的抗缺氧活性,发现乙醇提取物具有潜在的抗氧化活性。进一步在常压和化学缺氧模型中的研究表明,该提取物能够显著延缓缺氧小鼠大脑中ATP的消耗,通过增加PFK、PK和LDH的活性来发挥抗缺氧作用[24]。董立伟等人通过实验确认,西洋菜中的总黄酮类化合物是主要的抗缺氧成分,其延长缺氧环境中小鼠存活时间的效果优于人参总皂苷。其机制可能是这些黄酮类化合物显著促进了缺氧小鼠肾脏和大脑中的EPO mRNA表达,从而增加了血浆中的EPO含量、红细胞计数和血红蛋白水平[25]。此外,其他具有抗缺氧作用的传统中药还包括丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)、党参(Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.)、银杏(Ginkgo biloba L.)、白术(Atractylis macrocephala (Koidz.) Hand.-Mazz.)、五加(Panax quinquefolius L.)和麦冬(Ophiopogon japonicus (Thunb.) Ker Gawl.)。长期以来,中医对缺氧机制缺乏系统的认识。通过对相关文献进行整理,发现用于抗缺氧研究的中药及其提取物主要集中在补益类(图2),共有67篇文献,其次是活血化瘀类药物(15篇)和清热类药物(14篇)。其他类别也有涉及,但数量较少。这可能与补益类草药及其提取物通过补气、补血、滋阴和阳的功能来增强机体抵抗缺氧的能力有关,且在实验中效果更佳,因此在抗缺氧方面起着重要作用。有必要进一步探索其他具有抗缺氧作用的中草药,以充分发挥中医的潜力。
3.2.2 单味藏药及其提取物
作为中国独特的民族医药,藏药在抗缺氧方面发挥着重要作用。现代药理学研究表明,藏药的抗缺氧作用主要体现在抗缺氧、抗氧化、保护心脑组织、改善心肺功能和血液流变指标、调节胃肠功能以及保护脑组织等方面。研究较多的单味藏药及其提取物包括毛花索草(Saussurea involucrata Matsum. & Koidz.)、红景天(Rhodiola rosea L.)、天麻(Gastrodia elata Blume)、银莲花(Potentilla anserina L.)和冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)。
3.2.2.1 毛花索草(Saussurea involucrata Matsum. & Koidz.)
毛花索草性温,味甘苦,归肝、脾、肾经,具有散寒、温阳、调经和止血的功效[26]。用于治疗阳痿、腰膝无力、女性月经不调、白带异常、类风湿性关节炎和外伤出血等症状。其含有蛋白质、氨基酸、黄酮类和生物碱。吴万友等人报告称,毛花索草煎剂对小鼠具有显著的抗疲劳和抗常压缺氧作用[27]。马慧萍等人发现,其石油醚提取物和二十烷酸提取物能够以剂量依赖的方式延长常压缺氧小鼠的存活时间,并降低急性减压缺氧小鼠的死亡率,表明它们具有良好的抗缺氧活性[28]。王丽艳等人证实,毛花索草在多种小鼠缺氧模型中表现出有益效果,显著延长了常压条件下的存活时间,减少了总体氧气消耗,并对缺氧状态下的心脏和脑组织具有显著的保护作用[29]。叶萍等人从乙酸乙酯提取物中分离出芦丁和槲皮素,发现它们能够显著改善EA.hy926细胞在缺氧状态下的状况,并对抗Na₂S₂O₄引起的缺氧损伤,表明其具有良好的抗缺氧活性[30]。
3.2.2.2 红景天(Rhodiola rosea L.)
