2013届本科生毕业设计(综述

 

 

题目:水蛭化学成分及临床药理作用探讨

 

所  在  系

药 学 系

所 学 专

药  学

年级、班

2009级药学2

学      号

200908070041

完成人姓

骆莹

指导教师姓

年四辉

 

20130310 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

题目:水蛭化学成分及临床药理作用探讨

 

 

 

 

完成人姓

骆莹

 

 

 

 

 

20130310 

 

 

 

             


皖南医学院本科生毕业设计(论文) —综述                                    水蛭化学成分及药理作用探讨

目  录

 

 

中文摘要-------------------------------------------------------------1

英文摘要-------------------------------------------------------------1

1 引言---------------------------------------------------------------2

1.1 简介-------------------------------------------------------------2

1.2 医用价值---------------------------------------------------2

2 化学成分-----------------------------------------------------------3

2.1 主要结构---------------------------------------------------------3

2.2有效成分----------------------------------------------------------3

3 药理作用-----------------------------------------------------------3

3.1 抗凝作用的药理活性-----------------------------------------------3

3.2 抗血栓作用-------------------------------------------------------4

3.3 降血脂作用---------------------------------------------------4

3.4 抗肿瘤作用-------------------------------------------------------4

3.5 对脑血肿,皮下血肿作用--------------------------------------------5

4 水蛭素的药代动力学-------------------------------------------------5

5 作用机制讨论-----------------------------------------------------5

6 结构与功能关系--------------------------------------------------5

6.1 化学合成水蛭素肽片段的研究---------------------------------------5

6.2 肽链缩短对水蛭素活性的影响---------------------------------------6

6.3 水蛭素与凝血酶的作用方式-----------------------------------------6

7 结论---------------------------------------------------------------7

参考文献------------------------------------------------------------7

 

 

 


皖南医学院本科生毕业设计(论文) —综述                                    水蛭化学成分及药理作用探讨

 

水蛭化学成分及临床药理作用探讨

 

摘要

 

水蛭,为环节动物水蛭科水和蚂蝗或柳叶蚂蝗等的全体。扁长圆栓形,体多弯曲扭转,长25cm,宽0.20.3cm。水蛭为破血通瘀、通经药,其主要有效药用成分为水蛭素。

近年来国内外对水蛭的化学成分、药理作用及临床应用进行了大量的研究,取得了重大的进展,开发了新药.本文对水蛭治疗脑血管疾病的临床治疗与药理作用研究进展进行综述.

 

 

关键词水蛭 水蛭素 药理作用 化学成分

 

Discussion on the chemical components and pharmaceutical action of Hirudo aipponica Whitman.

 

ABSTRACT

  Leech, all the links of Hirudo aipponica Whitman and Whitmaniapigra uhitman or Whitmania acranulaata Whitman - bolt shape, body bending and twisting, length 2 ~ 5cm, width 0.2 ~ 0.3cm.Leech as broken blood stasis, emmenagogue, its main effective medicinal ingredients for hirudin

In recent years at home and abroad on chemical constituents, pharmacological action and clinical application of Hirudo aipponica Whitman done a lot of research, made significant progress, development of new drugs. We reviewed the development of clinical Hirudo aipponica Whitman therapy and pharmacological action of the leech therapy of cerebral vascular disease.

.

Key words: Hirudo aipponica Whitman   Hirudin   pharmaceutical action   chemical components

 

1 引言

 

