CN115120580A - 姜黄素在制备血红蛋白供氧效能调节剂中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了姜黄素在制备血红蛋白供氧效能调节剂中的应用。本发明通过实验证实，姜黄素可与正常人血红蛋白(HbA)呈现有剂量效应的结合，能升高血红蛋白氧亲和力，同时也增强血红蛋白的波尔效应，使得血红蛋白既能够在肺部结合更多的氧、也能促进血红蛋白在外周组织释放更多的氧，即可增强血红蛋白的供氧效能，说明姜黄素能够对血红蛋白的供氧效能发挥调节作用，从而可作为血红蛋白供氧效能调节剂用于预防和/或治疗低张性缺氧。

Description

姜黄素在制备血红蛋白供氧效能调节剂中的应用

技术领域

本发明涉及缺氧药物技术领域，特别是涉及姜黄素在制备血红蛋白供氧效能调节剂中的应用。

背景技术

人体摄取氧的过程包括从外界环境吸入空气、在肺泡将空气中的氧气交换给红细胞、氧气随动脉血的血液循环到达外周组织、将氧气释放到细胞、组织、器官等。空气的大气压随海拔高度的变化而变化，空气中各气体成分(如氧气)的分压亦随海拔高度的变化而变化。高原地区空气中的氧含量和氧分压随海拔高度的增加而递减，人吸入空气中的氧分压降低，导致人体动脉血中氧分压也随之降低，从而引起细胞、组织供氧不足，造成机体低张性缺氧，高原地区发生的这种低张性缺氧称为高原低张性缺氧。

目前国内用于预防高原缺氧的药物主要是红景天，但其属于中成药，被定义为保健品或内部用药，机制不明确，且作用效果未被美国FDA认可。美国使用乙酰唑胺和地塞米松预防或治疗缺氧，乙酰唑胺是通过增加重碳酸盐的排出，同时刺激呼吸道、升高动脉氧分压来缓解缺氧症状；地塞米松适用于对乙酰唑胺不耐受或过敏的患者，可能是通过降低脑容量，抑制血管内皮生长因子和脂质过氧化来抗高原反应。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，第一方面，提供姜黄素在制备血红蛋白供氧效能调节剂中的应用。

所述姜黄素的浓度为9-30μM。

所述血红蛋白供氧效能包括血红蛋白的氧亲和力，用血红蛋白的P₅₀值表征，所述调节剂能将P₅₀值降低6.5-21％(至11.60-15.20mmHg)。

所述血红蛋白供氧效能包括血红蛋白的波尔效应，用血红蛋白的酸碱敏感指数(acid-base sensitive of index，SI)表征，所述调节剂能将SI提升86％(至50％-80％)。

所述血红蛋白供氧效能还包括血红蛋白理论上对氧结合并向组织、细胞释放的能力，用血红蛋白的平原理论释氧能力值和高原理论释氧能力值表征，所述调节剂能将平原理论释氧能力值提升38％(至10.3％-11.3％)，将高原理论释氧能力值提升45％(至17.3％-21.2％)。

所述姜黄素与血红蛋白的结合速率常数Ka＝1.92×10³mol^-1s^-1。

所述姜黄素与血红蛋白的解离速率常数Kd＝2.51×10^-2s^-1。

所述姜黄素与血红蛋白的解离平衡常数KD＝1.31×10^-5mol。

第二方面，本发明提供姜黄素在制备预防和/或治疗缺氧损伤的药物中的应用。

所述缺氧损伤是由急性高原低张性缺氧引起的。

第三方面，本发明提供一种血液制品，包括姜黄素和经稳定化处理的血红蛋白，姜黄素与血红蛋白结合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过实验证实，姜黄素可与正常人血红蛋白(HbA)呈现有剂量效应的结合，能升高血红蛋白氧亲和力，同时也能够增强血红蛋白的波尔效应，使得血红蛋白既能够在肺部结合更多的氧(即从外界环境摄取更多的氧)、也能促进血红蛋白在外周组织释放更多的氧，即可增强血红蛋白的供氧效能，说明姜黄素能够对血红蛋白的供氧效能发挥调节作用，从而可作为血红蛋白供氧效能调节剂用于预防和/或治疗低张性缺氧。同时，用急性高原缺氧动物模型来评价姜黄素调节血红蛋白供氧效能效果的实验表明，姜黄素可通过调节血红蛋白的供氧效能，预防和/或缓解因急性高原缺氧引发的一系列病理反应，说明姜黄素可通过调节血红蛋白的供氧效能具有预防和/或减轻急性高原缺氧对机体产生的损伤，从而作为预防和/或治疗急性高原低张性缺氧的药物使用。