红景天是一种多年生草本或亚灌木,属于景天科(Crassulaceae)。性味甘苦,归肺、心经,具有益气、活血和缓解哮喘的作用。现代药理学研究还表明,红景天能够增强免疫功能、抵抗缺氧、减轻疲劳、保护脑缺血、心肌缺血和肝损伤、延缓衰老过程、降低血糖和调节血脂。其主要活性成分是水苏糖苷(4-羟基-苯基)-β-D-葡萄糖苷,该成分水溶性良好、易吸收且毒性低,具有抗疲劳、抗衰老、抗缺氧、抗肝纤维化和心血管保护等多种药理作用[31][32][33][34]。黄正南等人研究了不同剂量的红景天提取物,发现它能够显著抑制大鼠肺动脉压升高、肺血管重塑、炎症病变和肺动脉内皮细胞线粒体肿胀,表明其具有显著的抗缺氧性肺动脉高压作用,其机制可能与调节ACE-AngII-AT1R和ACE2-Ang (1-7)-MAS信号通路有关[35]。龚格兰兹等人发现,水苏糖苷能够显著降低促炎因子IL-1β、iNOS和IL-6的表达,并增加抗炎因子IL-10的表达,其机制可能涉及抑制NF-κB的磷酸化激活,从而减少高原缺氧引起的心肌损伤[36]。侯等人从血清和脑组织代谢物的角度深入分析了红景天的作用机制,发现它通过保护血脑屏障和调节能量代谢发挥抗缺氧作用,包括抑制神经元凋亡、维持血脑屏障完整性、增加紧密连接蛋白claudin-1和ZO-1的表达、改善线粒体形态和功能以及增强三羧酸循环以满足大脑的能量需求,从而缓解高原缺氧引起的脑损伤[37]。吴等人利用代谢组学和生物信息学方法研究了水苏糖苷对缺氧PC12细胞的保护作用,发现它能够增加CK2的表达,诱导PTEN磷酸化失活,减少其对PI3K信号通路的抑制作用,并激活PI3K/Akt/NF-κB生存信号通路[38]。
3.2.2.3 天麻(Gastrodia elata Blume)
天麻是一种兰科植物的干燥块茎,富含天冬酰胺、香草醛、蛋白质和微量元素。性辛温无毒,具有祛风止痉、平肝阳、熄风和疏通经络的功效。周敏等人发现,天麻种子、商业煎剂和匀浆液均能显著增强小鼠的抗疲劳和抗缺氧能力;其中含蜂蜜的商业煎剂效果更佳[39]。蒋瑶瑶等人用天麻种子进行抗缺氧实验,发现它们能够显著延长中毒和急性脑缺氧小鼠的存活时间,降低血清MDA水平,提高SOD活性,并在抗缺氧中发挥作用。通过GC-MS分析,从天麻种子石油醚提取物中鉴定出25种化合物,主要为烷烃、醛类和醇类,为进一步研究活性成分和机制奠定了基础[40]。张世才等人通过大鼠体外缺氧实验发现,天麻提取物能够在常压密闭缺氧环境中延长存活时间,有效提高抗氧化能力,并改善氧化应激相关指标(如MDA、CAT、SOD、T-AOC、LDH、LA、GSH和GR水平),从而增强大鼠的抗缺氧能力[41]。
3.2.2.4 银莲花(Potentilla anserina L.)
银莲花是一种多年生草本,主要分布于甘肃、青海和西藏地区。性味甘苦寒,具有补气养血、健脾益胃和生津止渴的作用。一些研究表明,银莲花具有良好的抗缺氧能力,能够显著延长大鼠在常压密闭缺氧条件下的存活时间,并改善脑缺氧或心肌缺血[42]。赵驰等人研究了不同溶剂相的抗氧化活性,发现总乙醇提取物、水溶性提取物、乙醇提取物、正丁醇提取物和石油醚提取物均具有抗氧化活性,表明其抗氧化作用可能源于多种成分的共同作用[43]。王鲁军等人发现,正丁醇提取物能够显著降低减压缺氧小鼠的脑水分含量,提高脑组织中的SOD活性,减少MDA的产生,降低血清MDA水平,并减轻常压缺氧引起的脑组织损伤,表明其对模拟高原缺氧损伤具有显著的保护作用[44]。龚海英等人发现,正丁醇提取物对内皮细胞缺氧损伤具有显著的保护作用,其机制可能包括清除缺氧诱导的自由基积累、减少ET-1的释放和增加NO的分泌,从而减轻缺氧引起的内皮细胞损伤[45]。陈飞等人从正丁醇提取物中分离出银莲花多酚,发现它们能够下调p53和Bax的水平,上调Bcl-2的表达,并抑制缺氧条件下心肌细胞的凋亡,从而减轻缺氧引起的心肌损伤[46]。
3.2.2.5 芜菁(Brassica rapa L.)
