1,6-二磷酸果糖的药理作用研究进展

黄物研究

The

medicinestudy

Chinese

中国民族民间医药

joul'nal

ofethnomedicineandethnopharmacy

1,6一二磷酸果糖的药理作用研究进展

王忠全

华中科技大学同济医学院附属荆州医院。湖北荆州434020

【摘要】:1,6一二磷酸果糖(FDP)是一种临床常用药品,研究表明FI)P能稳定细胞膜,改善血液流变学参数,降低血液黏度,改善微循环,增加缺血组织对氧的利用,改善组织缺氧等作用。本文对近年来FDP的药理作用的研究进展作一综述。

【关键词】:1,6一二磷酸果糖;药理作用【中图分类号】R285

【文献标识码】A

【文章编号】1007—851712009J

15-0001—02

l,6一二磷酸果糖(FDP)是细胞内天然存在的一种化合物,是细胞在糖酵解途径中产生的一个重要中间产物.在细胞中通过调节糖代谢中若干酶的活性产生药理作用。FDP为缺氧的组织细胞提供了能量来源。可保护心肌细胞、血管内皮细胞、肝细胞、肾脏、大脑、肺和小肠等免受缺

氧的损害,还可以有效地防止某些化学物质和药物引起的

与基线(切断冠脉血流前的数据)相比,在0。1。5和lOmin的再灌注后增加显著。而在实验组另8例接受FDP治疗者的肌苷、次黄嘌呤和尿嘧啶的量在5min的再灌注后就恢复到基线。与对照组相比,肌苷和次黄嘌呤的浓度在FDP治疗组显著下降。在对照组,尿嘧啶的浓度在l和5rain显著升高。而FDP治疗组却无变化。这些研究提示.心肌缺血时,FDP对心肌有保护作用。血样中次黄嘌呤浓度升高,说明ATP不足,心肌细胞不能利用核苷合成核苷酸,而分解为碱基。由于ATP不足,细胞不能将肌苷转变为肌酸后再转变为磷酸肌酸,导致肌苷浓度升高。在缺血和低氧时。外源性FDP可经糖酵解途径产生ATP供细胞合成高能磷酸化合物,减少分解代谢。”2对心脏的解毒作用

据Angel等151实验证实.在给狗静脉滴注夹竹桃提取物40ng・kg—l后。所有的狗都发生心律失常。但在给予夹竹桃提取物后便立刻静脉滴注FDP50mg・kgq的实验组6只狗的心律均在100min内恢复正常。对照组在给予夹竹桃提取物后,立刻静脉滴注10%葡萄糖注射液50mg・kg一。没有一只狗恢复到窦性心律,其中1只狗因室颤死亡。FDP组狗血钾保持不变。对照组狗伴有显著高血钾。FDP组狗的心排血量保持在较高水平.保持了正常的动脉压。对照组狗的心排血量下降,动脉压显著降低。对夹竹桃提取物中毒的心肌细胞膜进行的研究证实.夹竹桃提取物可抑制Na+一K+ATP酶活性。但给予500斗mol・L-1的FDP可恢复心肌细胞膜上的Na+一K+ATP酶活性。FDP有效地防止了高血钾。纠正了心律失常和体内血管的动力学功能失常。FDP对洋地黄的毒性有解毒作用。有报道,FDP对洋地黄中毒

的心脏的解毒作用,是通过防止心肌细胞内钾的外流.促

心肌中毒和其他组织器官的中毒【Il。外源性l,6一二磷酸果糖可作用于细胞膜,通过激活膜上的磷酸果糖酶。提高细胞内三磷酸腺苷和磷酸肌酸的浓度、促进钾离子内流、

增加红细胞内二磷酸甘油酸的含量、抑制氧自由基的产生

和组胺释放等多种药理作用IZl。FDP的临床使用较为普遍.现将其药理作用和临床应用综述如下。l对,厶肌的作用

心肌在缺血和低氧时,糖代谢的有氧氧化途径受阻,主要经糖酵解途径产生三磷腺苷(ATP),为心肌提供能量。糖酵解的产物一乳酸的堆积,导致细胞pH降低,又通过负反馈机制,使磷酸果糖激酶(PFK)活性下降。PFK活性下降。内源性FDP生成减少。即l一磷酸果糖转变为FDP减少。进一步阻碍经糖酵解途径的ATP产生。造成心肌受损

