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文冠木及复方古日古木-7不同给药方式下主要成分的药代动力学性质△

2020-04-28马超美高杰许海燕武丹丹叶日贵OlusegunAjala

中国现代中药 2020年2期
关键词:诃子灌胃复方

马超美,高杰,许海燕,武丹丹,叶日贵,Olusegun S.Ajala

1.内蒙古大学 生命科学学院/牧草与特色作物生物技术教育部重点实验室,内蒙古 呼和浩特 010070;2.内蒙古医科大学 药学院,内蒙古 呼和浩特 010110;3.拉各斯大学 药学院,尼日利亚 拉各斯

我国医药重要组成部分的蒙、藏等民族医药用药特点之一是经常使用散剂,即将方剂中的药材粉粹后直接服用。散剂的药材用量通常较少,一般认为是游牧民族为了便于携带和免煎煮的原因。民族医药与中医药的另一个区别是有些与中药相同的药材用来治疗与中医药用途不同的疾病,如:诃子在中医药中多用于久泻、久咳,而在蒙、藏民族医药中则用于各种热证、泻痢、黄水病、肝胆病等。蒙、藏医还认为诃子有调和诸药和解毒等功能,使诃子成为蒙、藏医复方中最常使用的药材,被誉为“众药之王”,在民族药中的地位与甘草在中药中的地位相当[1-5]。红花在蒙药处方中出现频率仅次于诃子,在防治肝病的复方中使用最多[1-5]。文冠木、蓝盆花、黑冰片等则在中药中很少用,而在蒙、藏药中较常用。为阐明民族医药散剂用药方式中蕴藏的科学内涵及特点,本文以蒙药复方古日古木-7(G-7)及单味药材文冠木的研究为例,从药代动力学和药效学角度综述分析水煎剂和散剂(或甲醇提取物)的区别和原理。

1 灌胃G-7水提物、诃子水提物纯成分后诃子主成分的药代动力学性质

G-7的组成:红花25 g、石膏15 g、麻黄15 g、紫花地丁15 g、诃子15 g、蓝盆花(蓝菊花)10 g、木通10 g[6]。G-7相当于藏药中的七味红花殊胜丸[红花、天竺黄、獐牙菜、诃子(去核)、麻黄、木香马兜铃、绿绒蒿]。

从G-7的组成药材中分离鉴定出50多种成分,包括新化合物,其结构通过多种光谱法确定[7-11]。其中蓝盆花中的三萜和黄酮成分有抗α-葡萄糖苷酶活性;红花黄酮的苷元比其苷有更强的抗氧化活性;蓝盆花中的绿原酸和3,5-二咖啡奎宁酸有抗丙肝病毒作用。紫花地丁中的双香豆素——5,5′-二秦皮乙素[5,5′-bi(6,7-dihydroxycoumarin)]有较强的抑制丙肝病毒蛋白酶作用,丙肝病毒蛋白酶半数抑制浓度(IC50)为1.4 μm;蓝盆花中的熊果酸(ursolic acid)也有抑制丙肝病毒蛋白酶活性(IC50=35.0 μm)。诃子中的多酚类成分大多吸收好且具有抗丙肝病毒蛋白酶活性。诃子主要成分IC50分别为:木麻黄鞣宁(casuarinin)9.6 μm、没食子酸(gallic acid)382.4 μm、鞣花酸(ellagic acid)56.3 μm、诃黎勒酸(chebulagic acid)5.2 μm、诃子裂酸(chebulic acid)182.6 μm、柯里拉京(corilagin)31.5 μm、诃子鞣质B(chemeinin B)67.2 μm、5-没食子酰莽草酸(5-O-galloylshikimic acid)214.7 μm、诃子鞣质A(chemeinin A)59.7 μm、五没食子酰葡萄糖(pentagolloyl glucose)10.6 μm。这些成分中,木麻黄鞣宁和诃黎勒酸的活性最强。

