通窍活血汤防治卒中后认知障碍作用机制研究进展*

姚慧芳，王璐，蔚懿，关运祥，钱仁义

1.河南中医药大学第一临床医学院，河南 郑州 450046；

2.河南中医药大学第一附属医院，河南 郑州 450000

卒中后认知障碍(post-stroke cognitive impairment，PSCI)是由卒中事件所触发且持续到6个月时仍存在的以认知损害为特征的临床综合征，是血管性认知障碍(vascular cognitive impairment，VCI)重要亚型之一[1]，给卒中患者后期功能恢复、生活质量及心理健康造成了重大影响。最新研究显示，近30%的卒中患者会经历PSCI，我国已成为卒中疾病负担最重、发病风险最高的国家[2-3]。但与其他血管因素导致的认知障碍相比，PSCI具有可预防性及可治疗性[4]。当前，治疗PSCI的药物主要包括非竞争性N-甲基-D-天冬氨酸受体阻断剂、胆碱酯酶抑制剂及其他药物，用于改善认知失调。但单纯使用西药的临床疗效存在一定局限性，需进一步挖掘多途径、多环节、多机制的综合治疗方法。

PSCI可归属于中医“痴呆”“善忘”“呆病”“健忘”范畴，多发于中风之后，病位在脑，精气亏虚是其本，风、瘀、痰是其标，瘀血贯穿本病始终，为本虚标实之证。通窍活血汤作为经典的益气活血通窍剂，出自清代医家王清任《医林改错》。近年来，中医药领域以基因、靶点、分子为切入点，开展了大量的通窍活血汤防治PSCI的基础和临床研究，其药理作用涉及改变血液流变学、减轻脑水肿、抑制氧化应激、抗炎、抑制神经凋亡与自噬、神经保护等方面。

1.1 改变血液流变学研究表明，高黏血症是认知障碍的一个高危因素，血液黏滞度异常可能是其发生机制。血液黏滞度升高触发的级联反应会加重脑缺血缺氧，造成大脑的学习记忆功能障碍[5-6]。血管、血液流变学相关危险因素(血脂异常、动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、冠心病、脑卒中等)是认知障碍的重要影响因子。赵伊君[7]研究表明，通窍活血汤可能通过降低血同型半脱氨酸(homocysteine，HCY)及炎症相关因子水平，改善痴呆患者认知障碍及临床症状。王文生等[8]研究结果提示，通窍活血汤联合康复治疗可增加大脑中动脉MCA、前动脉ACA、后动脉PCA平均动脉血流速度，改善脑血流量及脑灌注。葛朝亮等[6]研究发现，通窍活血汤能够通过降低红细胞聚集指数改变病态下血液流变学，显著提升大鼠的学习和记忆能力。

血液高凝状态、血栓形成等相关因素导致的凝血纤溶系统变化是脑缺血的重要发病机制之一。正常生理状态下，凝血纤溶系统处于动态平衡，卒中发生后，凝血纤溶系统的动态平衡被破坏，造成内源性纤溶功能下降，诱发血栓形成。有研究显示，通窍活血汤具有调节机体凝血纤溶系统平衡、降低全血黏度及红细胞聚集指数、改善血液流变的作用，且可能与调节血浆6-keto-PGF1α机制相关，并指出通窍活血汤多种化学成分均具有降低凝血因子、凝血酶活性以及抗血小板聚集、抗血栓的作用[6]。马清泉[9]研究显示，通窍活血汤可增加患者颈动脉直流速度及直流量，降低D-二聚体、纤维蛋白原水平，缩短血浆凝血酶时间，改变凝血指标及血液流变学。另一项研究发现，通窍活血汤可通过影响凝血酶、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、肾上腺素等复合血栓诱导剂的功能，影响内源性纤溶功能，抗脑血栓形成[10]。

1.2 清除自由基，减轻氧化应激氧化应激是自由基和抗氧化剂之间不平衡的状态，贯穿脑梗死发病的始终，也是PSCI发病机制的主要影响因素。脑卒中造成的缺血、缺氧及再灌注损伤会触发氧化应激反应，产生大量的氧自由基(活性氧、一氧化氮、内皮素、过氧化脂质)等中间产物，对脑组织造成氧化损伤，加重认知功能障碍的程度。葛朝亮等[11]研究发现，通窍活血汤可显著降低痴呆大鼠脑皮质(一氧化氮、过氧化脂质、内皮素-1)氧自由基含量，改善脑代谢，提高脑细胞对氧气和糖类等营养物质的利用率，促进认知功能的恢复，且与给药剂量存在明显的相关性。

