中药及复方通过血脑屏障的研究概况

2012-12-09鑫汪宁晋齐中

亚太传统医药 2012年1期

张鑫汪宁晋齐中

（安徽中医学院药学院安徽省中药研究与开发重点实验室，安徽合肥 230031）

血脑屏障（BBB）是指血液-脑组织和血液-脑脊液间的屏障功能，包括血-脑脊液屏障、脑脊液-脑屏障、血-脑屏障、脑脊液-脑肿瘤屏障和脑脊液-淋巴屏障等［1］。血脑屏障严格控制血与脑之间物质的交换，对血液中的物质进入脑内有一定的选择和限制，BBB的存在限制了绝大多数药物无法进入脑或在脑内达不到治疗所需的有效浓度，增加了中枢神经系统疾病的治疗难度，因此，药物通过血脑屏障，进入脑脊液，对中枢神经系统疾病的治疗将起到积极的作用。

1 血脑屏障的生理结构及脑脊液的组成成分

BBB是主要由无窗孔的毛细血管内皮细胞和细胞间紧密连接、形胶质细胞足突、周细胞、星基膜和狭小的细胞外隙组成的一个细胞复合体。其中毛细血管内皮细胞和细胞间紧密连接是血脑屏障的基本结构单元。处于循环中的内源和外源性物质无法轻易穿过BBB进入脑组织，主要是毛细血管内皮细胞在起作用，脑内的毛细血管内皮细胞在形态、生理、功能上与其它外周组织器官中的内皮细胞有一定差别。脑血管内皮细胞是组成血脑屏障的基本骨架，它构成一个连续封闭的网状结构，是大分子物质经内皮细胞间转运的屏障。由星形细胞的足突组成的一层坚韧的胶质膜覆盖了毛细血管周围85%左右的表面积。这样的结构对血脑屏障的完整性有诱导和维持作用。基膜主要由Ⅳ型胶原和纤维蛋白构成，防止由于静水压和渗透压改变导致的血管变形。血脑屏障作为中枢神经系统和血液的分界面，发挥着重要的生理作用，一方面它允许脑组织所需要的营养物质在血液循环中摄取，正常生理情况下仅允许相对分子质量小于400～600的脂溶性物质及气体分子通过；一方面阻挡有害物质的侵入并将脑内的代谢产物排出，且根据脑内成分的各种需要作出反应，维持脑内环境稳定，保证中枢神经系统的正常结构和功能［2-4］。

当中枢神经系统受到有害因素侵袭（脑缺血、缺氧、炎症、外伤、肿瘤，物理和化学性的损害），BBB的结构遭到破坏，功能发生改变，导致通透性异常，是中枢神经系统疾病发生的重要原因［5］。

正常脑脊液的组成绝大部分是水，还含有糖、乳酸（葡萄糖代谢产物）、各种蛋白质：如铁蛋白、免疫球蛋白G、C反应蛋白和α1-微球蛋白及一些酶类；各种离子：钠、钾、氯、钙、铁、镁、锌等；神经递质：胆碱类如乙酰胆碱；胺类如去甲肾上腺素、多巴胺和去甲肾上腺素、组胺、5-羟色胺等；氨基酸类如谷氨酰胺、γ-氨基丁酸谷氨酸、甘氨酸等；催产素、脑啡肽、血管升压素、催乳素、速激肽等。病理状态下，CSF中原有的蛋白、金属离子、糖类、氯化物的含量会有所变化；仅在血液中一些蛋白、细胞也会随着BBB的通透性变化而进入CSF。

2 中药及复方药物透过BBB的研究现状

BBB的存在限制了绝大多数药物无法进入脑或在脑内达不到治疗所需的有效浓度，增加了中枢神经系统（CNS）疾病的治疗难度；因此对通过血脑屏障进入脑组织或脑脊液中药物成分进行分析检测，对于开发作用于中枢神经系统疾病新药的筛选以及对中药及复方制剂药效物质基础的明确及质量标准的制定具有一定的意义。目前这方面的研究已有相关的报道。

