姜黄素在大鼠单向肠灌流模型和Caco-2细胞模型中的吸收机制研究

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目的:姜黄素有广泛的药理作用,多用于抗炎、抗氧化、抗肿瘤、调节脂质代谢、抗微生物、保护心肌、抗血小板凝聚等;并被广泛用作色素、食品添加剂及调味品等。由于其多靶点、疗效确切和安全性高、肝肠循环等优点,姜黄素极具开发潜力。但其在水中溶解度极小,对光不稳定,以及生物利用度低极大的限制了其应用。鉴于不宜注射给药,口服给药具有相对安全、方便、易于接受的特点,因此口服制剂是姜黄素新药开发的首选剂型。口服药物起效的关键因素在于消化道内的吸收程度与速度,肠转运蛋白与药物代谢酶抑制剂的研究,可通过干预姜黄素肠道的转运和生物转化,提高姜黄素吸收、改善药物药动学特性,以期探讨药物代谢酶和药物转运蛋白对姜黄素吸收的影响,阐明其吸收机制。为将来开发高生物利用度、吸收率较高、低代谢、长效的口服复方姜黄素制剂提供实验依据。方法:大鼠在体肠段单向灌流模型和Caco-2细胞药物吸收模型在国际上是成熟而经典的研究药物在体内外吸收机制的模型和工具。本文利用这两种模型从体内和体外两个方面研究姜黄素的吸收特征。并对比观察Ⅰ相代谢酶CYP4503A4和1A2的抑制剂酮康唑、Ⅱ相代谢酶—葡萄糖醛酸苷酶抑制剂胡椒碱、药物外排性转动蛋白—P-糖蛋白的抑制剂维拉帕米以及肝药酶诱导剂苯巴比妥在这两种模型上对姜黄素吸收的影响,采用大鼠在体肠段单向灌流模型,HPLC法对药物的质量浓度进行检测,分别研究药物不同质量浓度、不同时间点以及吸收部位姜黄素吸收的情况。在此基础上研究CYP3A4和P-gP酶的共同抑制剂酮康唑、P-gP抑制剂维拉帕米、肝药酶诱导剂苯巴比妥和葡萄糖醛酰转移酶(UGTs)抑制剂胡椒碱分别对姜黄素(40μ g/ml)在空肠吸收的药动学参数影响。通过复制和验证Caco-2细胞单层模型,考察时间、浓度、不同酶的作用药物酮康唑、维拉帕米、胡椒碱对姜黄素吸收的影响。采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)法,测定姜黄素通过细胞单层的浓度并计算其表观渗透系数(Papp)。成果:在大鼠单向肠灌流模型中,姜黄素质量浓度对ka有显著性影响(P<0.05),而对Kapp无显著性影响;姜黄素的肠吸收速率随时间出现周期性的波动,且在灌肠达到稳态后1h之内ka的大小顺序为:40μ g/ml>20μ g/ml>80μ g/ml;姜黄素在各肠段的ka和Kapp比较均无明显差异(P>0.05),各肠段的Ka(h-1)为十二指肠>回肠>空肠>结肠;Kapp为十二指肠>空肠>回肠>结肠。肝药酶诱导剂苯巴比妥对姜黄素的吸收具有明显抑制作用(P<0.05);CYP3A4和P-gP酶的共同抑制剂酮康唑、P-gP抑制剂维拉帕米和葡萄糖醛酰转移酶(UGTs)抑制剂胡椒碱均能促进姜黄素的吸收,但无显著性差异(P>0.05)。在Caco-2细胞模型中的结果:与对照组比较,胡椒碱,低浓度酮康唑,维拉帕米对姜黄素的吸收均呈不同程度的促进作用(P<0.05)。从实验结果中也得出姜黄素的吸收具有明显的高浓度饱和现象,且不呈线性变化;与对照组比较,胡椒碱,低浓度酮康唑,维拉帕米对姜黄素的吸收均呈不同程度的促进作用(P<0.05)。结论:从结果可见姜黄素在吸收过程中存在高浓度饱和现象,初步判断姜黄素的吸收为主动转运。且在全肠道吸收较完全,无特定吸收窗也无明显吸收部位。同时,姜黄素存在明显的肝肠循环;因在体模型中动物存在很大的个体差异,以及在实验过程中外界条件的相对波动可能导致实验检测结果存在一定的量的偏差。综合这两种模型可初步得出的结论为:促进姜黄素吸收的原因可能与酮康唑抑制Ⅰ相代谢酶CYP4503A4和1A2酶的活性;胡椒碱抑制姜黄素Ⅱ代谢酶—葡萄糖醛酸苷酶;维拉帕米抑制药物外排性转运蛋白—P-糖蛋白的活性有关。
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