芜菁是萝卜的干燥块茎,也称为藏白菜或藏萝卜,是一种药用和可食用植物。古代藏药典“四部医典”中提到,芜菁具有抗血小板聚集、抗高血脂等作用。研究表明,芜菁块根含有多种氨基酸、糖类和脂肪酸等成分,具有抗缺氧、增强免疫和抗辐射等作用[47]。谢等人通过水提取和酒精沉淀法获得粗提物BRP,发现其对亚硝酸钠诱导的缺氧、急性脑缺血/缺氧和化学毒性缺氧模型具有显著效果,提示BRP可作为新型抗缺氧剂[48]。金旺等人研究了BR活性提取物的抗氧化活性,发现乙酸乙酯提取物(BREE-Ea)对H2O2诱导的PC12细胞具有最强的保护作用,通过减少ROS、增加SOD和GSH-Px活性以及降低MDA和LDH的释放[49]。华等人发现,芜菁的活性成分具有显著的抗缺氧能力。从芜菁水提取物中分离出的AET-1可能通过激活PI3K/Akt/mTOR信号通路发挥抗缺氧作用。AET-1预处理后,p-Akt和p-mTOR的水平显著升高,调节了PI3K/Akt通路的下游靶点磷酸化,从而增加Bcl-2的水平,降低Bax和cl-caspase-3的水平,防止海马神经细胞的凋亡,改善HT22细胞的抗缺氧保护作用[50]。
3.2.2.6 冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis (Berk.) G.H. Sung, J.M.Sung, Hywel-Jones & Spatafora)
冬虫夏草性味甘温,其主要活性成分是虫草酸(D-甘露糖)和虫草多糖。董等人从冬虫夏草中分离出一种富含多糖的提取物CMN1,分子量为37,842 Da,包含L-鼠李糖、L-阿拉伯糖和D-甘露糖。亚硝酸钠中毒试验、急性脑缺血/缺氧试验和常压缺氧试验证实,CMN1具有与红景天口服液相似的抗缺氧作用[51]。龙等人认为,冬虫夏草可能通过调节VEGF信号通路促进血管生成,(9Z, 12Z)-十八二烯酸和黄酮醇是其主要的抗缺氧活性物质。在体外缺氧条件下,冬虫夏草能够增加MAPK1、MAPK3和VEGFA的表达,降低AKT1、PIK3CA和RAC1的表达,提高H9C2细胞的存活率[52]。白等人在大鼠脑微血管内皮细胞(rBMECs)中建立了氧-葡萄糖剥夺(OGD)模型,并发现冬虫夏草提取物(CSE)显著减轻了OGD引起的损伤,抑制了细胞凋亡和坏死,改善了细胞形态,减少了LDH的泄漏,增加了SOD的活性,并降低了NO、MDA、TNF-α和IL-1β的水平,表明其具有显著的保护作用[53]。关于单一藏药的抗缺氧作用的文章总数为49篇,涉及的藏药种类非常有限,主要集中在红景天(Rhodiola rosea)和沙参(Saussurea involucrata)等常见药物上。这些药物中的绝大多数通过使用全药或提取物来发挥抗缺氧作用,而对单体的研究较少,这与藏药成分的复杂性是一致的。关于藏药抗缺氧作用的研究显然还不够充分。一方面,我们可以深入研究常用藏药的抗缺氧机制,并逐步扩大临床研究和应用;另一方面,也可以更深入地探索新的抗缺氧藏药。
3.3 抗缺氧中药方剂及其加减方剂
中药方剂是指根据病情诊断确定适当的治疗方法后,选择合适的药材按照配伍原则组合而成的制剂,明确剂量并确定给药形式和方法。
3.3.1 补益方剂
补益方剂由补益药物组成,具有滋养人体气血阴阳的作用,用于治疗各种虚证。常见的临床虚证包括气虚、血虚、阴虚、阳虚、气血两虚、阴阳两虚以及气血阴阳俱虚。因此,补益方剂分为七大类:补气方、补血方、气血双补方、滋阴方、补阳方、阴阳双补方以及气血阴阳俱补方。
3.3.1.1 补气方
3.3.1.1.1 四君子汤