甚至死亡。在心肌缺血低氧情况下,给予外源性FDP作为

底物,经糖酵解途径产生ATP,为心肌提供能量。而外源

性FDP进入无氧酵解途径后.可免受乳酸堆积造成PFK活

性减低的影响,补充内源性FDP的不足。保证糖酵解途径

通畅。FDP调节PFK活性,经反馈机制激活PFK,增强丙

酮酸激酶活性,使糖酵解途径顺利进行。为心肌提供能量。有益于缺血心肌的康复和预防缺血性心律失常发生伪。Gal等㈨报道了对2组16例冠脉搭桥术患者在术前和再灌注

后不同的时间点采集的主动脉及冠状动脉窭的血样中的核

苷酸分解代谢产物的含量,对照组8例。给予5%葡萄糖注射液,其血液样品经高效液相色谱法(HPLC)分析显示:随着再灌注的进行,肌苷、次黄嘌呤和尿嘧啶释放增加,

进钾的内流,来改变心肌内低钾诱导的心律失常的危险性。FDP可以逆转在使用一些化学物质时产生的细胞毒作用。

Hutcheson等fq报道,FDP可以纠正器官移植时使用免疫

万方数据

中国民族民间医药

菊物研究

Themedicine

Chinesejoumalofethnomedicineandethnopharmaey

study

抑制药环孢素(CsA)所致的细胞毒作用。实验表明:在10—10001LLmol・L。CsA浓度下。显著影响心肌细胞Ca2+-ATP

酶和一氧化碳合成酶的活性。而使用1000斗mol-L。浓度FDP。能完全纠正CsA对大鼠心肌细胞上述两种酶活性的

抑制作用

3对肝损伤的保护作用

刘晓岩等川用CCl4所致的肝损伤模型来观察FDP对

慢性肝损伤的作用。用D一半乳糖(GaIN)和脂多糖(LPS)所致的小鼠肝损伤模型来评价FDP对急性肝损伤的作用。结果在CCl4所致的大鼠慢性肝损伤模型中,FDP(1-49.Kg-1.d一,ig)连续用药lO周,可明显降低血清中病理性升高的ALT、AST、1一GT、T—BIL和ALP的含量{,同时升高病理性降低的11P、ALB和T—CHO的水平:并明显降低肝组织中羟脯氨酸的含量:FDP4.09.Kg。1・d。1可明显减少肝硬化发生率和减轻肝组织病理改变。在GalN所致的小鼠急性肝损伤模型中,FDPI.O-4.09.Kg。・d。‘(ig,3d)显著降低血清中ALT和AST的水平(P<0.01)和肝系数,4.09.Kg一・d一可明显减轻肝细胞超微结构的病理性改变。在LPS所致的小鼠急性肝损伤模型中,FDP最大剂量(4.09。Kg。・d一,ig,12d)可明显降低血清中的ALT。本研究首次证明了长期口服FDP对CCl4所致的慢性肝损伤具有保护作用.同时证实了它对急性肝损伤的保护作用。提示口服FDP对不同原因引起的肝损伤有效。有可能作为口服肝保护药用于临床。4对肺损伤的拮抗作用

薛庆亮等181等研究内毒素(ET)致大耳白兔急性肺损伤(ATI)过程中的氧化应激反应;探讨FDP对氧化损伤的拮抗作用。方法:大耳白兔随机分为对照组(A组)、ET致伤组(B组)、ET致伤+FDP干预组(C组)。经静脉一次性注射ET复制兔ALI模型。各组分别于oh、0.5h、2h、4h及6h等不同时点测定呼吸频率、心律、血压、血气分析和血常规;于6h点处死动物,测定肺组织中脂质过氧化物