蒙药的用药方式包括汤剂(水提液)和散剂(药材粉末),Gao等[12]研究了相当于汤剂的水提物在体内吸收情况。给大鼠经口给药诃子或G-7水提物后,7种诃子活性成分吸收良好,进一步研究了诃子成分的药代动力学性质,比较了给药纯品没食子酸或鞣花酸与给药诃子或G-7水提物后主要成分的药代动力学差异。结果显示,给药诃子时没食子酸和鞣花酸的AUC0~10 h分别为给药纯品化合物时的2.3和7.5倍。给药G-7后,在血浆中可明显检测到没食子酸、鞣花酸、诃黎勒酸、诃子酸、柯里拉京、诃子鞣质B及5-没食子酰莽草酸(这7种成分的结构见图1),其中诃子酸和没食子酸的血药浓度-时间曲线下面积(AUC0~10 h)最大。给药G-7复方与单味药材诃子相比,这7个成分的药代动力学性质发生了明显变化。给药G-7复方后各成分的AUC0~10 h值分别达到给药单味药材诃子的倍数为:没食子酸2.6倍,鞣花酸0.6倍,诃子鞣质B 18.1倍,诃子裂酸10.3倍,柯里拉京1.0倍,5-没食子酰莽草酸3.7倍,诃黎勒酸3.0倍。除鞣花酸和柯里拉京外,其他5种成分在给药G-7复方后AUC0~10 h均比给药单味药材诃子显著增大。除鞣花酸外,其他6种成分的最大血药浓度(Cmax)也在给药G-7复方时明显增大,达到给药单味药材诃子时的倍数分别为:没食子酸2.5倍,诃子鞣质B 10.4倍,诃子裂酸20.2倍,柯里拉京3.1倍,5-没食子酰莽草酸5.5倍,诃黎勒酸2.6倍。给药G-7复方与单味药材诃子相比,鞣花酸的AUC0~10 h及Cmax虽然没有增加,但其达峰时间(Tmax)明显缩短(复方时0.5 h,单味药材诃子1.0 h)。其他6种成分的达峰时间也均比给药单味药材诃子时显著缩短。上述结果说明G-7复方配伍后可增加多数诃子活性成分在体内的生物利用度,促进其更快更有效地吸收。

图1 诃子主要入血活性成分的化学结构

为了探讨G-7复方中的其他药材是否含有这几种活性成分以及是否影响这些成分的提取率,分析了这些成分在3种提取物中的含量。结果发现,G6(复方G-7除去诃子外的其他药材配伍)提取物中检测不到鞣花酸、诃黎勒酸、柯里拉京、诃子鞣质B及5-没食子酰莽草酸,仅检测到很少量的诃子裂酸和没食子酸,分别相当于复方G-7中这2个化合物含量的0.6%和2.8%,说明复方中诃子成分体内吸收增加的主要原因不是由于其他药材含有这些成分。比较G-7提取物及诃子单味药材提取物中的成分含量发现,G-7提取物中含有更多的诃子裂酸、没食子酸及5-没食子酰莽草酸,分别是诃子单味药材提取物中这3种成分含量的117.7%、185.2%、174.4%,说明G-7复方中的其他药材可增加这3种诃子活性成分的溶出率,是给药G-7比单独给药诃子时这3种成分体内浓度更大的主要原因之一。

分析大鼠肠内菌与诃子或G-7水提取物培养后这些活性成分的含量变化结果显示,诃子多酚在G-7复方中被代谢分解的速率低于其在诃子中的分解速率,浓度衰减到50%初始浓度的时间均有延长,其中,诃黎勒酸从1 h延长到10 h,诃子裂酸从0.5 h延长到3.5 h。说明经口给药G-7后复方中的其他药材抑制了肠内菌对诃子活性成分的代谢分解速率。

上述结果说明,经口给药G-7后诃子活性成分在体内的浓度较给药诃子后高的原因是复方中这些成分提取率高以及在肠道内代谢分解速率减缓共同作用的结果。

2 G-7主药材粉末及G-7甲醇提取物给药后主成分药代动力学性质

由于许多民族药的主要给药方式为散剂,即中药粉末直接给药,Yerigui等[13]将G-7的主要中药红花粉末直接灌胃大鼠,研究其主要成分的吸收情况。给大鼠灌胃红花粉末后在血中检测到5个主要成分:6-羟基山柰酚-3,6-二葡萄糖苷(6-hydroxykaempferol-3,6-diglucoside)、羟基红花黄色素A(hydroxysafflor yellow A)、红花亲脂性成分(bidenoside C)、绿原酸(chlorogenic acid)、对香豆酸(p-coumaric acid)。其中,bidenoside C的AUC0~24 h面积最大,其次为羟基红花黄色素A,前者是后者的1.39倍[13]。红花亲脂性成分bidenoside C在粉末给药时吸收很好,因此在民族医药中使用含红花的散剂时,bidenoside C在药效方面的贡献值得重视,同时bidenoside C在红花散剂的质量控制中也值得受到重视。