附图说明

图1所示为血红蛋白与不同浓度姜黄素溶液的结合曲线图；

图2所示为用姜黄素干预后脱氧过程中氧合血红蛋白比例变化的曲线图。

具体实施方式

第一方面，本发明提出姜黄素在调节血红蛋白供氧效能中的新用途。

本发明中，血红蛋白供氧效能指综合评价血红蛋白的氧结合和向组织细胞释放氧的能力，通过血红蛋白的氧亲和力和血红蛋白的波尔效应等至少两个方面来评价。

人体内的供氧主要依赖红细胞内血红蛋白与氧的结合和释放来完成。血红蛋白与氧结合和释放的能力即为血红蛋白氧亲和力，又称携氧/释氧能力，是血红蛋白供氧效能的关键参数之一。氧亲和力的大小通过氧解离曲线中血红蛋白氧饱和度为50％时的氧分压(P₅₀值)来定量表征。P₅₀值升高代表血红蛋白与氧的亲和力降低，血红蛋白更易释氧，而反之P₅₀值降低代表血红蛋白与氧的亲和力升高，血红蛋白更易携氧。

同时，反映血红蛋白供氧效能的因素还包括血红蛋白的波尔效应。血红蛋白的波尔效应是指在pH变化(CO₂浓度、H⁺浓度变化等引起的)时，氧亲和力(P₅₀值)随之变化的能力。例如当CO₂、H⁺浓度增加等会使得pH降低，进而引起P₅₀值升高、血红蛋白氧亲和力下降，同样当pH升高，会引起P₅₀值降低、血红蛋白氧亲和力增高。血红蛋白在肺部结合氧，在外周组织释放氧，然而肺部pH略高，血红蛋白在此处氧亲和力更高，利于结合氧，而外周组织pH略低，血红蛋白在此处氧亲和力降低，利于释放氧。血红蛋白的波尔效应越强，意味着血红蛋白的氧亲和力在肺部和外周组织之间的差距越大，意味着血红蛋白能够在肺部结合更多氧，同时在外周组织释放更多氧。血红蛋白的波尔效应用酸碱敏感指数(acid-base ofSensitive index，SI)来表征，即酸碱敏感指数越大，波尔效应越强，酸碱(H⁺、CO₂)变化时血红蛋白的氧解离曲线移动幅度(P₅₀值变化)越大，反之酸碱敏感指数越小，波尔效应越弱，酸碱(H⁺、CO₂)变化时血红蛋白的氧解离曲线移动幅度(P₅₀值变化)越小。

基于此，本发明提出在环境氧分压较低的情况下(如高原地区)，如能从外部环境摄取更多的氧气，进而将摄取的氧气更多的供给外周组织，可作为一种可行的预防高原低张性缺氧的方法，即可通过调节血红蛋白的供氧效能来预防低张性缺氧。

虽然一些药物并未直接用于治疗缺氧，但具有增加血红蛋白的携氧或释氧能力的作用，如GBT440(商品名Oxbryta)和RSR-13(商品名Efaproxiral)。其中GBT440作为一种治疗镰刀细胞贫血症的药物已在美国上市，其可与镰刀型血红蛋白(HbS)相结合，增强HbS的携氧能力，但对正常人血红蛋白(Hemoglobin adult，HbA)的携氧能力基本没有增强作用。RSR-13具有增强血红蛋白释氧能力的调控作用，曾作为一种肿瘤化疗辅助药物进行临床Ⅲ期实验，但最终未获批上市。

