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    花椒麻素在大鼠腸道的吸收動力學研究

    2015-07-02 01:42:48劉秋妍方國珊林居純
    關鍵詞:空腸花椒動力學

    劉秋妍,方國珊,劉 雄,林居純

    (1 四川農(nóng)業(yè)大學 動物醫(yī)學院,四川 成都 611130;2 西南大學 食品科學學院,重慶 400715)

    花椒麻素在大鼠腸道的吸收動力學研究

    劉秋妍1,方國珊2,劉 雄2,林居純1

    (1 四川農(nóng)業(yè)大學 動物醫(yī)學院,四川 成都 611130;2 西南大學 食品科學學院,重慶 400715)

    【目的】 研究花椒麻素在大鼠腸道的吸收動力學特征?!痉椒ā?以SD大鼠為供試動物,建立大鼠體循環(huán)腸灌流模型,并采用建立的高效液相色譜法(HPLC)測定腸循環(huán)液中花椒麻素質(zhì)量濃度,研究花椒麻素在大鼠腸道不同部位(十二指腸、空腸、回腸、結腸)的吸收特性,分析不同質(zhì)量濃度花椒麻素對大鼠腸吸收速率常數(shù)(Ka)、吸收百分率(P)和吸收半衰期(t1/2)的影響?!窘Y果】 25~100 μg/mL花椒麻素在大鼠腸道的Ka為30.0~65.0 min-1,P為30.16%~56.81%,t1/2為100.10~232.09 min。花椒麻素在各腸段的P和Ka均隨其質(zhì)量濃度的增加而增大,而t1/2隨其質(zhì)量濃度的增加而減少?;ń仿樗豄a和P均按空腸、回腸、十二指腸、結腸順序依次下降,而t1/2依次升高?!窘Y論】 花椒麻素在大鼠腸道的吸收過程屬于一級動力學過程,屬被動轉運,吸收部位主要是空腸和回腸。

    花椒麻素;SD大鼠;在體腸灌流;高效液相色譜法;腸吸收動力學

    花椒麻素是花椒中重要的活性物質(zhì),屬鏈狀不飽和脂肪酸酰胺類,具有殺蟲、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗菌、除皺等功效,可應用于醫(yī)藥和化妝品行業(yè)[1-4]。在新藥研制過程中,研究藥物的體內(nèi)代謝動力學規(guī)律,可以提高藥物研制成功率,節(jié)約成本,為臨床合理用藥提供科學依據(jù)[5]。因此,研究花椒麻素的藥物代謝動力學對其開發(fā)利用具有重要意義,但目前有關花椒麻素的藥動學研究卻鮮有報道。日本學者Iwabu等[6]研究了大建中湯中羥基-α-山椒素濃度在人血液和尿液中的變化規(guī)律,結果顯示,4名健康志愿者口服15 g大建中湯后血液和尿液中均能檢測到羥基-α-山椒素,其中血液中藥物濃度在給藥后0.5 h達到峰值,隨后濃度下降;Munekage等[7]比較了大建中湯中羥基-α-山椒素和羥基-β-山椒素在不同人群的代謝差異,結果表明,羥基-α-山椒素和羥基-β-山椒素在體內(nèi)的代謝與體質(zhì)指數(shù)、體質(zhì)量和年齡有關,而與種族無關。為了解花椒麻素口服吸收動力學規(guī)律,本研究建立大鼠體循環(huán)腸灌流模型,采用HPLC法檢測花椒麻素的質(zhì)量濃度,研究其在大鼠腸道的吸收動力學特征,以期為其制劑生產(chǎn)和臨床應用提供依據(jù)。

    1 材料與方法

    1.1 材 料

    1.1.1 藥品與試劑 花椒麻素,按文獻[8]的方法提取,純度(質(zhì)量分數(shù))>97%;五味子醇甲,純度(質(zhì)量分數(shù))>98%,為南通飛宇生物科技有限公司產(chǎn)品;甲醇,分析純,為美國Spectrum公司產(chǎn)品;酚紅、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、葡萄糖等均為成都科龍化學試劑有限公司產(chǎn)品。