1.1 简介

  水蛭,俗名蚂蝗,在内陆淡水水域内生长繁殖,是我国传统的特种药用水生动物,其干制品炮制后中医入药,具有治疗中风、高血压、清瘀、闭经、跌打损伤等功效。

1.2医用价值

古医书中记载有利用蚂蟥治疗多种疾病,谓其主逐恶血、瘀血、月闭、破血消积聚……”。医圣张仲景用其祛邪扶正,水蛭-中药材治疗瘀血水结之症,显示了其独特的疗效。可见水蛭的价值早已在古代就被发掘出来。近代国外也曾报导,用活水蛭进行放血疗法,治疗高血压及脑血管循环障碍,疗效较为显著。近年水蛭的药用价值越来越突出。其功效以破血逐瘀,通经六字为纲,主治病症皆与瘀血密切相关,如冠心病、脑血栓,血栓闭塞性脉管炎,血栓性静脉炎外伤性血肿,,高脂血症,颈动脉斑快形成等,均可以水蛭治疗。自50年代至今这半个世纪,国内外学者对水蛭药理研究的成果,充分证实了中医药学关于水蛭药用价值的科学性及其实用性。为今后广泛应用水蛭治疗各种血栓性病症提供了科学依据。

  水蛭

[性味]咸苦,平,有毒。

①<<本经>>"味咸,平。"

②<<别录>>"苦,微寒,有毒。"

[归经]入肝、膀胱经。

①<<纲目>>"肝经血分。"

②<<要药分剂>>"入肝、膀胱二经。"

[主治]月经闭止、腹痛、蓄血、损伤瘀血作痛、痈肿丹毒等症。

①<<本经>>主逐恶血、瘀血、月闭,破血瘕积聚,无子,利水道。

②<<别录>>堕胎。

③<<本草拾遗>>人患赤白游疹及痈肿毒肿,取十余枚令啖病处,取皮皱肉白,无不差也。

④<<本草衍义>>治伤折。

 

水蛭-中药材

 

 

2 化学成分

2.1 主要结构

水蛭主含蛋白质,其水解氨基酸含量达49.4%,水蛭的唾液中含一种抗凝血物质,即水蛭素。1884年有科学家首先发现新鲜医用水蛭的提取物中含有抗凝血物质。直到1955年德国学者Fmarkwardt及其同事从医用伞蛭的唾液中成功地分离出这种抗凝物质的纯品,而定名为水蛭素(Hirudin),并鉴定为一种氨基酸多肽。水蛭素是含65个氨基酸的多肽,分子量为7000左右,含3个二硫键,已分离鉴定7种异构体。水蛭素的二级和三级结构对其抗凝活性起决定性作用,二硫键是决定其分子结构的稳定性,保持高抗凝活性的关键。如果二硫桥键被氧化或还原,或子分子发生了蛋白降解,或失去酸性的一端氨基酸也会失去与凝血酶结合的能力。

   此外,从水蛭及其分泌的唾液中,还提取出肝素,抗血栓素以及一种组胺样物质等。水蛭中还含有多种化学元素,抗血栓素以及一种组胺样物质等。水蛭中还含有多种化学元素,氨基酸成分及蛋白质等营养成分。在80年代末期国内学者用高频电感耦合等离子体发射光谱法测定水蛭中镍、铁、锌、硒、钼、锰等28种元素含量,并研究出水蛭的抗癌、抑癌药理活性与锰、镁和锌含量较高有关。

2.2 有效成分

  西方也常用水蛭吸血来治疗某些疾病,从水蛭的唾液腺中已经提取出了多种活性成分,其中活性最显著并且被研究得最多的就是水蛭素,它对凝血酶有极强的抑制作用,是迄今为止发现的最强的凝血酶天然特地抑制剂。

 

                           3 药理作用

3.1抗凝作用的药理活性

  药理研究表明,水蛭素在目前提出世界公认的最强的凝血酶特效抑制剂,它与凝血酶结合后形成一种非共价复合物,这种复合物极其稳定,解离常数为10 -12 数量级,而且反应速度极快。水蛭素与凝血酶的亲和力极强,在很低的浓度下就能中和凝血酶。试验证明1μg水蛭素可以中和5μg凝血酶,相当于摩尔数比为1:1

