任永申,張霏霏,白 杰,劉 鵬,雷 蕾,劉新橋
(中南民族大學藥學院,湖北 武漢 430074)
桃膠是桃樹薔薇科植物桃 Prunus persica(L.) Batsch或山桃Prunus davidiana(Carr.)Franch.的樹干受損傷如蟲咬、切傷等或致病后分泌出來的膠質(zhì)半透明物質(zhì),經(jīng)過陽光暴曬或自然風干等途徑獲得的固態(tài)物質(zhì)稱為原桃膠,呈半透明的棕黃色[1].桃膠屬樹膠類物質(zhì),主要成分為多糖,其多糖含量高達90%以上,具有多糖類物質(zhì)的一般性質(zhì).《唐本草》記載:“桃膠,味甘苦,平,無毒,主下石淋,破血,中惡疰忤”.《本經(jīng)逢源》指出“桃樹上膠,最通津液,能治血淋、石淋”.現(xiàn)代研究證實多糖的藥理作用十分廣泛,具有提高免疫、抗腫瘤、清除自由基、抗衰老、抗感染、降血脂、降血糖等作用,但對其利尿通淋作用尚缺乏研究.同時,由于原桃膠在水中的溶解度較低,因而限制了其廣泛應(yīng)用[2].為了提高其溶解度以及保護生物、化學和物理性質(zhì),本文采用水提醇沉法制備水溶性桃膠多糖,采用DNS法測定多糖并含量,并采用紅外光譜法測定桃膠多糖化學特征圖譜,并采用水負荷模型考察其利尿作用,以期為桃膠的藥效作用研究及開發(fā)利用提供新的科學依據(jù)[3].
原桃膠(購自亳州藥材市場,由中南民族大學藥學院劉新橋副教授鑒定為桃 Prunus persica(L.)Batsch的膠狀分泌物).
KM小鼠,雌性,體重20~22 g,由湖北省疾病預防控制中心提供,動物許可證號:SCXK(鄂)2015-0018.小鼠飼養(yǎng)于SPF級動物實驗室,自由采食飲水,執(zhí)行12小時明暗循環(huán),室溫23~25℃,相對濕度40%~70%.
D-木糖對照品(50mg/支,中國食品藥品檢定研究院),DNS試劑實驗室自制,呋塞米片(規(guī)格為20mg/片,江蘇亞邦愛普森藥業(yè)有限公司),Na試劑(批號:20180702),K 試劑盒(批號:20180714),Cl試劑盒(批號:20180714),超微量 ATP 酶(Na+-K+-ATP酶)測試盒(批號:20180714),以上試劑盒全購自于南京建成生物工程研究所.
全波長酶標儀(Multiskan Go,賽默飛世爾科技公司),傅立葉變換紅外 (FTIR)光譜(Thermo Fisher Scientific),旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-2000A,上海亞榮生化儀器廠),UV-8000型紫外可見分光光度計(上海元析儀器有限公司).
稱取原桃膠50 g,用打粉機打磨成粉,過80目藥典篩,用所篩桃膠粉按料液比1:100進行蒸餾水回流提取.首先,將過篩后的桃膠粉與蒸餾水按1:100料液比于60℃烘箱中浸泡30 h(浸脹完全),之后加熱回流煮沸5 h.隨后用多層紗布連續(xù)抽濾兩次桃膠水解液,除去不可溶的雜質(zhì).將抽濾所得的桃膠水解液濃縮至原體積的1/5,采用Sevag試劑(氯仿:正丁醇=4:1)多次萃取,除去蛋白;然后水浴加熱去除蛋白的桃膠水解液,用30%H2O2脫色至無氣泡產(chǎn)生后,再次濃縮至原體積的1/5;再用90%的乙醇沉淀過夜,8000 rpm/min離心20 min,得沉淀,即為桃膠多糖(Peach Gum Polysaccharides,PGP);將桃膠多糖置于60℃烘箱中烘干,粉碎,貯存?zhèn)溆肹4].
2.2.1 桃膠多糖的含量測定
(1)D-木糖標準曲線的繪制
精密稱取干燥恒重D-木糖適量,加水溶解,配制成 400.0 mg/L,精密移取木糖對照液 0、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mL,置于具塞試管中,分別加水至2 mL,加入1.5 mLDNS試劑,搖勻,于沸水中浴中加熱5 min,取出后迅速冷卻,于500 nm下測定其吸光度.以對照品濃度與吸光度值作標準曲線.