    1.1.2 主要儀器 LC-20A高效液相色譜儀、Interstil ODS-SP C18柱,日本島津公司;HL-2恒流泵,上海青浦滬西儀器廠。

    1.1.3 試驗動物 SPF級雄性SD大鼠,體質(zhì)量(240±20) g/只,購于重慶騰鑫比爾實驗動物有限公司,動物許可證號:SCXK(渝)2007-0008。

    1.2 腸循環(huán)液中花椒麻素高效液相色譜法(HPLC)的建立

    1.2.1 溶液的配制 腸循環(huán)液的配制:按文獻[9]的方法配制腸循環(huán)液(Kreb-Ringer’s營養(yǎng)液,簡稱K氏液)。

    酚紅標準液的配制:精密稱取酚紅0.5 mg,用100 μL K氏液溶解,再用K氏液配制質(zhì)量濃度分別為0,20,30,40和50 μg/mL酚紅標準液。

    花椒麻素貯備液的配制:精密稱取花椒麻素 1.0 mg,用100 μL甲醇溶解,加5 mL質(zhì)量濃度20 μg/mL酚紅標準液超聲15 min,制成花椒麻素貯備液。

    花椒麻素標準液的配制:精密吸取花椒麻素貯備液適量,用質(zhì)量濃度20 μg/mL的酚紅標準液稀釋為0,0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,5.0,10.0,20.0,50.0和100.0 μg/mL花椒麻素標準液。

    供試液的配制:精密稱取花椒麻素1.0 mg,用100 μL甲醇溶解,再用質(zhì)量濃度20 μg/mL酚紅標準液配成25,50和100 μg/mL的含藥循環(huán)液,超聲15 min,分別作為花椒麻素供試液1、供試液2和供試液3。

    1.2.2 色譜條件 Interstil ODS-SP C18柱(250 mm×4.6 mm,粒徑5 μm);流動相:甲醇-蒸餾水混合液(V(甲醇)∶V(蒸餾水)=7∶3);流速:0.5 mL/min;柱溫:35 ℃;檢測波長:254 nm;進樣量:20 μL。

    1.2.3 酚紅及花椒麻素標準曲線的繪制 酚紅標準曲線:精密移取用K氏液配制的系列酚紅標準溶液各0.5 mL,分別加0.2 moL/L NaOH溶液5 mL配成待測液。以0.2 moL/L NaOH溶液為空白,在558 nm處測定吸光度(A558),以A558為因變量(y),酚紅質(zhì)量濃度為自變量(x)繪制曲線,進行線性回歸分析。

    花椒麻素標準曲線:精密移取用K氏液配制的花椒麻素系列標準溶液各1 mL,分別加入60 μg/mL內(nèi)標液五味子醇甲40 μL,用甲醇定容至5 mL,過0.22 μm有機濾膜,用HPLC測定花椒麻素的質(zhì)量濃度。以花椒麻素標準液的質(zhì)量濃度為橫坐標(x),以花椒麻素的HPLC峰面積與內(nèi)標五味子醇甲HPLC峰面積的比值為縱坐標(y),繪制標準曲線,進行線性回歸分析。

    1.2.4 HPLC法專屬性的考察 分別取K氏液、5 μg/mL花椒麻素標準液及25 μg/mL花椒麻素供試液1 mL,加入60 μg/mL內(nèi)標五味子醇甲40 μL,K氏液和25 μg/mL花椒麻素供試液在大鼠腸循環(huán)2 h后,進行HPLC分析;5 μg/mL花椒麻素標準液直接進行HPLC分析。

    1.2.5 HPLC法的回收率及精密度 用K氏液液配制1,10,100 μg/mL花椒麻素溶液,分別加入60 μg/mL內(nèi)標五味子醇甲40 μL,進行HPLC分析,根據(jù)花椒麻素標準曲線計算回收率。每個樣本測定5次,連續(xù)檢測3 d ,計算日內(nèi)和日間精密度。