目前尚无能对正常血红蛋白的供氧效能(氧亲和力和波尔效应)发挥调节作用的药物上市，也无以调节血红蛋白供氧效能作为治疗高原低张性缺氧的药物的报道。

本发明确定了一种高效的血红蛋白供氧效能调节剂——姜黄素(Curcumin)，是从姜黄根(Curcuma longa)中提取得到的橙黄色色素中的成分之一。姜黄根主产于日本、美国、非洲、中国等地，从中提取得到的橙黄色色素为略带酸性的酚性物质，由姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素组成，也称之为姜黄色素，联合国世界卫生组织食品药品管理局已批准姜黄色素为天然食品添加剂。姜黄色素是姜黄根发挥药理作用的主要成分，其中姜黄素是姜黄色素中最重要的活性成分，已知其具有抗炎、抗氧化、清除氧自由基、保护肝肾功能等作用。姜黄素的分子式为C₂₁H₂₀O₆,其主链为不饱和脂肪族及芳香族基团，可溶于乙醇、醋酸、丙酮和氯仿等有机溶剂，不溶于水，可商购，纯度为97.5％，CAS号为458-37-7。

本发明通过实验证实姜黄素可通过与血红蛋白的相互作用来调节血红蛋白的P₅₀值和酸碱敏感指数SI，从而调节血红蛋白的供氧效能，并在模拟高原环境饲养的大鼠实验中表现出显著的减轻缺氧损伤的效果，表明姜黄素可作为血红蛋白供氧效能调节剂以及预防和/或治疗缺氧损伤的药物。

以下结合具体实施例，更具体地说明本发明的内容，并对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明进行限制。

实施例一、姜黄素与人血红蛋白发生相互作用的实验

本实验使用SPR仪器进行，具体实验流程为：

(1)按照OpenSPR^TM(台式表面等离子共振仪)仪器标准操作程序安装COOH芯片。

(2)以检测缓冲液的最大流速(150μL/min)运行，检测缓冲液为HBS-ET(pH＝7.4，含10mM HEPES，150mM NaCl，3mM EDTA，0.005wt％吐温-20，1％(v/v)DMSO)。

(3)信号达到基线后，上样200μL含80％(v/v)异丙醇的水溶液，运行10s排气泡，信号达到基线后，用检测缓冲液(HBS-ET)冲洗样本环，并用空气排空。

(4)在信号达到基线后，调整检测缓冲液流速到20μL/min(步骤(3)和(4)中提到的“信号达到基线”是指每次操作后等信号重回基线再进行下一操作)。

(5)上样200μL 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)的混合溶液(由400mM的EDC溶液与100mM的NHS溶液按体积比1:1混合得到，流速20μL/min，运行4min)。

(6)上样200μL激活缓冲液(醋酸钠缓冲液，pH＝3.5，10mM)稀释的人血红蛋白溶液(血红蛋白浓度为6mg/ml)，运行4min(流速20μL/min)，用激活缓冲液冲洗样本环，并用空气排空。

(7)上样200μL Blocking溶液(1M乙醇胺水溶液，流速20μL/min，运行4min)，用检测缓冲液(HBS-ET)冲洗样本环，并用空气排空。

(8)观察基线5min，以确保稳定。

(9)分析物姜黄素用DMSO溶解后再用检测缓冲液(HBS-ET)稀释至不同浓度(浓度见图1)，然后对每一浓度的姜黄素溶液分别实施以下操作：在25℃下以流速20μL/min上样240s，使血红蛋白与姜黄素溶液发生结合；然后继续上样不含姜黄素的检测缓冲液，流速同样为20μL/min，对已结合姜黄素的血红蛋白进行洗脱，洗脱240s，以使血红蛋白和姜黄素发生解离。

(10)将SPR仪器检测到的结合反应信号使用分析软件TraceDrawer(RidgeviewInstruments ab,Sweden)、分析方法One To One分析模型绘制得到结合反映信号对应的响应值(RU)随时间的变化曲线，即为血红蛋白与姜黄素按浓度梯度结合与解离的曲线，见图1。