活性氧(reactive oxygen species，ROS)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)等氧化应激指标可反映机体氧化应激损伤程度[12-15]。其中，ROS是清除自由基特异性酶，具有清除自由基、防止细胞核氧化、裂解、减轻氧化应激损伤的作用[16]。GSH-Px 作为机体关键的抗氧化酶，可通过特异性催化GSH(还原型谷胱甘肽)还原过氧化氢反应，清除氧自由基[17]。沈文红[18]通过临床观察发现，通窍活血汤可改善患者ROS和过氧化脂质活性，减轻机体氧化应激损伤，改善患者认知能力。王爱丽等[17]研究表明，通窍活血汤辅助治疗可增加ROS、GSH-Px、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α)水平，降低MDA、神经生长因子(nerve growth factor，NGF)、HCY水平，降低机体氧化应激损伤，抑制基质细胞的过度增生，修复损伤的神经元。Wang等[10]研究发现，通窍活血汤可不同程度地抑制大鼠脑组织内MDA等脂质过氧化物，提高ROS的活性，保护脑组织免受氧化应激及脂质过氧化反应造成的病理性损伤。也有研究表明，通窍活血汤可能会通过降低痴呆大鼠神经元中Ca2+浓度，缓解由此触发的多种异常酶促反应，如氧化应激、炎症反应等，减少不可逆性死亡的细胞数量，从而改善血管性痴呆(vascular dementia，VD)大鼠的认知功能[19]。

1.3 调节炎症反应机制炎症反应是神经功能缺损重要机制，贯穿卒中始终。炎症因子被释放，介导炎症反应，触发炎症级联反应损伤，贯穿PSCI的始终。脑缺血缺氧时，会激活白细胞介素-6 (interleukin-6，IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、高敏C-反应蛋白 (High-sensitive-CRP，hs-CRP)、IL-1 等细胞炎性因子，进而诱发神经炎症，加剧神经损伤与凋亡，进一步损害认知功能。有学者研究表明，通窍活血汤可降低TNF-α、IL-1、IL-6、IL-10等炎性指标，抑制炎症级联反应，促进脑部循环，改善或延缓PSCI进展[20-21]。刘昌亚等[22]研究发现，早期运用通窍活血汤可降低IL-1β、血清细胞黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)等炎症因子水平，一定程度上减轻早期脑损伤，抑制各种炎症反应，改善认知障碍患者预后。赵伊君[7]发现，通窍活血汤可改善VD患者临床症状，促进日常生活能力的提升，可能与降低炎症因子及血清HCY水平相关。

1.4 改善胆碱能系统功能中枢胆碱能通路在学习记忆通路构建中起着关键作用，中枢胆碱能系统损伤与失调是造成学习与记忆障碍的重要因素，其中乙酰胆碱(acetylcholine，Ach)是中枢神经递质的主要成分。Ach是上行网状激动系统的关键部位，可维系大脑皮质觉醒状态，其中海马区及大脑皮层乙酰胆碱神经递质的缺失会导致记忆及空间的认知障碍。胆碱乙酰转移酶抗体(choline acetyltransferase，ChAT)和乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AchE)是信号传导通路的重要媒介，对维持Ach含量发挥着重要的作用。认知功能障碍会降低ChAT、AchE活性，影响Ach合成、释放、摄取，引起脑功能紊乱[23]。葛朝亮等[24]研究发现，通窍活血汤可显著增加拟VD大鼠脑皮质Ach含量，提升大鼠学习记忆能力，临床效果与给药剂量、时间呈正相关。王鑫铭等[25]指出，通窍活血汤可降低大脑皮层AchE钙离子的表达水平，提高ChAT表达水平，从而发挥缓解神经细胞损伤的作用。

1.5 调节神经凋亡与自噬神经凋亡是卒中后神经功能缺失的主要机制之一，是卒中后神经功能进行性恶化最直接的因素，给卒中患者生存周期及生活质量带来严重负面影响。脑缺血、缺氧、低灌注及再灌注损伤所导致的级联反应，加剧了神经自噬与凋亡，给大脑结构功能造成二次损害。杜勇等[26]研究表明，通窍活血汤可通过升高B细胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)蛋白表达水平，降低cleaved半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3，caspase-3)抑制细胞凋亡。崔娜等[27]研究发现，通窍活血汤辅助治疗可降低S100β、神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE)，提高BDNF水平，改善脑循环、代谢，加速侧支循环的形成，提高脑组织内三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate，ATP)酶活性，逆转脑细胞凋亡，促进神经细胞修复。