(2)多糖含量的測定
稱取適量干燥的桃膠多糖粉末,加水配制成400 mg/L,精密移取0.5 mL置具塞試管中,加水至2 mL,加入1.5 mLDNS試劑,搖勻,于沸水中加熱5 min后迅速取出,并于5000 nm下測定其吸光度.代入上述標準曲線中即得多糖含量.
2.2.2 桃膠多糖的紅外光譜指紋圖譜建立方法
取干燥的桃膠多糖粉末2 mg,與KBr粉末混合壓片制樣,F(xiàn)T-IR對樣品在400~4000 cm-1范圍內(nèi)進行掃描,得到圖1所示的紅外光譜圖.
小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)三天后開始實驗.實驗前取健康小鼠,預先置于代謝籠中使其適應(yīng)環(huán)境,灌胃給予生理鹽水(劑量為0.1 mL/10g),觀察自由飲水條件下動物尿量是否穩(wěn)定.收集3 h內(nèi)尿量,挑選尿量達到灌入純凈水量40%以上的動物,用于利尿?qū)嶒炑芯?
實驗前稱量小鼠體重,選取20~25 g健康昆明小鼠25只,隨機均分為正常組、呋塞米對照組(30 mg/kg),桃膠多糖高(6 g/kg)、中(4 g/kg)、低(2 g/kg)劑量組,每組5只.動物禁食不禁水15 h,每只給予腹腔注射生理鹽水1 mL,30 min后各組別按照組別所對應(yīng)的劑量灌胃給藥[5].給藥后輕輕壓迫小鼠下腹(膀胱所對應(yīng)的位置),排盡膀胱中余尿,然后將小鼠置玻璃漏斗中,上方蓋上培養(yǎng)皿厚蓋,漏斗尖嘴插入錐形瓶中,用以收集尿液.每間隔1 h即開始收取小鼠尿液,此過程共進行4 h,連續(xù)進行6 d.記錄每1小時所對應(yīng)小鼠的尿量,隨后3 500 rpm/min離心10 min,凍存于-80℃冰箱中,備用[6-7].收集最后一天給藥后4 h內(nèi)的總尿液,按各試劑盒方法測史各組小鼠尿液電解質(zhì)鈉、鉀、氯離子濃度,腎臟Na+-K+-ATP酶活力.
由木糖對照品的吸光度和濃度作圖,得標準曲線Y = 0.0019X + 0.1386 (R2=0.9991)(eq1).通過計算,得桃膠多糖的含糖量為96.30%,提示制備得到的桃膠多糖純度較高.
紅外光譜顯示,在波數(shù)3 398.57 cm-1處的強吸收峰為-OH的伸縮振動,2 933.73 cm-1處為-CH2的非對稱伸縮振動,而在1 624.06 cm-1帶有許多小鋸齒狀的中強度吸收峰,為桃膠多糖中-CHO的特征吸收峰.1 419.61-1 200.00 cm-1之間有較大的鋸齒狀吸收峰,說明有苯環(huán)的三個特征骨架振動,而在1 043.49cm-1處有較強吸收峰,表明有C-O-C的伸縮振動.
圖1 桃膠多糖的紅外光譜圖Fig.1 FT-IR spectrum of PGP
與正常對照組比較,桃膠多糖各不同給藥組和呋塞米組在小鼠給藥后 1 h內(nèi)尿量明顯增加 (P<0.01);桃膠多糖高、中劑量組在小鼠給藥2 h后尿量也明顯增多(P<0.001,P<0.05);2 h過后,呋塞米組和桃膠多糖低、中劑量組相比于空白組無顯著增加,說明這幾組對小鼠尿量增加無穩(wěn)定持續(xù)的利尿作用;而桃膠多糖高劑量組(6 g/kg)小鼠給藥后4 h內(nèi)尿量明顯增加(P<0.001或P<0.01或P<0.05),表明桃膠多糖具有明顯且持續(xù)的利尿作用.桃膠多糖各劑量組在小鼠給藥后0~1 h的尿量與呋塞米組比較有顯著性差異(P<0.05),表明桃膠多糖利尿作用較呋塞米緩和.桃膠多糖高劑量組相比于呋塞米在2-3 h具有顯著性差異(P<0.05),表明桃膠多糖高劑量組對小鼠的利尿作用持續(xù)時間較長.綜上,可以得到桃膠多糖各給藥組的利尿作用則較為均勻持久,且對機體的刺激性相比于呋塞米來說也較小.結(jié)果見表1.