(LPO)的含量和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并行肺

组织病理学观察。结果:静注ET后.B组动物与A组相比较,出现呼吸频率和心律增快、血压和血氧分压降低、外周血自细胞(WBC)计数下降、肺组织LPO含量增高及SOD活性降低,肺组织出现明显的病理损害。C组动物肺损伤轻于B组,相应指标好于B组。结论:氧化应激反应能力的相对不足和氧化损伤在ALl发病过程中起了重要作

用;FDP可抑制氧化损伤、改善氧化应激反应能力。对ET

所致的兔ALI有一定拈抗作用。5对脑损伤的治疗作用

万方数据

薛丽等[91采用雄性SD大鼠90只,随机分为FDP治疗(F)组、脑缺血(I)组和假手术对照(C)组,每组30

只。I组和F组大鼠在凝断双侧椎动脉24h后夹闭双侧颈总

动脉.5rain后重新开放。制作全脑缺血模型。F组再灌注开始时静脉注射FDPI.5ml/kg。I组及C组分别静脉注射生理盐水1.5ml/kg。各组在再灌注后2、6、12、24、48、72h时取标本,制备脑组织病理切片,采用免疫组织化学染色方法测定P38蛋白和Ref-1蛋白的表达,TUNEL检测凋亡细胞数日。结果

与C组比较,I组凋亡细胞显著增多(P<

O.05);与C组比较,I组在再灌注后各时点p38蛋白、Ref-‘蛋自表达均显著增强(P<0.05),F组较C组表达增强

但较I组表达显著减弱(P<0.05)。结论FDP对全脑I—R损伤有保护作用.其机理可能与其参与细胞信号转导减弱

p38、Refa蛋白表达强度有关。

参考文献

f11

YangJ

Q.ZhouQX.Protectiveeffects

offructose一1.6-diphosphate

a-

gainstcerebralinjury

inducedbysubaeute

carbonmonoxideintoxicationinmice

[J].Acta

Pharmacol

Sin,2000,21(4):360—363.

【2】肖华凤,杨敏。潘尚仁.等.1,6一二磷酸果糖的体内过程研究Ⅲ.医药导报。2007。4(2):42-44.

f3】曹西南.杨远和._二磷酸果糖对心脏作用及机制研究进展【J】.医药导报。2004,23(4):246-247.【4J

GalJ.RiedelBJ.RothE.eta1.Effectoffructose-1,6-diphosphate

on

myocardialpufineand

pydmidinemetabolism

during

coronaryartery

by

pass

grafting

surgery[J].Orv

Hetil。2000,141(37):2021—2025.

f5】5AngelKM,MichealFP,ArIhllrSH.eta1.Fructose一1,6-diphosphate

inthetreatmentofoleandertoxicityindogs[J].VetHumanToxicol,1999,41

(I):9—15.[61

HutehesonAE,RaoM

R,OlindeK

D,et

a1.Myocardialtoxicity

of

cy-

closporinA:inhibitionofcalcium

ATPaseandnitricoxide

synthtmeactivities

and

attenuation

by

fructose-1.6-diphosphateinvitro[J].Res

Mo|Pathol

Pharmac01.1995.89(1):17—26.

【71LIU

Xia-yan,IJFeng-yun,CHI

Zhi-hong,eta1.Protectiveeffectsoforalfructose--I,6-diphosphate

on

liver

injuryinamimal

mondels[J1.Journal

ofChi一

∞∞PharmaceuticalSciences,2006,15(3):188-193

【8】薛庆亮.汀建新,江宏.内毒素致兔急性肺损伤及1,6一二磷酸果糖的拈抗作用们.中国病理生理杂志.2006.22(2):393-395.

(9】薛丽.蔡英敏.薛荣亮.1,6一二磷艘果糖对大鼠脑缺血一再灌注损伤后凋亡细胞及p38和Ref—I的研究【J1.临床麻醉学杂志,2007.23(5):405—4I昕.