四君子汤源自《太平惠民和济局方》,由人参、茯苓、白术和甘草组成[54]。它具有益气健脾的作用,主要用于治疗脾胃气虚。李艳丽发现,四君子汤在高剂量(37.5、25.0、12.0 g/kg)和低剂量组中均延长了小鼠的负重游泳时间和常压缺氧存活时间,并降低了血液中的乳酸含量;高剂量组和中剂量组与空白对照组相比具有统计学上的显著差异,表明四君子汤能够提高小鼠的缺氧耐受性和抗疲劳能力[55]。薛伟等人证实,在常压缺氧实验中,高剂量和中剂量的四君子汤显著延长了小鼠的存活时间,其中高剂量效果更佳[56]。宁康健等人研究了四君子汤水醇沉淀物对常压缺氧的影响,发现给药后小鼠的存活时间延长,尤其是高剂量组(1.5 g/ml)效果更为明显,表明四君子汤对常压缺氧引起的症状具有一定的拮抗作用,并能提高小鼠的缺氧耐受性[57]。
3.3.1.1.2 保元汤
保元汤出自明代文献《保爱新编》。原书未提供具体剂量,但根据《景岳全书》的记载,可加入人参(3 g)、黄芪(9 g)、甘草(3 g)和肉桂(1.5–2 g)。它具有益气温阳的作用,适用于气虚、乏力、畏寒等症状。临床主要用于治疗冠心病、白细胞减少症和胃痛。杨曦等人证实,所有剂量的保元汤均显著延长了小鼠的缺氧存活时间。通过对血液样本的GC-MS分析,发现了25种内源性标志物,表明保元汤的抗缺氧作用与四条代谢途径相关:①甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢;②氨基酰-tRNA生物合成;③缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸代谢;④β-丙氨酸代谢[58]。
3.3.1.1.3 益肾补脾散
益肾补脾散由人参、反枝术、白术、穿心莲、薏苡仁、紫花苜蓿、莲子、桔梗、绒毛香薷、甘草、橙皮、生姜和枣组成。它具有益气健脾、利尿止泻的作用,是治疗脾胃气虚兼湿证的常用方剂。李书菊实验验证,40.0 g/kg和20.0 g/kg剂量的益肾补脾散水提取物显著延长了小鼠的常压缺氧耐受时间和负重游泳时间,显著降低了血液中的乳酸和尿素氮含量,并显著增加了肝脏糖原储备,表明该水提取物能显著增强小鼠的疲劳耐受性和缺氧耐受性[59]。蒋华等人研究了去除多糖后的药效变化,发现药效显著降低,疲劳耐受性、缺氧耐受性和抗寒能力也减弱。药效与剂量呈正相关,多糖可能在主要药物的吸收和转化中起重要作用,进一步证实了益肾补脾散的抗缺氧作用[60]。
3.3.1.1.4 补中益气汤
补中益气汤出自元代李东元的《内外伤辨惑论》,由黄芪、甘草、人参、当归、橙皮、柴胡和白术组成。它具有补益中焦、升阳的作用。戴希珍等人实验表明,该方剂的抗缺氧效果优于单独使用黄芪,而黄芪单独使用的效果又优于单味补气药,说明合理配伍可以增强补气作用[61]。
3.3.1.1.5 生脉散
生脉散出自金代张元素的《医学起源》。现代有口服液(“生脉饮”)和注射液(“生脉注射液”两种形式)。该方剂由麦冬、人参和五味子组成。它具有益元气、促进津液生成、收敛阴液和止汗的作用。蒋惠芳等人发现,在缺氧抵抗实验和游泳实验中,所有剂量的生脉散均显著延长了小鼠的存活时间[62]。张家雄等人研究显示,生脉散颗粒剂能改善急性缺氧大鼠的血清EPO、ANP、NT-proBNP、肾素、ANG-II和ALD含量,可用于预防急性高原病的缺氧[63]。郭等人通过体内实验得出结论,生脉饮具有显著的抗疲劳和缺氧耐受作用,推测其可能通过促进PINK1和Parkin的表达来抑制线粒体的过度自噬,从而发挥抗缺氧和抗疲劳作用[64]。
3.3.1.2 补血方
3.3.1.2.1 四物汤
四物汤是一种常用的补血方剂,由川芎、当归、熟地黄和芍药组成。现代药理学研究表明,四物汤能促进细胞免疫、抑制体液免疫、抑制过敏炎症并促进红细胞成熟。李在斌等人证明,四物汤的水醇提取物腹腔注射可以对抗常压缺氧、异丙肾上腺素诱导的心肌缺氧、双侧颈动脉结扎诱导的脑缺氧以及亚硝酸钠诱导的细胞质缺氧[65]。
3.3.1.2.2 生血汤