    1.3 花椒麻素在腸循環(huán)液中的穩(wěn)定性

    取K氏液配制的1,10和100 μg/mL花椒麻素溶液,置于37 ℃水浴鍋中,分別于0,30,60,90和120 min取樣,進行HPLC分析。

    1.4 花椒麻素在大鼠腸組織不同部位的吸收試驗

    參照文獻[10-12]方法進行。取12只SD大鼠隨機分成3組,麻醉后沿腹中線打開腹腔,結扎膽總管,在所需腸段(十二指腸、空腸、回腸、結腸)兩端剪切后插管,結扎;取100 mL預熱至37 ℃的花椒麻素供試液,以5 mL/min流速平衡15 min后,將流速調(diào)為2.5 mL/min,分別于0,15,30,45,60,75,90,105和120 min取樣2 mL,經(jīng)0.22 μm有機濾膜過濾,同時補充等量的酚紅循環(huán)液。用HPLC法和UV法分別測定花椒麻素和酚紅的質(zhì)量濃度。按文獻[12-13]的方法計算花椒麻素的吸收速率常數(shù)(Ka)、吸收百分率(P)和吸收半衰期(t1/2)。

    2 結果與分析

    2.1 酚紅和花椒麻素標準曲線的繪制

    在質(zhì)量濃度為0~50 μg/mL時,酚紅質(zhì)量濃度(x)與A558(y)線性關系良好,標準曲線為y=0.137 6x+0.209 9(r=0.996 7)(圖1)。在0~100 μg/mL 范圍內(nèi),花椒麻素質(zhì)量濃度(x)和花椒麻素的HPLC峰面積與內(nèi)標五味子醇甲峰面積的比值(y)的線性關系良好,標準曲線為y=1.103 1x-0.856 4(r=0.999 7)(圖2)。

    圖1 腸循環(huán)液中酚紅的標準曲線Fig.1 Standard curve of phenolsulfonphthalein in Kreb-Ringer’s solution

    2.2 HPLC法的專屬性

    圖3-A、B、C分別為K氏液、花椒麻素標準液和花椒麻素供試液的色譜圖。在圖3-A、3-B、3-C中均出現(xiàn)內(nèi)標五味子醇甲峰,其保留時間均約為17.2 min。由圖3-B可見,花椒麻素的保留時間約為22.4,23.5和24.7 min,花椒麻素主峰分離明顯,K氏液中雜質(zhì)未干擾花椒麻素和內(nèi)標五味子醇甲的測定。

    2.3 HPLC法的回收率與精密度

    試驗結果顯示,1,10,100 μg/mL花椒麻素溶液的回收率分別為(101.73±2.92)%,(100.66±2.79)%和(98.96±1.60)%(n=5);日內(nèi)精密度分別為2.53%,2.22%和1.96%;日間精密度分別為5.43%,3.22%和3.17%。表明HPLC法回收率高,重現(xiàn)性好,符合生物樣品測定要求。

    2.4 花椒麻素在腸循環(huán)液中的穩(wěn)定性

    由表1可知,腸循環(huán)液中質(zhì)量濃度為1,10和100 μg/mL花椒麻素在37 ℃水浴120 min,溶液中花椒麻素的質(zhì)量濃度并無明顯變化,表明花椒麻素在腸循環(huán)液中是穩(wěn)定的,設定的試驗條件不影響花椒麻素的測定。

    2.5 花椒麻素在大鼠腸組織不同部位的吸收動力學特點

    將25,50及100 μg/mL花椒麻素供試液在大鼠十二指腸、空腸、回腸和結腸循環(huán)回流2 h,其吸收速率常數(shù)(Ka)、吸收半衰期(t1/2)及吸收百分率(P)見表2。由表2可見,花椒麻素在各腸段的P和Ka均隨其質(zhì)量濃度的增加而增大,而t1/2隨其質(zhì)量濃度增加而減少。不同質(zhì)量濃度花椒麻素在大鼠腸道的吸收無濃度飽和現(xiàn)象,符合Ficks擴散原理,屬被動轉運。