(收稿日期:2009.6.17)

黄物研究

The

medicinestudy

Chinese

中国民族民间医药

joul'nal

ofethnomedicineandethnopharmacy

1,6一二磷酸果糖的药理作用研究进展

王忠全

华中科技大学同济医学院附属荆州医院。湖北荆州434020

【摘要】:1,6一二磷酸果糖(FDP)是一种临床常用药品,研究表明FI)P能稳定细胞膜,改善血液流变学参数,降低血液黏度,改善微循环,增加缺血组织对氧的利用,改善组织缺氧等作用。本文对近年来FDP的药理作用的研究进展作一综述。

【关键词】:1,6一二磷酸果糖;药理作用【中图分类号】R285

【文献标识码】A

【文章编号】1007—851712009J

15-0001—02

l,6一二磷酸果糖(FDP)是细胞内天然存在的一种化合物,是细胞在糖酵解途径中产生的一个重要中间产物.在细胞中通过调节糖代谢中若干酶的活性产生药理作用。FDP为缺氧的组织细胞提供了能量来源。可保护心肌细胞、血管内皮细胞、肝细胞、肾脏、大脑、肺和小肠等免受缺

氧的损害,还可以有效地防止某些化学物质和药物引起的

与基线(切断冠脉血流前的数据)相比,在0。1。5和lOmin的再灌注后增加显著。而在实验组另8例接受FDP治疗者的肌苷、次黄嘌呤和尿嘧啶的量在5min的再灌注后就恢复到基线。与对照组相比,肌苷和次黄嘌呤的浓度在FDP治疗组显著下降。在对照组,尿嘧啶的浓度在l和5rain显著升高。而FDP治疗组却无变化。这些研究提示.心肌缺血时,FDP对心肌有保护作用。血样中次黄嘌呤浓度升高,说明ATP不足,心肌细胞不能利用核苷合成核苷酸,而分解为碱基。由于ATP不足,细胞不能将肌苷转变为肌酸后再转变为磷酸肌酸,导致肌苷浓度升高。在缺血和低氧时。外源性FDP可经糖酵解途径产生ATP供细胞合成高能磷酸化合物,减少分解代谢。”2对心脏的解毒作用

据Angel等151实验证实.在给狗静脉滴注夹竹桃提取物40ng・kg—l后。所有的狗都发生心律失常。但在给予夹竹桃提取物后便立刻静脉滴注FDP50mg・kgq的实验组6只狗的心律均在100min内恢复正常。对照组在给予夹竹桃提取物后,立刻静脉滴注10%葡萄糖注射液50mg・kg一。没有一只狗恢复到窦性心律,其中1只狗因室颤死亡。FDP组狗血钾保持不变。对照组狗伴有显著高血钾。FDP组狗的心排血量保持在较高水平.保持了正常的动脉压。对照组狗的心排血量下降,动脉压显著降低。对夹竹桃提取物中毒的心肌细胞膜进行的研究证实.夹竹桃提取物可抑制Na+一K+ATP酶活性。但给予500斗mol・L-1的FDP可恢复心肌细胞膜上的Na+一K+ATP酶活性。FDP有效地防止了高血钾。纠正了心律失常和体内血管的动力学功能失常。FDP对洋地黄的毒性有解毒作用。有报道,FDP对洋地黄中毒

的心脏的解毒作用,是通过防止心肌细胞内钾的外流.促

心肌中毒和其他组织器官的中毒【Il。外源性l,6一二磷酸果糖可作用于细胞膜,通过激活膜上的磷酸果糖酶。提高细胞内三磷酸腺苷和磷酸肌酸的浓度、促进钾离子内流、

增加红细胞内二磷酸甘油酸的含量、抑制氧自由基的产生

和组胺释放等多种药理作用IZl。FDP的临床使用较为普遍.现将其药理作用和临床应用综述如下。l对,厶肌的作用

心肌在缺血和低氧时,糖代谢的有氧氧化途径受阻,主要经糖酵解途径产生三磷腺苷(ATP),为心肌提供能量。糖酵解的产物一乳酸的堆积,导致细胞pH降低,又通过负反馈机制,使磷酸果糖激酶(PFK)活性下降。PFK活性下降。内源性FDP生成减少。即l一磷酸果糖转变为FDP减少。进一步阻碍经糖酵解途径的ATP产生。造成心肌受损