基于以上信息,高杰[14]尝试了G-7粉末直接灌胃大鼠,但由于G-7由7味药材组成,定量其吸收入血成分所需粉末量超过了大鼠灌胃最大量,体积太大超过了大鼠灌胃最大量,考虑到甲醇既能提取出亲水性成分又可提取出亲脂性成分,因此,给大鼠灌胃G-7甲醇提取物,从而研究其主要成分的药代动力学情况。结果显示,经口给药G-7复方甲醇提取物后,bidenoside C在红花的3个成分中AUC0~10 h最大;灌胃G-7甲醇提取物后诃子主要成分的AUC0~10 h值从大到小的顺序为:诃子裂酸>诃黎勒酸>鞣花酸>诃子鞣质B >5-没食子酰莽草酸>柯里拉京>没食子酸,而灌胃G-7水煎剂后诃子主要成分的AUC0~10 h值从大到小的顺序为:诃子裂酸>诃黎勒酸>没食子酸>鞣花酸>诃子鞣质B>5-没食子酰莽草酸>柯里拉京。灌胃G-7甲醇提取物时,亲脂性的鞣花酸的AUC0~10 h>亲水性的没食子酸,而灌胃水煎剂时没食子酸的AUC0~10 h>鞣花酸。

3 G-7保肝活性组分的主要成分

G-7被广泛应用于肝病的治疗,但其用量较大且成分复杂,不易进行准确的质量控制以保持疗效稳定。许海燕等[15]通过对G-7的甲醇提取物进行分段,找到了G-7的保肝活性部位(大孔树脂分离的甲醇洗脱部分,MF)。研究了其对四氯化碳(CCl4)所致小鼠肝损伤的保护作用,并用高效液质联用仪(UPLC-MS)分析了MF中的活性成分。结果显示,连续给MF(66、132、264 mg·kg-1)4 d,每天1次,可以抑制CCl4诱导的小鼠肝脏组织病理学变化和血清转氨酶水平的改变,并且具有一定的量效关系。给模型小鼠264 mg·kg-1的MF可显著降低丙氨酸转氨酶(ALT)水平(较模型组,P<0.05),极显著降低天冬氨酸转氨酶(AST)水平(较模型组,P<0.01)。高剂量MF给药组的超氧化物歧化酶(SOD)较CCl4组显著增加(P<0.01),而丙二醛(MDA)较CCl4组水平极显著降低(P<0.01)。G-7复方的粉末3个剂量(270.84、514.68、1 083.36 mg·kg-1)直接灌胃模型小鼠时,只有1 083.36 mg·kg-1时显著降低AST水平(较模型组,P<0.05)。说明,通过大孔树脂可得到G-7的保肝活性部位MF,大幅降低有效剂量。

定量分析显示,MF含有大量的鞣花酸(297.97 mg·g-1)、木犀草素与其糖苷(35.10 mg·g-1)、芹菜素与其糖苷(>30 mg·g-1)、熊果酸(14.91 mg·g-1)、bidenoside C(8.75 mg·g-1)、黄烷-3-醇聚合物(15.64 mg·g-1的原花青素A2相当量)。值得一提的是,大孔树脂分段时,98%以上的麻黄碱类成分被甲醇-水1∶1洗脱,使得甲醇洗脱得到的MF中麻黄碱类成分的含量很少,减少了其拟肾上腺素作用。另一方面,麻黄的黄烷3-醇成分仍有较大量存在于MF部分。与G-7相比,MF的有效量和所含成分数量都大幅减少,为开发用量少并且易于质量控制的新型保肝药物提供了科学数据。

MF为G-7的保肝活性部分,其中不仅有亲水性较强的黄烷3-醇成分,更有较多的亲脂性和难溶性成分,如鞣花酸、熊果酸等。鞣花酸及熊果酸是已知的保肝活性成分;黄烷3-醇及黄酮类化合物有抗氧化及清除自由基活性,也有利于保护肝脏。G-7复方含有水溶性不好的保肝及抗氧化成分,这可能是蒙药临床使用G-7时主要以散剂方式为主的科学基础。

4 文冠木粉末与甲醇提取物给药后主成分的药代动力学性质

文冠木XanthocerassorbifoliaBunge是无患子科植物,主要分布在辽宁、河北、内蒙古等地。其干燥茎干为传统蒙药,用于治疗风湿、痛风等。文冠木含有黄酮、三萜、缩合鞣质等成分[16-19]。Wu等[20]对文冠木提取物及全粉给药的大鼠体内的药代动力学性质进行研究,发现表儿茶素(epicatechin)、二氢杨梅素(dihydromyricetin)、文冠酸(xanthocerasic acid)等为主要入血成分(见图2)。

比较了文冠木粉末及其提取物灌胃后其化学成分的药代动力学性质[20]。由于灌胃体积的限制,可以灌胃给大鼠的最大剂量为5 g·kg-1文冠木粉。为了比较,将相应量的甲醇提取物(500 mg·kg-1)灌胃给大鼠。血浆中主要文冠木成分表儿茶素、二氢杨梅素和文冠酸的药代动力学性质见表1。