    由表2還可見,不同質(zhì)量濃度花椒麻素吸收速率常數(shù)(Ka)按空腸、回腸、十二指腸、結腸順序依次下降,其中結腸與十二指腸、空腸與回腸吸收速率常數(shù)無顯著差異(P>0.05),而結腸、十二指腸吸收速率常數(shù)顯著低于空腸、回腸 (P<0.05)。此外,空腸、回腸吸收速率常數(shù)均較高,說明空腸、回腸為花椒麻素的主要吸收部位?;ń仿樗氐奈瞻胨テ诎纯漳c、回腸、十二指腸、結腸順序依次升高,其中十二指腸的吸收半衰期顯著高于空腸、回腸。吸收百分率按空腸、回腸、十二指腸、結腸順序依次下降,不同腸段之間存在顯著或極顯著性差異。

    圖3 花椒麻素在大鼠腸循環(huán)液中的色譜圖A.在腸循環(huán)2 h的K氏液;B.5 μg/mL花椒麻素標準液;C.在腸循環(huán)2 h的25 μg/mL花椒麻素供試液Fig.3 HPLC chromatograms of alkylamide from Zanthoxylum in Kreb-Ringer’s solution in vivoA.Kreb-Ringer’s solution circulating in intestinal for 2 h;B.Standard solution of alkylamide (5 μg/mL) in Kreb-Ringer’s solution; C.Alkylamide sample (25 μg/mL) circulating in intestinal for 2 h

    表1 花椒麻素在腸循環(huán)液中水浴0~120 min時的穩(wěn)定性Table 1 Stability of alkylamide from Zanthoxylum in Kreb-Ringer’s solution in 0-120 min

    表2 花椒麻素在大鼠腸道循環(huán)2 h后各腸段的吸收參數(shù)(n=4)Table 2 Intestinal absorption parameters of alkylamide from Zanthoxylum circulating for 2 h in rats’ intestine (n=4)

    續(xù)表2 Continued table 2

    注:同列數(shù)據(jù)后標不同小寫字母表示與十二指腸相比差異顯著(P<0.05),標不同大寫字母表示與十二指腸相比差異極顯著(P<0.01)。

    Note:Compared with duodenum,difference small letters indicate significant difference at same concentration (P<0.05),while different capital letters indicate extremely significant difference (P<0.01).

    考察大鼠不同腸段的吸收情況可見,各腸段剩余花椒麻素質(zhì)量濃度的常用對數(shù)值(lnX)與取樣時間(t)線性回歸線性回歸方程的相關系數(shù)r值均大于0.9,說明在大鼠不同腸段內(nèi),花椒麻素質(zhì)量濃度下降與循環(huán)時間呈線性關系。不同質(zhì)量濃度花椒麻素在不同腸段的吸收結果說明,花椒麻素在大鼠腸道內(nèi)的吸收動力學為一級吸收。

    3 討論與結論

    口服是中藥及其制劑最常見的臨床給藥途徑之一,腸道作為口服制劑的主要吸收部位,腸內(nèi)上皮細胞的屏障作用和腸道酶菌系統(tǒng)是吸收的主要屏障,藥物在腸道的吸收程度和速率影響著藥物的療效。具有較好的吸收性及合適的生物利用度是先導化合物成為藥物的必要條件之一[14-16]。