  水蛭素不仅能阻止纤维蛋白原凝固,也能阻止凝血酶催化 的进一步的血瘀反应。如凝血因子的活化及凝血酶诱导的血小板反应等均能被水蛭素抑制,且随着水蛭浓度的增加,血凝过程会被推迟或完全阻止。水蛭素对由凝血酶诱导的其它细胞的非凝血现象也有作用。近代研究表明,凝血酶是调节多种细胞功能的活化剂,比如对成纤维细胞和脾细胞和神经细胞的前列腺素合成,单核细胞的趋化性及平滑肌的收缩性等都有影响。当凝血酶与水蛭素结合后,则失去与这些细胞作用能力。

3.2抗血栓作用

血管内血栓的形成,虽有多种原因,但最根本的过程,还是凝血酶引起的凝血作用。80年代后期,我国研究人员李凡等对水蛭素的溶栓作用进行了实验研究,结果表明了水蛭素有抑制大鼠由ADP诱导的血小板凝集作用,其抑制率随药物浓度的增高而提高,同时对实验性血栓形成有明显的抑制作用,对溶解酶所致的实验性静脉血栓有溶栓作用。水蛭水煎浓缩提取物能明显降低全血比粘度和血桨比粘度。

  水蛭有直接溶解血栓的作用,尤其对弥漫性血管内凝血(DIC)作用显著。日本学者松田春秋以水蛭等药材的70%乙醇提取物分别进行了体内、体外试验,其试验结果的:分别采取凝血酶在大鼠体内诱导的DIC(弥漫性血管凝血)和用内毒素在兔和猪体内诱发的DIC,同时静滴肾上腺素及凝血酶在狗体内诱发的DIC;同时用2030ng/ml浓度的水蛭素,则能抑制各种DIC的形成。而当采用体外试验时发现水蛭具有活化纤溶系作用。由此说明,水蛭与植物性中药、如丹皮、赤勺等抗血栓形成的药理作用不同,其作用不是预防血栓形成,而是直接溶栓。

  水蛭对实验性高脂血症家兔的胆固醇,甘油三脂均有明显的降脂作用。研究人员取家兔随机分为造型组、预防组、治疗组3组,各组每日加喂胆固醇(每只8g),预防组每日喂服水蛭粉1g/只,治疗组则在造型结束后投药。经治疗6周后,将家兔全部处死,立即割检,从主动脉起始部到髂总动脉,取出整条主动脉,剥离外膜,剖开,平铺于福尔马林中固定,苏丹染色,采用九宫格法分别计算每条主动脉动的As斑块面积占主动脉或冠状动脉总面积的百分数,然后石蜡切片,HE染色镜检,试验结果是:预防组对TC(血清总胆固醇)TG(甘油三脂)的升高有明显的抑制作用。高脂血症家兔造型组(喂含胆固醇)和预防组(喂饲胆固醇同时加服水蛭粉)AS病理变化差别显著(P<0.01)试验结果还证明治疗组通过用水蛭治疗,血清总胆固醇和甘油三脂下降非常显著(P<0.01),水蛭对主动脉粥样硬化斑块有明显的消退作用,实验发现斑块内胶原纤维增生,胆固醇结晶减少,说明水蛭对防止动脉粥样硬化有潜在的应用价值

3.4 抗肿瘤作用              

我国学者姜延良对水蛭进行了抗肿瘤试验,体外用伊红法表明水蛭素对肿瘤细胞有抑制作用。体外实验对小鼠肝癌细胞生长有一定抑制作用。其药理机制为水蛭有抗高凝作用。有利于抗癌药理活性物质(如锰、镁、锌等元素)及免疫活性细胞侵入癌组织而杀伤癌细胞

3.5对脑血肿,皮下血肿作用

国内研究人员尹宝光等运用人工造成家兔中脑部实质血肿和背部侧皮下血肿,治疗组每日耳静脉注入水蛭注射液2ml/μg,对照组则治以生理盐水1ml/μg,连续7d处死动物后,分别测定脑血肿,炎细胞浸润及脑组织变性坏死面积并进行统计学处理,结果证明,给药组明显促进脑血肿吸收,减轻周围脑组织炎症反应及水肿,缓解颅内压增高,并改善出血水肿局部血液循环,保护脑组织免遭破坏,有利于神经功能恢复和皮下组织功能恢复等作用。两组差别有显著性意义(P<0.01)