甚至死亡。在心肌缺血低氧情况下,给予外源性FDP作为

底物,经糖酵解途径产生ATP,为心肌提供能量。而外源

性FDP进入无氧酵解途径后.可免受乳酸堆积造成PFK活

性减低的影响,补充内源性FDP的不足。保证糖酵解途径

通畅。FDP调节PFK活性,经反馈机制激活PFK,增强丙

酮酸激酶活性,使糖酵解途径顺利进行。为心肌提供能量。有益于缺血心肌的康复和预防缺血性心律失常发生伪。Gal等㈨报道了对2组16例冠脉搭桥术患者在术前和再灌注

后不同的时间点采集的主动脉及冠状动脉窭的血样中的核

苷酸分解代谢产物的含量,对照组8例。给予5%葡萄糖注射液,其血液样品经高效液相色谱法(HPLC)分析显示:随着再灌注的进行,肌苷、次黄嘌呤和尿嘧啶释放增加,

进钾的内流,来改变心肌内低钾诱导的心律失常的危险性。FDP可以逆转在使用一些化学物质时产生的细胞毒作用。

Hutcheson等fq报道,FDP可以纠正器官移植时使用免疫

万方数据

中国民族民间医药

菊物研究

Themedicine

Chinesejoumalofethnomedicineandethnopharmaey

study

抑制药环孢素(CsA)所致的细胞毒作用。实验表明:在10—10001LLmol・L。CsA浓度下。显著影响心肌细胞Ca2+-ATP

酶和一氧化碳合成酶的活性。而使用1000斗mol-L。浓度FDP。能完全纠正CsA对大鼠心肌细胞上述两种酶活性的

抑制作用

3对肝损伤的保护作用

刘晓岩等川用CCl4所致的肝损伤模型来观察FDP对

慢性肝损伤的作用。用D一半乳糖(GaIN)和脂多糖(LPS)所致的小鼠肝损伤模型来评价FDP对急性肝损伤的作用。结果在CCl4所致的大鼠慢性肝损伤模型中,FDP(1-49.Kg-1.d一,ig)连续用药lO周,可明显降低血清中病理性升高的ALT、AST、1一GT、T—BIL和ALP的含量{,同时升高病理性降低的11P、ALB和T—CHO的水平:并明显降低肝组织中羟脯氨酸的含量:FDP4.09.Kg。1・d。1可明显减少肝硬化发生率和减轻肝组织病理改变。在GalN所致的小鼠急性肝损伤模型中,FDPI.O-4.09.Kg。・d。‘(ig,3d)显著降低血清中ALT和AST的水平(P<0.01)和肝系数,4.09.Kg一・d一可明显减轻肝细胞超微结构的病理性改变。在LPS所致的小鼠急性肝损伤模型中,FDP最大剂量(4.09。Kg。・d一,ig,12d)可明显降低血清中的ALT。本研究首次证明了长期口服FDP对CCl4所致的慢性肝损伤具有保护作用.同时证实了它对急性肝损伤的保护作用。提示口服FDP对不同原因引起的肝损伤有效。有可能作为口服肝保护药用于临床。4对肺损伤的拮抗作用

薛庆亮等181等研究内毒素(ET)致大耳白兔急性肺损伤(ATI)过程中的氧化应激反应;探讨FDP对氧化损伤的拮抗作用。方法:大耳白兔随机分为对照组(A组)、ET致伤组(B组)、ET致伤+FDP干预组(C组)。经静脉一次性注射ET复制兔ALI模型。各组分别于oh、0.5h、2h、4h及6h等不同时点测定呼吸频率、心律、血压、血气分析和血常规;于6h点处死动物,测定肺组织中脂质过氧化物