本实验进一步对人血红蛋白与姜黄素的结合和解离曲线(图1)进行分析，计算得到结合速率常数Ka＝1.92×10³mol^-1s^-1、解离速率常数Kd＝2.51×10^-2s^-1，并由这两个数据计算得到解离平衡常数(也叫亲和力常数)KD＝Kd/Ka＝1.31×10^-5mol。结合KD值与不同浓度的姜黄素与人血红蛋白作用的曲线进行分析可知，不同浓度的姜黄素与人血红蛋白结合曲线的响应值与姜黄素的浓度呈正相关，表明姜黄素能够与人血红蛋白产生呈姜黄素浓度梯度的结合作用(图1中姜黄素浓度越高，结合反应信号的响应值越大，与姜黄素发生结合的血红蛋白量越多)。

实施例二、氧气解离分析(Oxygen Dissociation Assay，ODA)实验

利用紫外-可见分光光度计，在控制气体环境条件下对各组样品进行350nm-700nm波段的光谱扫描。具体方法如下：

1、各组样品的配制

空白组：3μM人血红蛋白溶液，是将人血红蛋白溶于pH＝7.4的缓冲液A(缓冲液A含130mM NaCl、5mM KCl和30mM TES)中得到。

实验组：人血红蛋白的缓冲液A溶液与姜黄素的DMSO溶液按人血红蛋白：姜黄素的摩尔比＝1:3在室温下混合均匀，混合后人血红蛋白的浓度为3μM，姜黄素的浓度为9μM。

2、检测过程

将两组样品分别取200μL加入96孔板中，在25℃、常氧环境(即海拔为0m的大气环境，环境大气压为760mmHg、环境氧分压为159mmHg)放置1小时使样品达到氧饱和(血红蛋白成为氧合血红蛋白)，随即向样品不间断通入氮气(20L/min)，每6min进行一次光谱扫描(扫描时的温度为37℃)，称为一个循环，共进行25个循环。利用五波长法(见公式A)将每个循环完成后测得的吸光度值带入公式A(公式A中的A576、A700、A630、A560指的分别是波长为576nm、700nm、630nm、560nm下的吸光度值，五波长法中另有540nm下的吸光度，但未在本公式中使用)，计算出各组样品中每个循环完成后氧合血红蛋白含量(oxyHb％)，结果见表1和图2。

表1氧合血红蛋白含量变化情况

本实施例中不间断通入氮气能使氧合血红蛋白脱氧。图2和表1的结果分别为各组氧合血红蛋白含量随脱氧时间(通入氮气时间)的变化情况。结果表明，在相同脱氧环境下，与空白组的人血红蛋白相比，实验组(与姜黄素混合后的人血红蛋白样品)氧合血红蛋白的含量下降更为缓慢，代表着在同等氧分压环境中其脱氧速率减缓；说明姜黄素能减缓氧合血红蛋白的释氧过程，使得氧合血红蛋白通过血液循环到达缺氧组织仍能释放更多的氧供组织利用，以缓解组织缺氧。

本实验还显示，由于通入氮气的原因，实验末期各组样品中的氧分压较低，但此时实验组的氧合血红蛋白含量仍高于空白组(86.83％VS.62.08％)，说明在氧分压较低的环境时，用姜黄素处理后的血红蛋白(姜黄素与血红蛋白的混合溶液)依旧储备了较多的氧，使得氧合血红蛋白通过血液循环顺利到达缺氧组织，在氧分压更低的环境中依然能向缺氧组织释放较多的氧供组织利用，以缓解组织缺氧。

实施例三、姜黄素对人血红蛋白供氧效能影响的实验

本实施例使用BLOODOX-2018携氧/释氧分析仪进行，购自北京软隆生物技术有限公司。将不同姜黄素浓度的DMSO溶液与pH分别为7.2、7.4、7.6的含人血红蛋白的缓冲液A溶液混合，配制得到不同终浓度的混合溶液(即9个混合溶液样品)，混合溶液中人血红蛋白的终浓度均为10μM，姜黄素的终浓度分别为0μM、10μM和30μM，分别定义为对照组、低剂量组、高剂量组。检测时，将4mL混合溶液样品加入分析仪的样品池中，通入空气30min，达到氧饱和后，开始通入氮气脱氧，并绘制氧解离曲线，根据氧解离曲线得出各样品氧饱和度为50％对应的氧分压值，即为P₅₀值。基于pH＝7.2、7.4、7.6三个pH环境下样品的P₅₀值计算酸碱敏感指数(acid-base of sensitive index，SI，SI＝(P_50酸-P_50碱)/P_50中)，其中P_50酸、P_50碱、P_50中分别是pH＝7.2、7.6、7.4时的P₅₀值。每一样品检测4次，结果见表2和表3(表3中以高剂量组为代表)。

