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第四节
排泄研究

排泄作为药物体内消除过程的最后一个环节,是指药物经机体吸收、分布及代谢等一系列过程后以原型或代谢物的形式随尿液、粪便等排出体外的过程。排泄作为药物代谢动力学的一个重要过程,与药物的药效、药效维持时间和药物毒副作用都有着密切的联系,当药物的排泄率较高时,生物体内药物浓度迅速降低,可能导致药效降低;而当药物的排泄率过低时,生物体内药物浓度较高,则可能产生毒副作用。因此,研究药物的排泄更有助于了解药物在体内的代谢特点,而且可以根据不同排泄途径的差异,结合主要代谢器官的功能情况调整药物的临床用量。本研究主要考察隔山消中4种主要活性成分(青阳参苷元、去酰基萝藦苷元、白首乌二苯酮和东莨菪内酯)在大鼠体内的排泄动力学过程及其差异,旨在更好地为隔山消的深入开发及临床应用提供参考。

一、色谱条件

同“第三节”“一、色谱条件”项。

二、质谱条件

同“第三节”“二、质谱条件”项。

三、排泄样品的收集

(一)尿液和粪便样品收集

取代谢笼,放入SD大鼠,自由饮水,于给药前禁食12h,对空白尿液及粪便进行收集。按0.1g/100g的剂量灌胃隔山消提取物,给药后收集各时间段(0~4h、4~8h、8~12h、12~24h、24~36h、36~48h、48~60h、60~72h、72~84h)尿液及粪便样品,然后对收集的尿液体积进行计量,并称量50℃烘干后粪便的重量,记录。保存到-80℃冰箱中,备用。

(二)胆汁样品收集

取禁食(12h)但不禁水的大鼠,共6只,以剂量为1.0~1.2g/kg乌拉坦腹腔注射麻醉大鼠,于手术板上仰卧固定,开腹,小心分离出胆管,在胆管上切口,之后插入内径为1.5mm的硅胶管,固定胆管插管并用手术线缝合。按0.1g/100g的剂量灌胃隔山消提取物,给药后分段(各时间段分别为0~2h、2~4h、4~6h、6~8h、8~12h、12~24h、24~36h)收集并记录胆汁样品体积,置于-80℃冰箱中储存,备用。

四、样品处理方法

(一)尿液样品处理方法

取200µL大鼠尿液,分别加入20µL 1%甲酸水、20μL浓度为201.10ng/mL 的葛根素内标,涡混后加入800µL乙腈,涡混5min,超声10min(40Hz),15000rpm离心10min,转移上清液。残渣再用800µL乙腈涡混5min,超声10min(40Hz),15000rpm离心10min。合并两次上清液并于37℃下在氮吹仪中吹干,吹干样品用200µL 50%甲醇水超声复溶,15000rpm离心10min,转移上清液进UPLC-MS/MS分析。

(二)粪便样品处理方法

称取0.25g烘干研磨后的大鼠粪便样品,加入4倍量生理盐水,制成25%的粪便匀浆液,涡混3min,超声10min,12000rpm离心10min后分离上清液。取上述粪便上清液200µL,分别加入20µL 1%甲酸水、20μL浓度为201.10ng/mL 的葛根素溶液,涡混后加入800µL乙酸乙酯萃取,涡混5min,超声10min(40Hz),15000rpm离心10min,转移上清液,下层液体再用800µL乙酸乙酯涡混5min,超声10min,15000rpm离心10min。合并两次上清液,用氮吹仪在37℃下吹干,吹干样品用200µL 50%甲醇水超声复溶,15000rpm离心10min,转移上清液进UPLC-MS/MS分析。

(三)胆汁样品处理方法

取200µL大鼠胆汁样品,置于1.5mL离心管中,其余同“粪便处理方法”。

五、数据处理

运用Excel软件处理数据,大鼠尿液、粪便、胆汁中青阳参苷元、去酰基萝藦苷元、白首乌二苯酮和东莨菪内酯的累积排泄率=累积排泄量/(给药量×提取物中对应成分的含量)×100%。数据结果用 ± s 表示,用独立样本t检验进行组间比较, P <0.05计为有统计学意义。

六、隔山消提取物的尿液排泄结果

给大鼠灌胃隔山消提取物后,青阳参苷元等4种成分均可在大鼠尿液中检测到。结果显示,东莨菪内酯等4种成分在给药后84h内经尿液的排泄量均较低,其中青阳参苷元的累积尿液排泄量在4种成分中最小,不足给药量的0.1%;去酰基萝藦苷元在尿液中的累积排泄量在4种成分中最高,约占给药量的6.7%;白首乌二苯酮不足给药量的1.0%;东莨菪内酯不足给药量的1.0%。(图3-9,表3-14)

图3-9 大鼠尿液中4种成分的排泄情况( ± s n =6)