水蛭有增加心肌营养性血流量作用,对组织缺血缺氧有保护作用。水蛭素有对抗垂体后叶素引起的家兔冠状动脉痉挛对心肌缺血有显著的保护作用,水蛭还有扩张毛细血管,改善微循环,增加肾脏血流量等药理特点

 

4 水蛭素的药代动力学

  水蛭素的药代动力学水蛭的抗凝抗栓作用,取决于其在血液中的浓度。以抗栓药理作用为例:对于不同的试验模型,抗栓的有效剂量和血浓度也不一样。如大鼠静脉血栓所需的血浓度是肝素的二十分之一,而DIC(弥漫性血管内凝血),仅是肝素的五十分之一。因为静脉血栓形成的过程中,主要的血浆凝固因子被活化,导致凝血酶的形成,而水蛭素是最强的凝血酶抑制剂。而治疗动脉血栓则需要较高的浓度。其浓度比是治疗静脉血栓的5倍,动物实验中发现,大鼠由静脉滴入水蛭素,血浆浓度达到4.3AT-u/me,则能完全抑制静脉血栓的形成。而要完全抑制动脉血栓的形成,则需要按照200AT-u/kg给药60min

  测定其血浓度的方法,主要通过测定血液凝固时间或用底质发色的方法,求出它与过量的凝血酶反应后,残存的凝血酶量。 给狗、兔和大鼠静脉滴注水蛭素,其消除数率是相当快的。消除半衰期为1h左右。在体内水蛭素公布于细胞外的空间,通过肾小球过滤,以活性形式排出,未经代谢,不与机体结合 [1]

 

5 作用机制讨论

  水蛭素是最用最强的凝血酶特异性抑制剂,它通过和凝血酶直接结合而发挥抗凝血作用。凝血酶专一性地水解蛋白原上的Agr-Gly键,使之转变成纤维蛋白,纤维蛋白相互作用进一步形成血栓。水蛭的两个结构域通过不同的机制分别与凝血酶相互作用,抑制其活性。C端长链通过和凝血酶的纤维蛋白原识别部位结合。拮抗凝血酶对纤维蛋白原的识别;而水蛭素的N末端核心结构域通过和凝血酶的活性部位结合而抑制它的催化活性

  诱导血管内血栓形成虽有多种因素,但凝血酶诱发的血液凝固是血栓形成的主要触发机理,由于水蛭素能有效的抑制游离的和凝血块上的凝血酶,可防止各类血栓的形成以及延伸。

     6 结构与功能关系

  6.1化学合成水蛭素肽片段的研究

  美国科学家合成了水蛭素羧端的一系列肽片段,,长度从821和氨基酸残基不等,分别测定这些肽片段对凝血酶的抑制活性以及与凝血酶的结合能力,发现羧端10氨基酸肽片段,对于结合能力和抗凝血是最小片段,54—65多肽片段可与凝血酶结合形成复合物,而57—65多肽片段却不能。在水蛭素与凝血酶的相互作用中,第56位芳香族氨基酸(Phe)是很重要的,如果把56—65多肽片段中的Phe和换成D-PheGlu或者Leu时,它的抗凝血活力就会受损,圆二色谱测定表明,羧端肽片段与凝血酶的结合,引起酶的构象变化,其构象变化可能是导致凝血酶活力受损的原因。