生血汤由生地黄、熟地黄、芍药、川芎、人参和当归组成。它具有补气养血、调节血液的作用。何娟等人使用GC-MS研究了接受生血汤的小鼠血清中的抗缺氧代谢途径,发现其具有显著的抗缺氧作用,鉴定出17种差异代谢物和5条主要代谢途径:丙酮酸代谢;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢;丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢;三羧酸循环;以及糖酵解或糖异生[66]。
3.3.1.2.3 当归补血汤
当归补血汤由李东元在金元时代创制,由黄芪和当归按5:1的比例组成。它具有益气生血的作用,主要用于治疗因疲劳和消耗引起的内部损伤、气血亏虚及阳虚外浮的症状。宋艳平通过常压缺氧抵抗实验发现,低剂量组显著延长了小鼠的存活时间;在切断小鼠呼吸道的实验中,高剂量组显著增加了呼吸次数和呼吸时间,证明当归补血汤具有抗缺氧作用[67]。刘吉等人也证实,在常压缺氧实验中,当归补血汤显著延长了小鼠的存活时间并减少了死亡时的容器内剩余氧气量;在大鼠窒息缺氧实验中,它显著延迟了心电图T波消失的时间和脑电图的消失时间,并在恢复氧气供应后促进了脑电图活动的更快出现[68]。李等人用当归补血汤治疗慢性间歇性缺氧加速的血管衰老,发现其通过激活Nrf2/HO-1通路抑制炎症反应和氧化应激,从而延缓血管衰老[69]。
3.3.1.3 滋阴方剂
3.3.1.3.1 六味地黄汤及其加减方
六味地黄汤最早记载于宋代钱乙的《小儿药证直录》,由熟地黄、山茱萸、反枝术、泽泻、芍药和穿心莲组成。它具有滋养肾阴的作用,主要用于治疗肾阴虚证。王秋娟等人通过给小鼠服用全方和拆分方剂研究了其缺氧耐受性和降脂作用,发现只有全方才能增强缺氧耐受性[70]。肖子增等人证实,颗粒剂、液剂和丸剂形式在糖皮质激素诱导的虚证小鼠中均具有抗疲劳作用,能增强常压缺氧耐受性、增加体重,并降低血浆cAMP和cGMP及其比值,高浓度效果更佳,进一步证实了六味地黄汤的缺氧耐受作用[71]。高荣等人认为杞菊地黄丸和归芍地黄丸都属于六味地黄汤的改良方剂,均具有抗缺氧作用,但归芍地黄丸的效果更为显著[72]。
3.3.2 活血方剂
主要具有活血化瘀或止血作用的方剂称为活血方剂。血府逐瘀汤和补阳还五汤都属于活血化瘀类方剂。
3.3.2.1 血府逐瘀汤
血府逐瘀汤出自《医林改错》,具有活血化瘀、行气止痛的作用。它由桃仁、红花、当归、熟地黄、牛膝、川芎、桔梗和芍药组成。一些实验研究表明,血府逐瘀汤能延长小鼠的常压缺氧耐受时间[73]。王茂生等人使用氰化钾、亚硝酸钠、异丙肾上腺素、双侧颈动脉结扎和常压缺氧制备急性缺氧动物模型,研究其抗缺氧作用,结果证明合理配伍的方剂效果优于单味药物[74]。另有研究显示,血府逐瘀汤能显著改善缺血心肌的心电图,并显著延长缺氧小鼠的存活时间,提示其对心肌缺血具有保护作用[92]。高成贤进一步探讨了其对缺血心肌的保护作用和机制,认为其通过增加SOD、降低LDH、CPK、HBDH、AST和MDA以及延长缺氧耐受时间来保护缺血心肌[75]。
3.3.2.2 补阳还五汤
补阳还五汤源于清代王清仁的《医林改错》,由黄芪、当归、芍药、蚯蚓、川芎和桃仁组成。它具有补气活血的作用。通过常压缺氧耐受性实验,老志英等人证实了补阳还五汤能够提高小鼠的缺氧耐受时间[76]。李伟等人对小鼠的抗缺血和缺氧耐受性进行了实验研究,证明该汤剂能够显著延长小鼠断头后的喘息时间和缺氧耐受时间,显示出明显的抗缺血和缺氧作用[77]。童莉等人观察到,用补阳还五汤处理的大鼠血清应用于缺氧/再氧合的新生大鼠心肌细胞后,能够显著抑制心肌细胞凋亡和乳酸脱氢酶(LDH)的释放,并以剂量依赖的方式降低培养上清液中的一氧化氮(NO)和脂质过氧化物还原酶(TBARS)水平,从而得出补阳还五汤具有抗缺氧/再氧合诱导的心肌细胞凋亡作用,其机制可能与清除氧自由基和NO的特性有关[78]。