表2人血红蛋白与不同浓度姜黄素作用后的P₅₀值(mmHg，pH＝7.4)

表2数据显示：姜黄素与人血红蛋白结合后能使血红蛋白的P₅₀值降低，表明血红蛋白的氧亲和力增强，血红蛋白能够携带更多的氧，且高剂量的姜黄素作用更为明显。

表3人血红蛋白与姜黄素作用后的酸碱敏感指数(SI)

表3数据显示：人血红蛋白与姜黄素作用后能使血红蛋白的酸碱敏感指数SI显著升高，波尔效应得以增强，表明姜黄素能使血红蛋白在肺部结合更多的氧，同时在外周组织释放更多的氧，以缓解细胞、组织的缺氧。

在本发明中，将理论释氧能力值定义为基于氧解离曲线计算的血红蛋白结合氧并向组织和细胞释放氧的量。本实施例实验中，利用pH＝7.6、肺泡氧分压分别为100mmHg和60mmHg条件下的氧解离曲线模拟平原和高原肺部血红蛋白的携氧状态，利用pH＝7.2、外周组织氧分压分别为40mmHg和30mmHg条件下的氧解离曲线模拟平原和高原外周组织中血红蛋白的释氧状态。利用模拟平原的氧解离曲线中肺泡氧分压(100mmHg)和外周组织氧分压(40mmHg)对应的氧饱和度差作为平原环境下的理论释氧能力值；利用模拟高原的氧解离曲线中肺泡氧分压(60mmHg)和外周组织氧分压(30mmHg)对应的氧饱和度差作为高原环境下的理论释氧能力值，结果见表4。

平原理论释氧能力值：△SO₂＝SO_{2(pH＝7.6-100mmHg)}-SO_{2(pH＝7.2-40mmHg)}

高原理论释氧能力值：△SO₂＝SO_{2(pH＝7.6-60mmHg)}-SO_{2(pH＝7.2-30mmHg)}

表4人血红蛋白与姜黄素作用后的理论释氧能力值(△SO₂)数据

表4数据显示：姜黄素作用后血红蛋白的理论释氧能力值均有所提高，其中平原环境理论释氧能力值△SO₂增加38.6％，高原环境理论释氧能力值△SO₂增加45.4％。

以上结果表明，姜黄素可通过与人血红蛋白结合降低血红蛋白的P₅₀值，增加其在肺部携氧的能力；同时姜黄素能升高酸碱敏感指数SI，增强血红蛋白在外周组织释放氧的能力；无论在平原环境还是在高原环境，姜黄素作用后都提高了血红蛋白的理论释氧能力值，且在高原环境中升高幅度更大。该结果说明姜黄素可作为一种有效的血红蛋白供氧效能调节剂，且更适用于高原环境。

实施例四、姜黄素预防高原缺氧的动物实验

1、实验过程

利用多因素复合模拟医学实验舱(购自贵州风雷航空军械有限责任公司)，在25℃条件下，模拟海拔6000m的低压低氧环境，将实验动物(Wistar大鼠，SPF级，雄性，200-220g)放置于实验舱中饲养。动物分为四组：常氧对照组、低氧对照组、低氧高剂量用药组(姜黄素给药量100mg/kg)、低氧低剂量用药组(姜黄素给药量50mg/kg)。常氧对照组的海拔为0m的大气环境，环境大气压为760mmHg、环境氧分压为159mmHg；低氧组模拟海拔6000m的大气环境，环境大气压为349mmHg、环境氧分压约为70mmHg。姜黄素使用含1wt％羧甲基纤维素钠的生理盐水作为溶剂溶解。给药操作为：先将实验舱的模拟海拔从0m升至3500m，大鼠灌胃给药一次；再继续升高实验舱的模拟海拔至6000m，饲养大鼠。之后每日将实验舱的模拟海拔降至3500m，对大鼠灌胃给药一次，大鼠每日在模拟海拔3500m的大气环境中的时间一般不超过1小时，给药后升高模拟海拔至6000m。饲养7d后进行各项指标的检测，结果见表5-表12。