6.2肽链缩短对水蛭素活性的影响

  经研究发现,羧端缩短了三个氨基酸残基的水蛭素与凝血酶的作用,其抑制常数增加了15—20倍,用滴定法滴定进一步证明,缩短6或八个羧端氨基酸,将大大降低水蛭素的抑制活力,失去9个以上氨基酸的水蛭素几乎失去全部抑制活力,很明显,水蛭素的羧端氨基酸对其抑制活力有着重要影响,根据以上结果推测,水蛭素与凝血酶之间形成紧密复合物,要求羧端氨基酸与反应位点之间有适当的距离,而羧端的羧端会导致水蛭素分子构型的改变,导致蛋白酶和抑制剂之间的相互作用减弱,另外,羧端第63位络氨酸残基的去硫化对水蛭素的抑制活力有影响,其结果与羧端缩短了三个氨基酸的水蛭素的效应相同,但是,全部去硫酸化的水蛭素仍保持着最初活性的45%,这种硫酸化的功能目前尚不清楚,可能涉及到与凝血酶的直接作用。

6.3水蛭素与凝血酶的作用方式

  水蛭素与凝血酶相互作用的研究发现,水蛭素的二硫桥的氧化或还原,蛋白水解酶的降解作用,重要氨基酸的突变,都会引起水蛭素分子二级和三级结构的改变,严重影响水蛭素抗凝血活性,,为阐明水蛭素与凝血酶相互作用的机理,除了解水蛭素分子的结构特点外,还必须知道凝血酶的性质,,它的哪些部位与水蛭素发生反应。目前认为,凝血酶是由三个功能截然不同的区域组成,即所谓原发特性口袋,凝血酶的催化位点在此;非极性的结合位点和阴离子结合区域,它负责与纤维蛋白原的相互作用,那么水蛭素与凝血酶之间是如何相互作用的呢?研究表明,被二硫桥所稳定的水蛭素分子的氨基末端与酶的非极性结合位点有关系,其中的二氨基吖啶被水蛭素取代,水蛭素分子的羧端则结合到酶的阴离子结合部位,被认为是水蛭素的反应位点的碱性侧链,但是,水蛭素不同于其他已知的丝氨酸蛋白酶抑制剂蛋白,凝血酶并非强烈的依赖于抑制剂蛋白的这一假定的反应位点,可能还有独立于反应位点的其它识别结合位点,水蛭素与凝血酶特异的相互作用的更详细的区域有待于进一步深入研究。

 

7 结论

水蛭在我国自古以来均有重要的药用价值,中外医学都有应用水蛭的古老传统。我国古代即有利用水蛭吮吸脓血的特性来治疗体表疾病,故名医蛭2000多年前的<<神农本草径>>就明确记载水蛭主逐恶血、瘀血、月闭、破血瘕积聚,利水道。汉代张仲景首先将水蛭用于临床,立抵当汤,大黄丸破血逐瘀,治疗各种瘀血顽疾。近代国外也曾报导,用活水蛭进行放血疗法,法疗高血压及脑血管循环障碍,收到明显疗效。近年水蛭的药用价值越来越突出。其功效以破血逐瘀,通经六字为纲,主治病症皆与瘀血密切相关,如冠心病、脑血栓形成,血栓闭塞性脉管炎,血栓性静脉炎外伤性血肿,视网膜中央静脉栓塞,高脂血症,颈动脉斑快形成等,均可以水蛭解栓塞之功。自50年代至今这半个世纪,国内外学者对水蛭药理研究的成果,充分证实了中医药学关于水蛭药用价值的科学性及其实用性。为今后广泛应用水蛭治疗各种血栓性病症提供了科学依据。

 

 

 

 

 

 

 

 

参考文献

[1]  黄泰康.常用中药成分与管理手册[M].北京:中国医药科技出版社,1994(1):643.

[2] 羞少龙,闺珊珊,窦维华.水蛭注射液对大鼠脑缺血再灌注损伤神经细胞凋亡的影响

[3] 郑国玲.水蛭微粉对急性脑梗塞患者血液vWF,GMP140的影响[J].山东大学学报(医学版)200699.
[4] 李秀珍.水蛭提取液对实验性脑血肿周围组织热休克蛋白70与转移生长因子1表达的影响

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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