赵书武等人使用含有补阳还五汤的药物血清观察了神经干细胞在缺氧环境中的增殖和分化情况,结果表明该药物血清对神经干细胞的缺氧损伤具有显著的保护作用,且10%的浓度效果最佳[79]。李伟贤等人比较了不同加工形式的补阳还五汤对小鼠脑缺血损伤、缺氧和疲劳的影响,发现不同配方处理后的小鼠断头时间有所延长,同时游泳时间和缺氧死亡时间也有所延长[5]。李杰等人通过网络药理学研究了补阳还五汤对急性高原缺氧性脑损伤的作用,筛选出了主要活性成分、作用靶点及信号通路,认为其机制可能涉及通过调节炎症反应、抗氧化应激和减少细胞凋亡来保护神经元[80]。
3.3.3. 养心安神方剂
主要用于镇静心灵、稳定意志的方剂,用于治疗心神不安等症状,统称为安神方剂。这些方剂分为重镇安神方、养心安神方和心肾连接安神方。天王补心丸是治疗阴虚血亏、心神失养的代表性方剂。
天王补心丸及其加减方剂
天王补心丸源自《胶脐傅仁良方》,由酸枣仁、侧柏叶、当归、穿心莲、麦冬、熟地黄、人参、丹参、牛膝、淫羊藿、五味子、远志和桔梗组成。该方剂具有滋养阴血、养心安神的功效。黄婷等人研究了天王补心丸对模拟高原暴露小鼠的抗缺氧能力及其机制,发现该方剂能够改善高原环境下的抗缺氧能力并减轻氧化应激损伤,其机制可能与增强抗氧化能力和激活HIF-1α/AMPK信号通路有关[81]。
3.3.4. 调和方剂
调和方剂主要用于调和少阳、肝脾不和以及寒热交错,用于治疗少阳邪热、肝脾不和及寒热混杂的病症。主要分为三类:调和少阳方、调和肝脾方和调和寒热方。
3.3.4.1. 调和寒热方
半夏泻心汤和甘草泻心汤都属于调和寒热方剂。
3.3.4.1.1. 半夏泻心汤
半夏泻心汤出自《伤寒论》,主要用于治疗寒热交错引起的满闷、心下痞痛、呕吐、肠鸣腹泻等症状,舌苔油腻微黄。该方由半夏、黄芩、黄连、干姜、酸枣仁和人参组成。周永亮等人通过腹腔注射半夏泻心汤的水醇提取物,显著延长了小鼠因异丙肾上腺素、亚硝酸钠和双侧颈动脉结扎引起的急性缺氧存活时间[82]。宋一驹等人认为半夏泻心汤具有抗缺氧作用,能够延长小鼠的缺氧耐受时间[83]。
3.3.4.1.2. 甘草泻心汤
甘草泻心汤也是出自《伤寒论》,通过增加炙甘草的用量制成。该方由炙甘草、黄芩、干姜、半夏、酸枣仁和黄芩组成,主要用于治疗气虚引起的胃满症状。张守峰等人发现甘草泻心汤能够延长小鼠的缺氧耐受时间[84]。
3.3.5. 肝脾调和方
四逆散及其改良方剂桂枝四逆散
四逆散出自《伤寒论》,含有柴胡、枳壳、白芍和炙甘草。该方剂具有调和肝脾、祛邪解郁、疏肝理脾的功效,用于治疗阳郁厥逆、手足不温、腹痛、腹部胀满、胁痛、上腹疼痛及脉弦等症状。桂枝四逆散在四逆散的基础上增加了肉桂,由柴胡、枳壳、肉桂、白芍、炙甘草和干姜组成。周建辉等人通过小鼠抗缺氧实验、负重游泳实验和旋转棒实验发现,桂枝四逆散能够延长抗缺氧存活时间,具有增加心肌血供、抗缺氧和抗疲劳的作用[85]。盛浩等人发现桂枝四逆汤能够增强血清活性,降低运动后血液乳酸水平,增加肝糖原和肌肉糖原含量,延长抗缺氧存活时间和游泳及旋转棒实验时间,表明其具有显著的抗缺氧和抗疲劳效果[86]。
3.3.6. 清热方剂
所有用于治疗内热证候的方剂统称为清热方剂,主要用于清热泻火、凉血解毒。泻心汤属于清热解毒方剂,出自《金匮要略》。原方由大黄、黄芩和黄芩组成,也称为大黄泻心汤,主要用于治疗内热炽盛、迫血妄行、呕血、便秘、溃疡、红肿、湿热黄疸、胸满、胸热、三焦郁热、目赤口疮、外疮溃疡等症状。一些研究表明,泻心汤能够延长小鼠的常压缺氧耐受时间[87][88][89]。附子泻心汤是在泻心汤的基础上加入附子,具有温阳通便的作用[89][90]。
3.3.7. 泻下方剂
泻下方剂主要用于治疗内实证候,具有促进排便、攻积泻下、排除水分的作用。大黄附子汤属于温泻类方剂,源自《金匮要略》,具有温里散寒、通便止痛的功效,可用于治疗寒积内实、腹痛、便秘、痛经、发热、手足冰凉、舌苔白腻等症状。该方由大黄、附子和细辛组成。李在斌等人通过腹腔注射异丙肾上腺素、亚硝酸钠和双侧颈动脉结扎实验证实了大黄附子汤的抗缺氧作用,进一步扩展了其应用范围[91]。