2.1大鼠体重变化

表5大鼠体重变化情况

表5结果显示，饲养7d后，常氧对照组体重平均增长5.00±1.83g，低氧对照组体重平均降低4.00±1.83g，表明在6000m高原环境下，实验动物的体重会因为高原缺氧导致下降。而分别给予不同浓度的姜黄素干预后，低剂量组和高剂量组动物体重均较低氧对照组相比有所上升且差异显著。以上结果表明：姜黄素干预可有效缓解由于高原缺氧导致的体重减低。

2.2大鼠血常规参数变化

饲养7d后对大鼠进行颈动脉插管，取血进行血常规检测，包括白细胞数量(WBC)、红细胞数量(RBC)、血红蛋白含量(HGB)、红细胞压积(HCT)、血小板数量(PLT)，结果见表6。

表6血常规检测结果

急性高原缺氧后(常氧对照组VS.低氧对照组)，机体代偿性出现血常规相关参数变化，表现为由于失水和代偿性调节等复杂机制导致的红、白细胞增多、红细胞压积升高、血红蛋白量升高和血小板减少。长此以往，会导致更为严重的病理改变，造成慢性炎症、凝血功能异常及心肺功能不可逆病变。表6数据显示，与常氧对照组的大鼠相比，低大气压下的低氧对照组的大鼠，血常规参数表现出明显的代偿性变化，而给予姜黄素后，代偿性变化的幅度有显著缓解，说明姜黄素通过调控血红蛋白的供氧效能，可缓解大鼠缺氧程度，从而预防、同时也缓解了急性缺氧损伤的发生，使得机体血常规参数代偿性变化的程度显著减低。因此，姜黄素可作为预防和/或治疗高原急性缺氧损伤的血红蛋白供氧效能调节剂。

2.3大鼠颈动脉全血血气分析

饲养7d后进行颈动脉插管，取血进行血气参数检测，结果见表7-表8。

表7动脉血氧分压(PO₂/mmHg)

表8动脉血氧饱和度(SO₂/％)

常规情况是：急性高原缺氧发生后，大鼠动脉血氧分压显著下降，引发动脉血氧饱和度下降，机体发生急性高原缺氧；本实验的常氧对照组和低氧对照组也验证了这一点。而本实验表明在缺氧环境下饲养的大鼠，给予姜黄素后，动脉血氧分压相对于低氧对照组有一定程度的升高，但并无显著差异，说明姜黄素不是通过促进呼吸的方式向机体供氧。给予姜黄素后，动脉血氧饱和度发生显著的升高，即通过姜黄素对血红蛋白供氧效能的调控，增加了动脉血的携氧量。该结果表明姜黄素作为一种血红蛋白供氧效能调节剂可以改善大鼠的动脉血氧饱和度并预防和/或治疗高原急性缺氧的发生。

2.4大鼠颈动脉全血生化分析

饲养7d后进行颈动脉插管，取全血，分离血浆后进行全血生化分析，包括血糖(GLU)、肌酐(CRE)、谷丙转氨酶(AST)、谷草转氨酶(ALT)。

表9血浆生化检测结果

急性高原缺氧发生后，大鼠的肝肾功能和代谢出现紊乱，体现为血清葡萄糖含量降低，肌酐增多，氨基转移酶(AST&ALT)数量升高等。给予姜黄素后，高原环境饲养的大鼠葡萄糖数量、肌酐数量、氨基转移酶数量的变化均有明显缓解，甚至能恢复至与常氧对照组相当的水平，表明姜黄素作为一种血红蛋白供氧效能调节剂可以预防和/或治疗大鼠因高原缺氧导致的肝、肾功能异常。

2.5大鼠血液供氧效能分析

饲养7d后进行颈动脉插管，取血，利用BLOODOX-2018携氧/释氧分析仪进行检测，绘制模拟不同体内酸碱环境的氧解离曲线，获得供氧效能相关参数变化(P₅₀值、SI、△SO₂)，结果见表10-表12。