自噬是机体一种防御机制，贯穿PSCI的发生、发展过程，具有维持细胞内环境稳定、清除细胞废器物、生长分化和结构重塑之功。Beclin-1是调控细胞自噬的关键基因，在自噬启动过程中起正调控作用[28]，且可调节细胞自噬与凋亡之间的平衡。LC3可视为自噬体的标志性分子[29]，其表达量可以反映自噬体和溶酶体的数量。自噬能有效降低细胞内LC3I的表达水平，增高LC3II的表达，且通过二者关系可对细胞自噬是被抑制还是被诱导做出初步判断。吴玉芬等[30]研究表明，通窍活血汤可减少自噬蛋白LC3及Beclin-1的表达，抑制神经细胞坏死、凋亡，调节自噬与凋亡之间的平衡，从而促进患者认知功能恢复。

1.6 神经保护谷氨酸(glutamic acid，Glu)兴奋性毒性是神经缺损的重要机制之一。卒中发生后，Glu在突触间隙大量堆积引起的级联反应，加剧了神经元损伤和神经功能障碍。有学者研究表明，通窍活血汤可降低大鼠血清NO、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)及Glu诱导的活性氧含量，增强PC12细胞活性，拮抗Glu诱导细胞损伤导致的兴奋性毒性，避免神经受损[10，31]。张立娟等[32]发现，通窍活血汤能通过升高大鼠脑组织谷氨酸转运体-1(glialglutamatetransporter-1，GLT-1)、 胶质纤维状酸性蛋白(glial fibrillary acidic proteins，GFAPs)表达水平，降低Glu含量，调节星胶质细胞Glu-Gln循环，拮抗Glu神经毒性，改善神经损伤。

脑源性神经生长因子(brain-derived neuotrophyic factor，BDNF)参与神经细胞及神经元生长修复、神经功能发育过程。突触素1(Synaptophysin1，SYN1)是突触囊泡膜的关键磷酸蛋白，其磷酸化过程与突触数量、突触连接、突触传导呈正相关，可促进神经功能恢复[33]；
且SYN1是BDNF酪氨酸激酶(Trk)级联反应下游效应因子，BDNF可促进SYN1磷酸化，刺激Glu表达量增加，调节突触可塑性[34-35]。有学者研究发现，通窍活血汤对海马区BDNF、SYN1表达量能提升具有促进作用，可促进神经细胞及神经元修复，改善神经功能及认知功能[27，36]。

1.7 调节突触可塑性突触通过效应器细胞与神经元之间或两个神经元之间的相互连接来传递神经冲动。突触受损会导致多个功能通路发生障碍，加重记忆、认知功能障碍，故调节海马区突触可塑性在治疗脑PSCI、PD、AD等神经退行性病变方面有着重要作用[37]。

BDNF是一类分泌性蛋白，可调节神经系统的可塑性，与突触活动密切相关[38]。星胶质细胞控制胞外Glu含量，在调节神经递质、神经胶质稳态、突触重构、神经细胞再生、拮抗神经毒性等方面发挥着重要作用[39]。孙新亭等[40]研究表明，通窍活血汤可通过提升大鼠海马区BDNF的表达，提高海马区神经可塑性，促进突触分化，增强突触功能，从而改善大鼠记忆及认知功能。韦冰心等[41]研究初步表明，通窍活血汤可通过减少神经元丢失率，进而促进大鼠学习记忆及认知功能恢复，可能与调节神经可塑性、促进突触重构有关。舒内华等[36]研究发现，通窍活血汤可增加大鼠海马CA1内BDNF、SYN1蛋白表达水平，促进海马CA1区重构，提升突触可塑性，促进神经功能恢复和突触重塑。

1.8 调节肠道菌群肠道菌群与中枢神经系统有着密切的关系，肠道作为人第二大脑自然参与了缺血性脑卒中的病理过程，脑卒中后的炎症反应和肠道微生物有着紧密的关系[42-43]。肠道菌群对T淋巴细胞亚群和分泌的相关细胞因子具有重要的调节作用，T细胞亚群的Treg细胞可分泌IL-10及 IL-17。相关文献表明，IL-17是脑卒中后炎症反应的重要致炎因子，可增加脑梗死体积[44]。也有研究表明，IL-104 含量的增加可以降低卒中神经功能评分和脑梗死体积[45]。Zhang等[46]研究表明，通窍活血汤可增加Treg细胞的表达，增加双歧杆菌，通过调节肠道菌群紊乱及其诱发的炎症反应以及改善肠上皮屏障功能等减轻卒中后反应。