3.3.8. 外内兼治方剂
同时治疗外感和内热的方剂称为内外兼治方剂。葛根芩连汤属于内外兼治方剂,出自《伤寒论》,由葛根、黄芩、黄芩和甘草组成。该方剂具有解表清里的作用,用于治疗发热腹泻、胸腹烦热、口渴、喘息出汗、舌红苔黄等症状。李在斌等人通过腹腔注射异丙肾上腺素、亚硝酸钠和钾氰化物实验证实了葛根芩连汤具有显著的抗缺氧作用[92]。
根据统计数据,研究中医复方和改良方剂治疗缺氧作用的文章分为七类:养心安神方、养心安神方、调血方、调和方、泻下方、清热方和内外兼治方。其中,养心安神方在方剂类型和发表文章数量上最为丰富,其次是调血方和调和方。
近年来,中医方剂在抗缺氧方面的研究取得了一定进展。然而,由于中医方剂含有多种药物,化学成分复杂,且缺氧涉及身体的多个系统和器官,临床表现多样,因此相关研究相对有限(图1)。目前大多数关于中医方剂抗缺氧的研究仅局限于常规抗缺氧模型,对深层机制的研究较少。部分研究仅关注整个方剂,而忽略了方剂中丰富的活性成分。因此,有必要明确中医方剂的整体药理作用与其所含单味中药和活性成分之间的关系。
图3、图4
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图1. 具有抗缺氧作用的传统中药分类及文章数量
注:抗缺氧文献中关于单味中药和提取物的类别包括138篇关于单味中药的文章和49篇关于单味藏药的文章。“其他”类别包括59篇关于专利方剂的文章和29篇关于中药专利药的文章。
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图2. 按治疗效果分类的传统单味中药和提取物文章数量
注:“其他”类别包括具有药食两用功能的植物(如马齿苋)以及非传统中药,如肉桂叶和葛根。
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图3. 单味藏药抗缺氧文章数量
注:每组中药进一步细分为单味中药和中药提取物。“单体”指从药物中提取的特定活性成分,如沙利度胺。
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图4. 关于中医方剂及其改良版本抗缺氧作用的研究文章数量
3.4. 其他类别
其他类别主要包括已上市的中药专利药以及处于研发阶段的自设计中医方剂。近年来,这些药物在抗缺氧方面发挥了重要作用,多数由常见的单味中药或单味藏药制成,具有补益作用。以下是部分常用的中药专利药列表:
3.4.1. 复方红景天颗粒
复方红景天颗粒以红景天、人参和黄芪为主要原料,经过粉碎、提取和湿法制粒制成。王鹏利等人通过小鼠常压缺氧实验发现,复方红景天颗粒能够以剂量依赖的方式显著提高常压缺氧耐受性[93]。
3.4.2. 理舒康胶囊
理舒康胶囊由四种藏药(红景天、 Gymnadenia conopsea、 Dracocephalum tanguticum、 Rhododendron anthopogonoides)以及黄芩和炙甘草提取制成,具有抗缺氧、抗疲劳和增强体力的作用,主要用于预防和控制高原反应、高原缺氧适应不良、高原红细胞增多症、高原脑水肿和高原心脏病。一些研究表明,利舒康胶囊具有良好的抗氧化活性,能够对抗高原缺氧,并保护大鼠免受模拟高原缺氧的伤害,其机制可能与提高身体的抗氧化能力、减少自由基损伤以及缓解缺氧引起的能量缺乏和代谢紊乱有关[95]。3.4.3. 复方丹参滴丸复方丹参滴丸由丹参、三七和香叶树根组成。它们具有活血、凉血止血、消除血瘀、消肿和止痛的作用。药理结果表明,复方丹参滴丸显著改善了高原反应的临床症状,并有效预防了高原缺氧导致的血氧饱和度和心率下降。