植物黃酮防治多囊卵巢綜合征研究進展*

達晶,趙珊珊,匡洪影

1.黑龍江中醫藥大學,黑龍江 哈爾濱 150000; 2.黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院,黑龍江 哈爾濱 150000

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是育齡期婦女常見的生殖內分泌疾病,以月經異常、高雄激素表現、卵巢多囊樣改變為主要臨床表現,同時也是2型糖尿病、心腦血管疾病和子宮內膜癌等臨床常見疾病發病的高危因素[1-3]。調查顯示,全球約有15%的女性受累[4-5],其中18～44歲的女性為主要患病人群[6]。中醫并無“多囊卵巢綜合征”的病名,可將其歸屬于“閉經”“不孕”和“崩漏”等范疇[7-8]。肝、脾、腎三臟功能失調,痰瘀互結,被認為是PCOS的主要發病機制,補腎、疏肝、健脾,祛濕化痰,活血化瘀為其主要的治療原則[9-10]。中醫藥因其獨特的優勢在治療PCOS方面取得了一定的療效。黃酮類化合物是常見蔬菜、水果和中藥等植物的主要成分,因此又被稱為植物黃酮[11]?，F代藥理學研究表明,植物黃酮因其高活性氧自由基以及有效抑制膠束系統中脂質過氧化的作用,被認為與抗炎、抗衰老、抗真菌,尤其是抗癌活性有關[12]。本綜述對目前植物黃酮在治療PCOS中取得的成果做以闡述,以期為更好地開發用于治療 PCOS 的中藥提供一定的思路。

1 植物黃酮概述

1930年,研究者從橙子中分離出來一種新物質,在當時被視為一種新的維生素,而且被命名為維生素P,后期經過研究證實此物質即黃酮類化合物[13-14]。黃酮類化合物又稱植物黃酮,是一種多酚類化合物(Polyphenolic Compounds),通常是指兩個苯環通過中央三碳鏈相互連結而成的一系列C6-C3-C6結構的化合物[15],其基礎結構骨架如圖1[16]。

圖1 植物黃酮基本骨架結構

根據不同的化學結構可將植物黃酮分為黃酮醇、黃烷酮、異黃酮、雙黃酮、黃烷醇和花青素等12個亞型,這些亞型又以不同組分劃分不同的結構,如查爾酮、芹菜素、木犀草素、槲皮素、柚皮素、兒茶素等[17-18]。目前發現的植物黃酮大致有15 000多種,以糖苷酮、糖苷和甲基化衍生物的形式存在,基本結構是糖苷元[19-20]。目前植物黃酮因其不良反應較小、價格低廉的優點,被廣泛用于治療各種臨床常見疾病,并且取得了一定的療效[21-22]。

2 PCOS發病機制

PCOS作為臨床常見的內分泌疾病,發病機制眾多,目前尚未被完全闡明,多認為與胰島素抵抗、炎癥、氧化應激、高雄激素血癥等因素相關。約50%～70%的PCOS患者伴有胰島素抵抗,且胰島素抵抗在PCOS肥胖患者中比例更高[23-25]。胰島素抵抗一方面使血清胰島素水平升高異常,進而增加黃體生成素(luteinizing hormone,LH)的分泌,減少性激素結合球蛋白(sex hormone-binding globulin,SHBG)合成,增加睪酮水平,加重PCOS進程;另一方面,促使卵巢增加雄激素的分泌,卵泡發育異常,導致PCOS稀發排卵或無排卵形成[24-26]。

慢性低度炎癥作為PCOS的關鍵發病因素之一,主要表現為巨噬細胞分泌的炎癥因子如腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)等水平的異常升高,致使雄激素水平上升,卵巢發生多囊樣改變。此外,炎癥因子也可能與PCOS相關并發癥關系密切[27-28]。

氧化應激是機體氧化與抗氧化作用失衡的一種狀態,可與炎癥相互作用,影響PCOS的發生發展[29-31]。研究發現,肥胖型PCOS氧化應激水平最高,氧化應激與肥胖相互作用,惡性循環,使卵泡損傷,排卵功能異常[32-33]。