A.青阳参苷元;B.去酰基萝藦苷元;C.白首乌二苯酮;D.东莨菪内酯。

七、隔山消提取物的粪便排泄结果

东莨菪内酯等4种成分均可在大鼠粪便中检测到。结果显示,东莨菪内酯等4种成分在给药后84h内经粪便排泄的量均较低,其中东莨菪内酯、青阳参苷元不足给药量的1.0%;去酰基萝藦苷元不足给药量的2.0%;白首乌二苯酮不足给药量的0.6%。(图3-10,表3-14)

图3-10 大鼠粪便中4种成分的排泄情况( ± s n =6)

A.青阳参苷元;B.去酰基萝藦苷元;C.白首乌二苯酮;D.东莨菪内酯。

八、隔山消提取物的胆汁排泄结果

在胆汁中青阳参苷元等4种成分在给药后36h内的排泄量均较低,其中青阳参苷元、去酰基萝摩苷元、东莨菪内酯均不足给药量的0.3%;白首乌二苯酮不足给药量的0.005%。(图3-11,表3-14)

图3-11 大鼠胆汁中4种成分的排泄情况( ± s n =6)

A.青阳参苷元;B.去酰基萝藦苷元;C.白首乌二苯酮;D.东莨菪内酯。

综上,除粪便中的白首乌二苯酮外,84h内青阳参苷元等成分在尿液、粪便和胆汁中均未达到坪值;同时计算大鼠口服隔山消提取物后84h内各成分在尿液、粪便和给药后36h胆汁中的累积排泄量及累积排泄率,结果见表3-14。

表3-14 大鼠口服隔山消提取物后4种成分在尿液、粪便和胆汁中的排泄情况( ± s n =6)

九、讨论

中药化学成分复杂且含量一般较低,进入体内的量较少,超高液相色谱-质谱联用技术因其强大的分离分析能力、快捷的分析速度、较高的灵敏度而成为目前中药药物代谢动力学研究中首选的分析方法。样品前处理方法是中药生物样品化学分析必不可少的环节,而优良的样品前处理方法可保护色谱柱,使测定成分的可行性更高、分析结果更准确、精密度更好。液-液萃取法和蛋白沉淀法是高效液相色谱-质谱联用法中常用的样品处理方法,而且比较简便、快捷。在选择样品处理方法时,首先对尿液、粪便(生理盐水溶解后取上清液)和胆汁用乙腈、甲醇蛋白沉淀法和乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取法,以及处理次数、流动相梯度进行考察,综合考虑各成分的提取回收率和基质效应,最终选择尿液用乙腈、粪便和胆汁用乙酸乙酯进行2次样品处理。同时,发现尿液基质对去酰基萝藦苷元和东莨菪内酯的MS强度有一定抑制作用(基质效应55.49%~64.54%, RSD 不大于8%)。根据2007年“定量生物分析方法研讨会”报道的基质效应变异系数不得大于15%,说明本方法稳定。

通过比较尿液、粪便和胆汁的排泄结果发现,灌胃给予隔山消提取物后,青阳参苷元经粪便的累积排泄率最高(达到0.32%),尿液中最低(不足给药量的0.1%),提示青阳参苷元在体内有较为广泛的代谢途径,未经代谢的青阳参苷元主要经粪便排泄。去酰基萝藦苷元在大鼠尿液、粪便及胆汁中的累积排泄率均大于其他成分,其原因可能为:①去酰基萝藦苷元在隔山消提取物中的含量最高(隔山消提取物中各成分的含量由高到低依次为:去酰基萝藦苷元>青阳参苷元>白首乌二苯酮>东莨菪内酯)。②去酰基萝藦苷元和青阳参苷元都为C 21 甾体化合物。青阳参苷元的C-12位酯键可能会断裂形成去酰基萝藦苷元代谢产物。去酰基萝藦苷元经尿液的累积排泄率最高(达到6.70%),胆汁中最低(不足给药量的0.2%),提示去酰基萝藦苷元经口服给药后主要经尿液排泄,这与其在肾组织中含量较高相对应。白首乌二苯酮的累积排泄率在尿液(0.20%)、粪便(0.41%)中最高,胆汁(不足给药量的0.005%)中最低,提示白首乌二苯酮在体内经广泛代谢后,未经代谢的部分主要经粪便排泄。东莨菪内酯在尿液、粪便和胆汁中的累积排泄率不足3%。有研究显示,东莨菪内酯在大鼠体内胃肠道的吸收能力和代谢功能很强;静脉注射东莨菪内酯可发生还原、异构、葡萄糖醛酸化和磺酸化反应生成代谢产物;大鼠肝微粒体孵育体系中可发生脱甲基化和葡萄糖醛酸化反应。提示东莨菪内酯经口服给药后大部分以代谢物形式排泄,少部分原型成分主要随尿液(占给药量0.83%)排泄,较少部分直接经粪便(占给药量的0.72%)排泄。 tqI+E7b6I6/GZPkBdmIN3qdj3DQ5osaMlQbKPaJMjDuAHC/zzfEYZzMuZl6oh7Q6

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