表10大鼠动脉血P₅₀值(mmHg)数据

表11大鼠动脉血酸碱敏感指数(SI)数据

表12大鼠动脉血高原理论释氧能力值数据

急性高原缺氧发生后，机体需要更多的氧维持基本生命活动，除出现代偿性红细胞数量增多外，还出现了代偿性P₅₀值升高(血红蛋白氧亲和力降低)，此时理论释氧能力值也显著降低，表明在高原环境下理论上血红蛋白向机体释放氧的量有所下降。该情况下，低氧对照组与常氧对照组相比，酸碱敏感指数(波尔效应)却并无差异，说明在急性高原缺氧发生后，机体自身无法调节其波尔效应实现供氧效能的增强。给予姜黄素后，P₅₀值升高幅度有明显降低，特别是当姜黄素浓度为100mg/kg时，未出现明显的P₅₀值代偿性增高，表明此剂量下P₅₀值甚至能够保持与常氧对照组相当的水平。同时，给予姜黄素后，SI和理论释氧能力值相对于低氧对照组均显著升高，说明姜黄素在高原环境下理论上血红蛋白向机体释放氧的量有显著提高，血红蛋白可以为机体提供更多的氧供，更好地缓解缺氧。即姜黄素是一种有效的血红蛋白供氧效能调节剂，可通过对血红蛋白供氧效能的调控，预防和/或治疗急性高原缺氧。

两个浓度梯度的姜黄素对大鼠进行干预性给药后，大鼠生存状态良好，各项指标介乎于常氧空白组与低氧对照组之间，同时本发明中涉及的浓度均低于已有研究中认可的同种属动物的安全浓度(IC₅₀＝1500mg/kg)。

综上所述，体内外实验均证明姜黄素可与人血红蛋白呈浓度梯度结合，降低人血红蛋白的P₅₀值(增加氧亲和力)，升高酸碱敏感指数(增强波尔效应)，升高理论释氧能力值，增强供氧效能。在急性低压低氧大鼠模型中，姜黄素能够预防和/或治疗急性缺氧导致的机体代偿性改变，该作用与其对血红蛋白供氧效能的调控作用密不可分。因此，姜黄素是一种有效的血红蛋白供氧效能调节剂，姜黄素可作为预防和/或治疗急性高原缺氧不良反应的一种行之有效的药物。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的内容。

Claims (10)

1.姜黄素在制备血红蛋白供氧效能调节剂中的应用。

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述姜黄素的浓度为9-30μM。

3.根据权利要求1或2所述应用，其特征在于，所述血红蛋白供氧效能包括血红蛋白的氧亲和力，用血红蛋白的P₅₀值表征，所述调节剂能将P₅₀值降低6.5-21％(至11.60-15.20mmHg)。

4.根据权利要求1-3任一所述应用，其特征在于，所述血红蛋白供氧效能包括血红蛋白的波尔效应，用血红蛋白的酸碱敏感指数(acid-base sensitive of index，SI)表征，所述调节剂能将SI提升86％(至50％-80％)。

5.根据权利要求1-4任一所述应用，其特征在于，所述血红蛋白供氧效能还包括血红蛋白理论上对氧结合并向组织、细胞释放的能力，用血红蛋白的平原理论释氧能力值和高原理论释氧能力值表征，所述调节剂能将平原理论释氧能力值提升38％(至10.3％-11.3％)，将高原理论释氧能力值提升45％(至17.3％-21.2％)。

6.根据权利要求1-5任一所述应用，其特征在于，所述姜黄素与血红蛋白的结合速率常数Ka＝1.92×10³mol^-1s^-1，所述姜黄素与血红蛋白的解离速率常数Kd＝2.51×10^-2s^-1。

7.根据权利要求1-6任一所述应用，其特征在于，所述姜黄素与血红蛋白的解离平衡常数KD＝1.31×10^-5mol。

8.姜黄素在制备预防和/或治疗缺氧损伤的药物中的应用。

9.根据权利要求8所述应用，其特征在于，所述缺氧损伤是由急性高原低张性缺氧引起的。

10.一种血液制品，包括姜黄素和经稳定化处理的血红蛋白，姜黄素与血红蛋白结合。

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