高雄激素血癥已被認為是PCOS的核心病理特征之一,在我國PCOS患者中,約76%存在高雄激素血癥[34]。Wang等[35]認為,高雄激素血癥能刺激PCOS患者早期卵泡過度激活,出現大量竇性、囊性卵泡,影響卵巢功能。此外,雄激素增高還會使脂肪生成增加,并對脂肪分解產生一定的抑制作用,從而加重PCOS肥胖的發生,肥胖又能引起內分泌紊亂,加劇月經周期異常、糖脂代謝紊亂,增加遠期并發癥風險[26,36]。

3 植物黃酮調控PCOS

3.1 杜仲總黃酮杜仲是杜仲科植物杜仲的干燥樹皮,《中華本草》記載其具有補肝腎、強筋骨、安胎之功效,現代藥理學研究發現木脂素類、環烯醚萜類、苯丙素類、黃酮類等為其主要有效成分[37-38]。近年來,杜仲總黃酮在防治PCOS方面取得了不錯的成果。實驗研究發現,杜仲總黃酮能降低來曲唑聯合高脂飲食誘導的多囊卵巢綜合征胰島素抵抗(PCOS-IR)模型大鼠的體質量、Lee′s指數和卵巢面積、體積,減輕血清睪酮、血清瘦素(leptin,Lep)、胰島素(insulin,INS)、胰島素抵抗指數(homeostasis model assessment of insulin resistance,HOMA-IR)和空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)(全血)水平,升高雌二醇(estrogen,E2)、SHBG水平和胰島素敏感指數,改善大鼠卵巢和胰腺組織的病理學變化。親吻素(kisspeptin,Kiss1)在下丘腦的不同區域表達,杜仲總黃酮能調節Kiss1、胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)、雄性激素受體(androgen receptor,AR)和瘦素受體1(leptin receptor1,LEPR)在下丘腦弓形核、垂體和卵巢中的表達,上調卵巢PI3Kp85α、p-PI3Kp85α、p-AKT和GLUT4的表達。因此,杜仲總黃酮可以通過作用于下丘腦-垂體-卵巢軸發揮作用,防治PCOS[39]。研究者采用來曲唑灌胃構建PCOS大鼠模型,以杜仲總黃酮(200 mg·kg-1)干預模型大鼠,3周以后取材,結果顯示,和模型組相比,給予杜仲總黃酮之后,大鼠卵巢體積減小,表面色澤變紅,黃體少量增加,囊狀擴張卵泡減少,抗謬勒管激素(anti-müllerian hormone,AMH)、LH、T含量明顯降低,FSH含量明顯升高,且卵巢組織顆粒細胞自噬率顯著降低[40]。

3.2 小茴香總黃酮小茴香為藥食同源之品,具有溫補肝腎、行氣止痛之功效[41]。研究發現,小茴香中的揮發油與黃酮類是其調節性激素分泌和調脂降糖的主要物質基礎[42]。目前,小茴香總黃酮尚少用于PCOS的實驗研究,有研究者采用高脂膳食聯合來曲唑構建PCOS-IR模型,給予高、中、低劑量小茴香總黃酮(240 mg·kg-1、120 mg·kg-1、60 mg·kg-1),干預3周后發現:高、低劑量能縮小模型大鼠卵巢面積和體積,升高血清E2、SHBG水平;高、中劑量能降低模型大鼠血清T和AMH水平,升高25-羥基維生素D3水平,高劑量組可不同程度地降低三酰甘油(triglyceride,TG)、膽固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、TG/HDL-C、TC/HDL-C和三酰甘油-葡萄糖指數(triglyceride-glucose index,Tyg-Index),升高高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平;中劑量組可不同程度地降低TG、LDL-C、TG/HDL-C、TC/HDL-C和TyG-index,升高HDL-C水平;低劑量組可不同程度地降低LDL-C和TG/HDL-C水平[43],表明小茴香總黃酮可有效調節 PCOS-IR大鼠性激素失衡、脂代謝紊亂和胰島素抵抗。

3.3 青天葵總黃酮植物黃酮是青天葵的主要成分,具有良好的抗炎、鎮痛、增強免疫力、解熱、止咳等作用[44-45]。青天葵中的主要藥效物質為植物黃酮,具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒的功效,且含量較高。以脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA)構建PCOS-IR大鼠模型,采用高、中、低劑量(200 mg·kg-1、100 mg·kg-1、50 mg·kg-1)的青天葵總黃酮干預4周,結果顯示PCOS-IR大鼠以劑量依賴性方式恢復動情周期,可顯著增加血清FSH水平,同時使血清LH、T和INS水平急劇降低,抑制Janus激酶2(Janus kinas 2,JAK2)和信號轉導與轉錄激活因子3(signal transducer and activator of tran-scriptions3,STAT3)磷酸化,從而降低炎癥因子IL-6的表達[12]。