灌胃文冠木粉末后,三萜成分文冠酸的AUC0~10 h和Cmax值比提取物小,推测是由于文冠酸的亲脂性高,甲醇比消化液从药材粉末中提取文冠酸更完全。文冠木粉末组文冠酸的Tmax比提取物组长,反映了浸提所需时间。

灌胃文冠木粉末组的表儿茶素AUC0~10 h值和Cmax显著高于提取物组(分别为1.1和1.2倍)。在文冠木粉组中还观察到较长的平均驻留时间(MRT)和t1/2,这表明当施用文冠木粉时,组分的吸收速率较慢。文冠木中含有以表儿茶素为延伸单元的大分子鞣质,由于其高分子特性,不能用溶剂提取出来。推测大分子鞣质在体内降解为其组成单元——表儿茶素。MRT和t1/2的延长也归因于降解大分子释放表儿茶素所需的时间。

图2 文冠木的主要入血活性成分的化学结构

药物代谢参数表儿茶素二氢杨梅素文冠酸FMTQFMTQFMTQAUC0~10 h/μg·L-1·h-11 367.6±23.7∗1 249.6±5.2605.9±5.0602.4±5.13 339.1±149.1∗∗6 034.8±134.1AUC0~∞/μg·L-1·h-11 373.2±26.21 250.4±5.9673.2±6.1662.6±6.13 347.6±155.4 6 375.8±183.1MRT0~∞/h 19.2±2.412.3±3.116.7±2.615.5±2.05.7±1.65.5±0.4t1/2/h 13.6±0.88.5±2.913.8±3.711.3±3.09.5±2.66.6±0.7Tmax/h0.5±0.00.5±0.00.3±0.00.5±0.02.0±0.01.0±0.0Cmax/μg·L-1186.3±9.7 151.0±4.785.9±4.972.4±1.5483.0±17.8 1 219.2±11.9 CL/F/L·h-1·kg-10.5±0.40.6±0.20.5±0.31.6±0.40.1±0.00.1±0.0

注:FM为粉末组(5 g·kg-1);TQ为提取物组(500 mg·kg-1);*与TQ组相比差异有统计学意义(P<0.05);**与TQ组相比差异有统计学意义(P<0.01)。

为了模拟大分子鞣质的体内降解过程,Wu等[20]用人工消化液对文冠木粉末和提取物分别进行了体外培养。培养5 h后,文冠木粉末在胃液培养液中的表儿茶素浓度(286.6 μmol·L-1)显著高于提取物在胃液中的表儿茶素浓度(206.2 μmol·L-1)。说明文冠木粉中的缩合鞣质被胃液降解为其组成单位——表儿茶素(见图 3)。

5 小结与展望

综上,G-7含有多种活性成分,其中诃子多酚类是抗丙肝病毒蛋白酶的活性成分。大鼠经口给药G-7后,多数诃子活性成分的吸收比给药同量的单味药或纯品化合物时更好。复方G-7保肝活性部位MF主要含鞣花酸、熊果酸、bidenoside C、木犀草素及其葡萄糖苷、黄烷-3-醇成分等。给大鼠灌胃G-7甲醇提取物时鞣花酸的AUC0~10 h>没食子酸,而灌胃水煎剂时亲水性的没食子酸AUC0~10 h>鞣花酸。

亲脂性成分难溶于水,在水煎剂中浓度小,直接导致服用水煎剂后亲脂性成分吸收少。如果某种中药含有毒性较大的脂溶性成分,水煎剂可避免其毒性作用。对于一些基本没有毒性的中药,民族医药以中药全粉的散剂给药会比水煎剂给药入血较多的亲脂性成分,这些亲脂性成分会对体内药效起到不可忽视的作用。除了亲脂性成分外,一些与细胞壁结合的成分或大分子成分(简称不可提取成分)难以被溶剂提取,但在中药全粉的散剂给药时能够在体内降解吸收,如文冠木的大分子缩合鞣质受胃液作用转化成表儿茶素吸收。中药全粉的散剂给药时,不可提取成分在体内消化降解产生可吸收的小分子也会对药效有所贡献。

图3 文冠木不可提取的大分子缩合鞣质受胃液作用转化成表儿茶素的示意图

民族药散剂的体内药效物质基础与汤剂有所不同,这可能是民族医药有时用与中药相同的药材治疗与中药用途不同的疾病的科学原理。民族药散剂的体内代谢物值得深入研究;民族药散剂的主要质量控制指标成分可能与汤剂不同,也值得深入探讨。

另外,进一步研究民族药的亲脂性成分和大分子难溶性成分将有望找到新的活性物质并挖掘出民族特色药和特色用药方式中蕴含的深刻科学内涵。

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