    有研究顯示,藥物在大鼠體內(nèi)的吸收與其在人體內(nèi)的吸收具有非常高的相關性,可以用大鼠代替人體進行藥物口服吸收方面的研究。目前大鼠體循環(huán)腸灌流模型已在國內(nèi)外廣泛應用于藥物腸吸收的研究[17-18]。但該法也存在局限性,在試驗過程中需考察藥物在空白腸循環(huán)液中的穩(wěn)定性。此外,腸道在吸收藥物的同時也會吸收水分,從而導致供試液體積減少,故不能通過直接測定藥物濃度來計算剩余藥量。因此,常采用加入不被腸道吸收的酚紅校正循環(huán)液體積的方法,測定腸道對水分的吸收[14,19],故本試驗采用酚紅法來確定循環(huán)過程中的藥液體積。

    藥物的轉運機制主要分為被動轉運和主動轉運,大部分藥物的吸收屬被動轉運,符合Ficks擴散原理[20]。在吸收面積不變時,藥物吸收量與濃度成正比,吸收系數(shù)為常數(shù)。本研究中,當花椒麻素質(zhì)量濃度為25~100 μg/mL時,在大鼠腸循環(huán)2 h后,吸收百分率和吸收速率常數(shù)均隨著供試液中花椒麻素質(zhì)量濃度的增加而增大,藥物吸收無濃度飽和現(xiàn)象,符合Ficks方程,表明花椒麻素在大鼠腸道的吸收為被動轉運。此外,循環(huán)液中花椒麻素剩余質(zhì)量濃度常用對數(shù)值與時間間的線性回歸方程的相關系數(shù)r大于0.9,表明花椒麻素質(zhì)量濃度的下降與循環(huán)時間呈線性關系,為一級吸收動力學。

    比較花椒麻素在大鼠不同腸段吸收速率常數(shù)和吸收百分率可見,吸收速率常數(shù)和吸收百分率均按空腸、回腸、十二指腸、結腸順序依次下降,空腸和回腸是花椒麻素吸收的主要部位。

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    Invivoabsorptive dynamics ofZanthoxylumalkylamide in rat intestines

    LIU Qiu-yan1,FANG Guo-shan2,LIU Xiong2,LIN Ju-chun1

    (1CollegeofVeterinaryMedicine,SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu,Sichuan611130,China;2CollegeofFoodScience,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China)

    【Objective】 This study aimed to investigateinvivoabsorptive characteristics of Alkylamide fromZanthoxylumin rate intestines.【Method】Invivointestinal perfusion model in Sprague Dawley rat was established to study the intestinal absorption kinetics ofZanthoxylumAlkylamide.The concentrations ofZanthoxylumAlkylamide in intestinal circulating fluid were determined by HPLC.The absorptive characteristics in duodenum,jejunum,ileum and colon,and the effects of different concentrations on absorption rate constants (Ka),absorption percentage (P) and absorption half-life period (t1/2) ofZanthoxylumAlkylamide were also evaluated.【Result】 When the alkylamide concentration ranged from 25 to 100 μg/mL,Ka,P,andt1/2were 30.0 to 65.0 min-1,30.16% to 56.81%,and 100.10 to 232.09 min,respectively.KaandPdecreased whilet1/2increased with the increase of alkylamide concentration.KaandPdecreased,whilet1/2increased in the order of jejunum,ileum,duodenum,and colon.【Conclusion】 The rat intestinal absorption of alkylamide fromZanthoxylumwas confirmed to follow passive transport way. Jejunum and ileum were the major absorption sites.

    Alkylamide fromZanthoxylum;SD rate;invivointestinal perfusion model;HPLC;absorptive dynamics

    2015-01-02

    國家自然科學基金項目“花椒麻素對細胞陽離子流的影響及其調(diào)節(jié)體內(nèi)脂質(zhì)代謝的機理研究”(NSFC31171679)

    劉秋妍(1993-),女,重慶江津人,在讀本科生,主要從事藥學研究。E-mail:1024124722@qq.com

    林居純(1968-),女,四川隆昌人,教授,碩士生導師,主要從事獸醫(yī)藥理與毒理學研究。E-mail:juchunlin@126.com

    時間:2015-06-30 13:47

    10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.08.029

    S865.1+2

    A

    1671-9387(2015)08-0057-06

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