3.4 木犀草素木犀草素是存在于辣椒、野菊花、金銀花、紫蘇等多種蔬菜和草藥中的類黃酮,是治療高血壓、癌癥及過敏癥的傳統中藥,具有抗氧化、抗微生物、抗炎、化學預防、化療、保護心臟、抗糖尿病、神經保護和抗過敏等作用[46-47]。針對來曲唑和高脂飲食誘導的PCOS大鼠,以不同劑量的木犀草素(25 mg·kg-1,50 mg·kg-1,100 mg·kg-1)腹腔注射進行干預,結果顯示木犀草素能夠使大鼠的動情周期正?；?以劑量依賴性改善卵巢形態,減輕大鼠卵巢的多囊性結構,減少卵母細胞和黃體的丟失,使血清FSH、LH、E2、T水平恢復正常,并且降低FBG、FINS濃度,顯著上調骨骼肌組織中PI3K p85α和 p-AKT蛋白表達水平,顯著增加血清超氧化物歧化酶(super oxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx)、過氧化氫酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽(erythrocyte reduced glutathione,GSH)等抗氧化劑的活性[48]。因此,木犀草素可通過激活磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT) 信號通路抑制胰島素抵抗,并增強抗氧化反應。

3.5 槲皮素槲皮素是一種植物黃酮,存在于100多種中草藥中,包括山楂和紅花,具有降糖、降脂、抗氧化損傷等作用[49]。研究建立以高脂飲食和來曲唑誘導的PCOS-IR大鼠模型,造模成功后提取卵巢顆粒細胞,并用槲皮素低、高劑量(0.5 mg·L-1、1 mg·L-1)干預,結果顯示槲皮素能夠增強細胞活性,降低E2、LH、T含量,顯著降低活性氧(reactive oxygen species,ROS)活性,顯著降低晚期糖基化終末產物(advanced glycation end products,AGEs)和晚期糖基化終末產物受體(receptors for advanced glycation end products,RAGE)蛋白表達水平,顯著升高磷酸化細胞外信號調節激酶(phosphorylated ERK,p-ERK)和磷酸化p38有絲分裂原蛋白激酶(p38 phospho-mitogen-activated protein kinase,p-p38MAPK)蛋白表達水平[50]。

在PCOS中,自由基生成超過機體自身的抗氧化能力,ROS堆積使細胞、組織等功能異常,體內氧化與抗氧化失衡[51]。研究者采用槲皮素干預DHEA構造的PCOS模型,發現大鼠SOD濃度升高,一氧化氮、丙二醛濃度降低[52],說明槲皮素能較好地改善PCOS大鼠異常的氧化應激狀態。

研究者用槲皮素溶液(100 mg·kg-1)干預DHEA誘導的PCOS-IR大鼠模型,發現大鼠動情周期和體質量有一定程度的恢復,血胰島素、白細胞介素-1b(interleukin-1b,IL-1b)、IL-6和 TNF-α 水平被顯著抑制,因此,槲皮素可能是通過改善炎癥微環境發揮作用的[53]。

3.6 柚皮素有研究以柚皮素(100 mg·kg-1)改善DHEA誘導的PCOS大鼠模型,結果發現大鼠血清TC、TG、FPG、FINS、HOMA-IR、LH、T水平降低,FSH、E2水平升高,p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT、p-IRS-1/IRS-1蛋白表達升高,下游p-GSK-3β/GSK-3β、葡萄糖轉運蛋白因子4(glucose transporter 4,GLUT-4)蛋白表達升高[54]。因此,柚皮素可以通過激活PI3K/AKT通路防治PCOS,并改善糖脂代謝異常、胰島素抵抗和生殖系統激素紊亂。