表1 通窍活血汤作用机制

续表1 通窍活血汤作用机制

2.1 赤芍赤芍系毛茛科植物赤芍干燥根，有清肝凉血、活血止痛之功，化学成分主要为黄酮类、萜类及苷、鞣质、多糖、挥发油、甾体类等，有效成分主要为赤芍总苷。现代药理研究发现，赤芍药理涉及改变血液流变学、抗血栓、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗斑降脂等多方面。对D-gal诱导衰老大鼠用不同剂量赤芍总苷灌胃30 d后，发现可抑制AR活性，增强SOD活性，降低AGEs、MDA含量，这可能与抑制糖基化-氧化应激反应，清除自由基及代谢产物，减轻氧化应激反应有关[47]。另一项研究发现，不同剂量芍药苷灌胃治疗ApoE-/-小鼠12周后，均能降低血脂相关指标(总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇等)，减少主动脉斑块面积[48]。杨志强[49]研究发现，一定浓度的赤芍提取物可抑制小鼠细胞脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)介导的 TNF-α 的释放，减轻细胞毒性，发挥神经保护作用。

2.2 桃仁桃仁为蔷薇科樱桃属植物的干燥果实，有活血化瘀、润肠通便的之功，化学成分为氰苷类、黄酮类、甾醇类、多糖类、脂肪酸类、氨基酸、蛋白质、挥发油等，主要有效成分为苦杏仁苷、野樱苷等氰苷类。现代研究发现，桃仁有抗炎、减轻氧化应激、抗凝、抗血栓、调节胆碱系统功能、抗肿瘤、神经保护等作用。方美善等[50]用不同浓度的桃仁提取物灌胃治疗痴呆小鼠10 d后，发现小鼠脑内SOD、GSH-Px 活性提高，MDA含量降低，这可能与减轻氧化应激这一机制有关。金慧玲等[51]研究发现，桃仁提取物可降低痴呆小鼠脑内AchE活性，升高Ach含量，调节神经胆碱系统功能，改善小鼠记忆障碍。

2.3 红花红花系菊科植物干燥花，有活血化瘀，通经止痛之功，化学成分为黄酮类、生物碱类、聚炔类等，主要活性成分为红花黄色素、红花多糖等。现代药理研究发现，红花有改善血液流变学、抗凝、抗血栓、抑制氧化应激、抗炎、降脂等作用。叶斌等[52]临床发现，红花黄色素可降低卒中患者全血黏度、红细胞聚集指数及红细胞变形指数等血液流变学指标，增加患者血管平均血流速度，改善患者微循环，促进患者神经功能恢复。另一项研究用红花提取物对细胞进行处理后，发现红花黄色素、红花多糖可通过抑制环氧合酶(cyclooxygenase，COX2)、一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)表达，减少NO、PGE2、 IL-1β等炎症因子的释放，发挥抗炎作用[53]。

2.4 麝香麝香系鹿科动物麝类雄体香囊中的干燥分泌物，具有开窍醒神、活血通经止痛之功，化学成分为甾体类、大环酮类、多肽蛋白质类化合物等，主要有效成分为麝香酮。现代药理研究发现，麝香有改善循环、抗炎、抗凝、抗氧化、抗痴呆、神经保护、增强子宫收缩、抗肿瘤等药理作用。马伟[54]研究发现，以不同浓度麝香溶液处理肺腺癌细胞株后，可降低肺腺癌细胞株的存活率，促进其凋亡，临床效果与药物剂量呈正相关。董智强等[55]临床研究发现，复方麝香注射液辅助治疗可显著降低卒中患者血液流变学指标(血清黏度、全血低切黏度、全血高切黏度、全血红细胞压积)及炎症因子(TNF-α、IL-6、MMP-9)，改善患者神经功能。