张学峰等人将大鼠从平原运输到青藏高原唐古拉山区(海拔5000米),并在高原地区进行了复方丹参滴丸的实验。他们发现,治疗组的心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏和脑组织在高原缺氧条件下出现了常规和超微病理变化,但这些变化比对照组明显轻微,干预组的器官和组织损伤更为严重。这表明复方丹参滴丸可以直接预防和改善高原缺氧条件下大鼠的这些器官的病理损伤[96]。曾仁杰等人发现,红景天和复方丹参滴丸都能提高常压缺氧耐受性,并延长小鼠的平均存活时间,在相同剂量下,红景天和复方丹参滴丸的抗常压缺氧效果没有显著差异,说明两者在提高常压缺氧耐受性和保护心肌缺氧方面具有相似的药理作用[97]。徐曼等人提出,复方丹参滴丸通过干扰Fas/FasL蛋白表达来减少细胞凋亡,从而保护细胞免受缺氧和缺氧/再氧合损伤,进而保护心脏功能[98]。此外,还有其他抗缺氧药物,如抗疲劳口服液[99](柴胡、柑橘×吴茱萸、白芍、甘草)、三康胶囊[100](黄芪、人参、丹参、软骨、三七、枸杞)、当红注射液[101](丹参和红花)、生诺康丸[102](丹参、三七、川芎、白芍、黄芪、当归、党参、水蛭、天麻)等。共统计了88篇关于这类抗缺氧药物的论文。根据出现频率(≥3次)统计了每种单味中药在该类别配方中的使用频率,结果如图5所示。可以看出,在其他类别(中药专利药、自配中医方)中,黄芪、人参、枸杞、红景天等的使用频率较高。它们的配方模式主要采用补益类——这是最广泛用于抗缺氧的传统单味中药——以及红景天,它在藏医中也有广泛应用。下载:下载高分辨率图片(317KB)下载:下载全尺寸图片图5. 其他类别(中药专利药和原创中药方)中每种草药成分的频率(仅计算出现三次或以上的实例)。4. 结论目前的研究主要基于动物实验,临床研究有限,基于证据的数据不足。中医抗缺氧作用的分子机制——包括核心靶点和信号通路——仍不清楚。中药制剂的质量控制、成分稳定性和标准化需要改进。还需要进一步研究复方配方的原理、剂量-反应关系和长期安全性。中医是中华民族的文化瑰宝,由于其多组分、多靶点的特点、精确的疗效和丰富的资源,在预防和治疗高原缺氧方面发挥着关键作用。根据上述研究,我们整理了333篇关于具有抗缺氧作用的中药的论文。单味中药占138篇(数量最多),单味藏药占49篇,中药方剂占58篇,其余中药专利药和自配中医方剂合计占88篇。单味中药类别中的大多数抗缺氧论文主要集中在补益类(67篇)、清热类(14篇)和活血化瘀类(15篇)。关于藏药的论文主要集中在红景天和沙参等常见草药上;对于整个药物或提取物的研究仍较少,除了红景天外,其他藏药的单体研究较少。在其他类别的抗缺氧中药专利药和自配中医方中,出现频率较高的单味药物是黄芪、人参、枸杞和红景天。配方模式仍然选择常用的单味中药和单味藏药进行组合,缺乏关于中医使用的整体疗效和禁忌信息。绝大多数这类抗缺氧中药组合仍处于实验研究阶段,远未上市。在这方面,我们提出以下展望:1. 目前,抗缺氧药物的种类相对有限。一些单味草药(如红景天、沙参)主要存在于几乎枯竭的自然资源中,而人工培育和大规模栽培技术尚未充分发展,导致市场需求超过供应。因此,在进一步研究常用中药的抗缺氧机制的同时,应充分利用现代科学方法探索更多具有抗缺氧作用的其他中药。2. 中药方剂是在中医理论指导下开发的,能够准确识别病因并进行适当配伍。它们在对抗缺氧方面具有多层次、多靶点和多通道的作用优势。然而,由于成分复杂,对中药方剂抗缺氧作用的研究很少,大多数研究仅限于最基本的缺氧抵抗实验,对其机制的研究更少,更不用说后续的临床研究了。我们应该增加对中药方剂的研究,探索其组成规律,并对其疗效进行质量控制,以支持新方剂抗缺氧方面的研究。
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