3.7 葛根素葛根素是中藥葛根的主要提取物,研究發現其能有效緩解肥胖型PCOS患者的病理狀態[55]。研究發現,給予以DHEA構建的PCOS大鼠模型腹腔注射葛根素注射液(100 mg·kg-1)治療后,FSH水平升高,LH、T水平均降低,FBG、2 h PBG、FINS水平及胰島素抵抗均低于模型組,血清IL-6、TNF-α和CRP水平均降低,大鼠卵巢組織Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)、核因子-κB(nuclear factor κb,NF-κB)、氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)表達均降低[56]。因此,葛根素可以通過調控機體生殖激素緩解胰島素抵抗,加快恢復卵巢功能,從而明確PCOS的治療效果。

3.8 菟絲子總黃酮研究顯示,PCOS是一種低炎癥疾病,諸多炎癥因子、氧化應激參與該病的發展過程[57-58]。菟絲子是臨床上常用的補腎中藥,能夠調節生殖系統功能,常與各種中藥配伍治療常見婦科疾病[59-60]。藥理實驗發現,酚酸和黃酮類是其主要成分,黃酮類因其抗炎、抗氧化應激作用在PCOS的防治上具有較好的療效[61]。

有實驗對采用菟絲子總黃酮干預DHEA聯合人絨毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin,HCG)誘導的PCOS大鼠進行研究,發現菟絲子總黃酮低、中、高劑量組(200 mg·kg-1,100 mg·kg-1,50 mg·kg-1)均能夠降低大鼠卵巢指數和子宮指數,顯著下降血清P、PRL和INS水平及LH/FSH比值,降低卵巢中TNF-α、胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)蛋白水平,改善子宮內膜炎癥[62],目前已被廣泛用于PCOS的治療,并取得了較好的療效。

表1 植物黃酮防治PCOS的機制

3.9 山楂葉類黃酮從山楂葉中分離出的山楂葉類黃酮(HLF)具有廣泛的藥用特性,如緩解非酒精性肝病、改善急性心肌缺血/再灌注、抗氧化和抗炎等[63]。以HLF(200 mg·kg-1·d-1)干預皮下注射DHEA(60 mg·kg-1·d-1)構建的PCOS大鼠模型,干預3周后,顯示其能夠抑制PCOS大鼠的體質量增加,HLF的共同給藥顯著降低了卵泡囊腫的發生率,降低血清LH、FSH、E2、P和T水平,抑制TNF-α、IL-6表達[64]。

3.10 淫羊藿總黃酮淫羊藿有補腎陽、強筋骨、祛風濕的功效[65-66]。藥理學研究發現,淫羊藿總黃酮作為淫羊藿中起雌激素樣作用的主要部分,能夠有效防治生殖系統疾病[67-68]。對SD大鼠以來曲唑灌胃21 d,建立PCOS模型,給予低、中、高劑量組(50 mg·kg-1、100 mg·kg-1、200 mg·kg-1)淫羊藿總黃酮干預3周后,發現淫羊藿總黃酮能夠顯著降低卵巢重量、卵巢指數,降低大鼠血清T、LH水平,升高E2,降低LH/FSH比值,且高劑量組較低劑量組效果更為明顯[69]。

4 小結與展望

植物黃酮種類多,價格低,毒性微,在多種臨床疾病的治療中效果顯著,故研究其對PCOS的治療作用有助于拓展PCOS的用藥范圍。PCOS作為臨床常見的生殖內分泌紊亂疾病之一,以對癥治療為主,如降低雄激素水平、緩解糖脂代謝和改善生育障礙等,但治療效果欠佳,不良反應發生率高。近年來研究證實,中醫藥治療PCOS療效顯著,不良反應少。植物黃酮能夠調節激素水平,如降低T、LH水平,升高E2等;改善炎癥狀態,如抑制TNF-α、IL-6 表達;緩解糖脂代謝,如減輕INS和FBG水平,從而治療PCOS。因此,從更深層次研究植物黃酮有效成分并開發安全有效的新藥在防治PCOS中前景廣闊。

現有研究仍存在一些不足之處:PCOS發病機制復雜,相互交織,目前只對植物黃酮治療PCOS的多種機制進行概述,缺少對單一機制的深入挖掘,研究缺乏客觀性。本文重點研究了單個植物黃酮有效成分治療PCOS的進展,可參考中藥藥對思路,對多對植物黃酮有效成分進行研究,以期獲得最佳療效。目前,多數相關研究都停留在動物實驗階段,臨床研究匱乏,未來需要開展更加嚴謹、高質量的研究以指導臨床。