2.5 川芎川芎系伞形科藁本属植物川芎的干燥根茎，可活血行气、祛风止痛，化学成分为生物碱、苯酞、多糖、挥发油、有机酸酚、神经酰胺及脑苷脂等，主要有效成分为川芎嗪、阿魏酸。现代药理研究发现，川芎有抗炎、抗凝、抗血小板聚集、改善循环、神经保护、抗肿瘤等多种药理作用。研究发现，不同剂量的川芎挥发油可降低VCI小鼠脑皮质内AchE、MAO及TNF-α、NO炎症因子含量，增强SOD活性，发挥神经保护作用，减轻神经损伤，改善认知障碍[56]。卓晨琳等[57]研究发现，阿魏酸可抑制小胶质细胞的过度激活，有抗炎、抗氧化应激之功，可改善学习记忆功。

2.6 大枣大枣系鼠李科植物枣的干燥成熟果实，具有补中益气、养血安神功效，化学成分为糖类、有机酸、蛋白质、生物碱等，主要有效成分为大枣多糖。大枣的相关现代药理研究多集中在大枣多糖方面，其药理作用涉及抗炎、抗氧化、护肝降脂、抗肿瘤、增强免疫等。Ji等[58]体外实验研究发现，大枣多糖可降低TNF、IL-6等细胞炎性因子，发挥抗炎作用。另有研究发现，大枣多糖可降低体内羟基自由基、H2O2、超氧阴离子水平，发挥抗氧化、清除自由基作用，且呈剂量-效应关系[59-60]。

2.7 葱白葱白系百合花科植物香葱近根部鳞茎，具有解表通阳之功，主要化学成分为多糖、维生素、胡萝卜素、大蒜辣素、亚油酸等，主要有效成分为黄酮类、皂苷、甾体等葱白提取物。现代药理研究发现其有抗氧化、改变血液流变学、抗菌、抑制细胞凋亡、提高线粒体活性、降脂等作用。邵延萱等[61]研究发现，葱白提取物可下调大鼠脑皮质内Caspase-3表达，上调Livin表达，增加脑血流量，促进侧支循环建立，改善大鼠学习记忆功能。齐献忠等[62]研究发现，不同剂量的葱白提取物可降低LDH活性、CAI2、Cleaved-caspase3表达，增强SOD活性，减少细胞凋亡数量，减轻氧化应激，从而发挥神经保护作用。β-谷甾醇是葱白提取物的一种有效成分，现代研究发现其可通过抗氧化、抗炎、抑制炎性因子分泌等多种机制，直接或间接影响脑组织中关键物质的合成，增强学习记忆能力[63]。

2.8 生姜生姜系姜科植物姜的新鲜根茎，可解表散寒、温中止呕止咳，主要化学成分为挥发油、二苯基庚烷、姜辣素等。现代研究发现，生姜有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、降血脂、止呕、抗溃疡等多种药理作用。张旭等[64]动物实验发现，一定浓度的生姜提取液可降低小鼠血管通透性，具有镇痛抗炎作用。另一项体外实验研究发现，生姜提取物可提高大鼠体内GSH-Px、SOD、CAT、T-AOC表达，降低AST、ALT、LDH及MDA含量，减轻氧化应激造成的损伤[65-66]。

通窍活血汤由赤芍、桃仁、红花、麝香、川芎、大枣、葱白、生姜8味药材组成，是经典的益气活血剂，出自《医林改错》，具有开窍醒神、活血通络之功。PSCI可归属于中医“痴呆”“善忘”“呆病”“健忘”范畴，多发于中风之后，病位在脑，精气亏虚为本，风、瘀、痰为其标，多与瘀血有关。现代药理研究表明，通窍活血汤具有抗炎、抗氧化应激、改变血液流变学、调节神经胆碱功能、抑制神经自噬与凋亡、神经保护、改善神经可塑性和突触重构、调节肠道菌群等作用。中医药基于辨证论治及未病先防理论，以多成分、多靶点为切入点，探讨中医药在VCI治疗中作用，以期早期识别、管理、干预从而延缓甚至阻止认知障碍的发生发展。现阶段对中医药防治PSCI的相关研究较少，对通窍活血汤防治PSCI机制及疗效探讨以单药药理研究居多，对于中药复方及有效成分靶点与疾病靶点相互作用机制的研究相对较少。除此之外，现代研究表明通窍活血汤防治PSCI的机制可能与HIF-1信号通路、VEGF信号通路、TNF信号通路、NF-κB信号通路、补体和凝血级联等通路相关。综上所述，将通窍活血汤治疗PSCI的相关研究聚焦于多分子、多通道、多靶点不失为一条新的研究思路，但拘于中药加减的灵活性、成分的复杂性以及靶点的多样性，难以阐明其作用机制全过程，这也为今后中医药防治PSCI的临床及实验研究提供了新方向。