谭睿等［6］给予大鼠灌胃中药益智挥发油提取液，一定时间后取脑组织，处理后采用气质联用（GC-MS）法检测，最终鉴定出麝香草酚、榄香烯、β-石竹烯、α-毕澄茄烯4个化合物。有报道［7］大鼠尾静脉注射梓醇生理盐水注射液，取脑脊液处理后以高效液相（HPLC）法检测，结果表明梓醇能通过某种机制透过BBB。袁莹等［8］灌胃给予大鼠川芎效应组分溶液，1h后取脑脊液，离心取上清液，液质联用技术检测并进一步推断移行成分的结构，结果发现洋川芎内酯Ⅰ为川芎效应组分入脑的化学成分。有人［9］选用小鼠灌胃给予丹皮酚环己烷稀释液，一定时间后取脑组织，处理得样品采用GC-MS法分析，结果提示丹皮酚脑组织中含量较低。据报道［10］使用尾静脉注射和灌胃方法给予大鼠灯盏花素溶液，取脑组织和脑脊液，采用同位素标记法检测，结果表明灯盏花素可以透过血脑屏障。甘发平等［11］选用小鼠尾静脉注射丹参酮A复合溶剂，取脑组织，经HPLC法检测，结果提示丹参酮A能够透过血脑屏障到达脑部。采用大鼠尾静脉注射雷公藤内酯醇注射液，取脑组织，HPLC法测定，发现雷公藤内酯醇可以快速分布于脑组织［12］。大鼠腹腔注射清开灵注射液，取脑脊液，处理后以高效液相色谱法和紫外分析方法检测，结果表明栀子苷可以透过血脑屏障［13］。袁子民等［14］采用气质联用法检测肉豆蔻挥发油灌胃大鼠的脑组织匀浆经离心、碱化、萃取后得到的样品，结果检测到黄樟醚、甲基丁香酚、β-没药烯、肉豆蔻醚、榄香脂素，提示这5个成分可以透过血脑屏障进入脑组织。在对天麻的研究中，王俏等［15］对大鼠分别进行鼻腔和静脉给药，采集脑脊液直接用HPLC法检测，发现两种方法均可检测出受试药天麻苷元；也有人［16］发现其有效成分香兰素经大鼠尾静脉注射后，能迅速通过正常大鼠和脑缺血再灌注模型大鼠的血脑屏障进入脑组织。张群林等［17］对大鼠尾静脉注射丹参滴注液，连续采集脑脊液，运用液相色谱-化学发光法进行检测，结果表明此方法能够实现脑组织中游离丹参素浓度的动态监测。

3 讨论及展望

目前对药物进入脑脊液或脑组织的药物成分的分析，特别是脑脊液中药物成分的分析中还存在着一些困难：如获得的样品量少，一只大鼠脑脊液正常可取0.1mL左右，家兔可取1mL左右；同时，对采集的技术要求比较高。取样的时间点如何把握？在给予动物药物后多长时间采集其药物成分含量相对比较高？不同的动物不同的药物这个时间点也是不一样的。同时，由于通过血脑屏障进入到脑脊液中的药物成分的含量比较少，样品的前处理比较困难，检测时干扰因素多。因此在这方面需要进行大量的筛选工作，以便为进一步的成分分析确定合适的检测分析条件。这些都有待于今后在开展此类研究工作时需要着力解决的问题。

［1］PERSIDSKY Y，RAMIREZ SH，HAORAH J，et al.Blood brain barrier：structural component and function under physiologic and pathologic conditions［J］.Neuroimmune Pharmacol，2006，1：223-236.

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［3］HAWKINS BT，DAVIS TP.The blood-brain barrier／neurovascular unit in health and disease［J］.PharmacolRev，2005，57（2）：173-85.

［4］BALLABH P，BRAUNA，NEDERGAARDM，et al.The bloodbrain barrier：an overview：structure，regulation，and clinical implications［J］.NeurobiolDis，2004，16（1）：1-13.

［5］LOCKMAN PR，MUMPERRJ，KHANMA，etal.Nanoparticle technology fordrug delivery across the blood-brain barrier［J］.Drug Dev Ind Pharm，2002，28（1）：1-13.

［6］谭睿，陈士林，杨大坚.GC-MS分析益智挥发油透大鼠血脑屏障的成分研究［J］.中草药，2004，35（6）：624-625.

［7］何瑶，祝慧凤，李万玉，等.HPLC测定大鼠脑脊液中梓醇的含量［J］.中国中药杂志，2009，34（13）：1717-1719.

［8］袁莹，林晓，冯怡，等.川芎治疗偏头痛效应组分的体内移行研究［J］.中国药学杂志，2010，45（9）：694-697.

［9］陈群，李士敏.丹皮酚在小鼠血浆和脑组织中的分布研究［J］.中国药房，2009，20（21）：1620-1621.

［10］石森林，徐莲英，吴瑾瑾，等.灯盏花素不同给药途径脑内药物分布的比较［J］.药学学报，2009，44（5）：515-518.

［11］甘发平，韩铮，栾连军，等.高效液相色谱法测定小鼠血浆和脑中的丹参酮 A及药代动力学研究［J］.分析化学，2008，12（36）：1677-1682.

［12］黄秀旺，许建华，陈元仲.雷公藤内酯醇在大鼠体内的组织分布［J］.中国临床药理学与治疗学，2008，13（7）：764-767.

［13］王冰.脑缺血大鼠血脑屏障和P-糖蛋白的变化以及清开灵有效组分的作用［D］.北京：北京中医药大学，2007.

［14］袁子民，王静，贾天柱.肉豆蔻挥发油透过大鼠血脑屏障的化学成分研究［J］.中成药，2007，29（3）：442-443.

［15］王俏，陈国神.天麻苷元大鼠鼻腔和静脉注射给药的脑药动学研究［J］.中国新药杂志，2009，19（8）：708-712.

［16］卢薇，黄玉芳，丁兴.天麻有效成分香兰素入脑途径的研究［J］.江苏中医药，2006，27（2）：55-57.