(LPO)的含量和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并行肺

组织病理学观察。结果:静注ET后.B组动物与A组相比较,出现呼吸频率和心律增快、血压和血氧分压降低、外周血自细胞(WBC)计数下降、肺组织LPO含量增高及SOD活性降低,肺组织出现明显的病理损害。C组动物肺损伤轻于B组,相应指标好于B组。结论:氧化应激反应能力的相对不足和氧化损伤在ALl发病过程中起了重要作

用;FDP可抑制氧化损伤、改善氧化应激反应能力。对ET

所致的兔ALI有一定拈抗作用。5对脑损伤的治疗作用

万方数据

薛丽等[91采用雄性SD大鼠90只,随机分为FDP治疗(F)组、脑缺血(I)组和假手术对照(C)组,每组30

只。I组和F组大鼠在凝断双侧椎动脉24h后夹闭双侧颈总

动脉.5rain后重新开放。制作全脑缺血模型。F组再灌注开始时静脉注射FDPI.5ml/kg。I组及C组分别静脉注射生理盐水1.5ml/kg。各组在再灌注后2、6、12、24、48、72h时取标本,制备脑组织病理切片,采用免疫组织化学染色方法测定P38蛋白和Ref-1蛋白的表达,TUNEL检测凋亡细胞数日。结果

与C组比较,I组凋亡细胞显著增多(P<

O.05);与C组比较,I组在再灌注后各时点p38蛋白、Ref-‘蛋自表达均显著增强(P<0.05),F组较C组表达增强

但较I组表达显著减弱(P<0.05)。结论FDP对全脑I—R损伤有保护作用.其机理可能与其参与细胞信号转导减弱

p38、Refa蛋白表达强度有关。

参考文献

f11

YangJ

Q.ZhouQX.Protectiveeffects

offructose一1.6-diphosphate

a-

gainstcerebralinjury

inducedbysubaeute

carbonmonoxideintoxicationinmice

[J].Acta

Pharmacol

Sin,2000,21(4):360—363.

【2】肖华凤,杨敏。潘尚仁.等.1,6一二磷酸果糖的体内过程研究Ⅲ.医药导报。2007。4(2):42-44.

f3】曹西南.杨远和._二磷酸果糖对心脏作用及机制研究进展【J】.医药导报。2004,23(4):246-247.【4J

GalJ.RiedelBJ.RothE.eta1.Effectoffructose-1,6-diphosphate

on

myocardialpufineand

pydmidinemetabolism

during

coronaryartery

by

pass

grafting

surgery[J].Orv

Hetil。2000,141(37):2021—2025.

f5】5AngelKM,MichealFP,ArIhllrSH.eta1.Fructose一1,6-diphosphate

inthetreatmentofoleandertoxicityindogs[J].VetHumanToxicol,1999,41

(I):9—15.[61

HutehesonAE,RaoM

R,OlindeK

D,et

a1.Myocardialtoxicity

of

cy-

closporinA:inhibitionofcalcium

ATPaseandnitricoxide

synthtmeactivities

and

attenuation

by

fructose-1.6-diphosphateinvitro[J].Res

Mo|Pathol

Pharmac01.1995.89(1):17—26.

【71LIU

Xia-yan,IJFeng-yun,CHI

Zhi-hong,eta1.Protectiveeffectsoforalfructose--I,6-diphosphate

on

liver

injuryinamimal

mondels[J1.Journal

ofChi一

∞∞PharmaceuticalSciences,2006,15(3):188-193

【8】薛庆亮.汀建新,江宏.内毒素致兔急性肺损伤及1,6一二磷酸果糖的拈抗作用们.中国病理生理杂志.2006.22(2):393-395.

(9】薛丽.蔡英敏.薛荣亮.1,6一二磷艘果糖对大鼠脑缺血一再灌注损伤后凋亡细胞及p38和Ref—I的研究【J1.临床麻醉学杂志,2007.23(5):405—4I昕.

(收稿日期:2009.6.17)


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