表1 不同劑量PGP對小鼠利尿作用結(jié)果Table 1 The diuretic effect of different doses of PGP in mice
與空白對照組比較,PGP各不同劑量組和呋塞米皆可以顯著增加小鼠尿液中的Na+含量(P<0.01或P<0.05),在K+排量上,在 Cl-排量上,與空白組相比,各給藥組都無顯著性差異,但呋塞米相比于空白組而言其Cl-含量有所升高,由于小鼠之間個體差異的影響,未能較好體現(xiàn)出呋塞米排Cl-的作用.而PGP各不同劑量組對小鼠尿液中Cl-排量無較大影響.結(jié)果見表2.
與空白組相比,呋塞米給藥組腎臟組織中Na+-K+-ATP酶活力有顯著性差異(P<0.05),其余各桃膠多糖不同劑量組無顯著性差異,結(jié)果如表3.
表3 PGP不同劑量組對小鼠腎臟Na+-K+-ATP酶活力的影響Table 3 Effects of different doses of PGP on Na+-K+-ATPase activity in mice kidney
中藥利尿通淋藥常用于治療水濕壅盛型癃閉、淋濁、水腫、泄瀉等[8],是探索開發(fā)利尿藥的重要依據(jù).本文制備得到純度較高的桃膠多糖,水溶性較好,色澤均勻,并對其含量和化學特征圖譜進行測定,對質(zhì)量進行表征,有利于后期產(chǎn)品的開發(fā).傳統(tǒng)文獻記載桃膠具有利尿通淋作用,但其主要成分桃膠多糖的利尿作用及其機制尚未報道,本研究選取尿量、尿液離子、Na+-K+-ATP等指標對PGP利尿作用及機制開展探索研究[9].結(jié)果表明,PGP低、中、高劑量組對于生理鹽水負荷小鼠均有較明顯的利尿作用,且作用較為均勻持久,不會導致體內(nèi)電解質(zhì)紊亂且不受體內(nèi)酸堿平衡變化的影響.
呋塞米為髓袢利尿藥[10].呋塞米在1~2h利尿作用較明顯,屬于強效利尿藥,這一點也得到了證實(如表1),但該種藥物可導致低血鉀、低血鈉等副作用.從表2中可以看出,隨著PGP劑量的增加,小鼠尿液中的Na+含量是下降的,而其對Cl-排出量無影響.呋塞米組的 Na+、Cl-排出量及 Na+/K+值均顯著升高,說明3種離子的損失都較為嚴重,易出現(xiàn)低鈉低鉀血癥[11].隨著臨床廣泛應(yīng)用,其配伍禁忌與不良反應(yīng)的報道逐漸增多[12-13].對比臨床常用利尿藥呋塞米,PGP對動物Na+/K+值基本上與空白對照組相等,說明了對小鼠尿液中Na+、K+排出無明顯干擾,可以避免機體電解質(zhì)紊亂,其對于生理鹽水負荷小鼠可通過促進Na+、K+、Cl-的排出,以維持體內(nèi)水電解質(zhì)的平衡[14].
細胞內(nèi)外鈉和鉀離子的交換是通過 Na+-K+-ATP酶來進行的,它有利于維持細胞內(nèi) Na+、K+濃度的相對恒定、保持細胞內(nèi)外環(huán)境適當?shù)臐B透壓平衡.實驗結(jié)果表明,PGP對腎臟組織Na+-K+-ATP酶活力沒有顯著影響,另一方面,PGP給藥組的Na+/K+值和空白組相差不大,無顯著性差異,綜合說明了PGP的利尿作用與改變細胞內(nèi)外滲透壓無明顯的相關(guān)性.另一方面,PGP可能是通過調(diào)節(jié)胃腸蠕動、消化液的分泌、消化道對水的吸收等其他途徑實現(xiàn)的[15].
綜上,現(xiàn)今在臨床上經(jīng)常使用的利尿藥大多數(shù)以呋塞米,噻嗪類等為代表的一系列傳統(tǒng)化學藥物,這些藥物在發(fā)揮利尿作用的同時也經(jīng)常會產(chǎn)生一些不良反應(yīng)(如引起電解質(zhì)代謝紊亂、肝腎毒性等)[16].桃膠多糖與傳統(tǒng)化學藥物比較,不引起機體電解質(zhì)紊亂,不良反應(yīng)輕,作用持久溫和,具有較好的開發(fā)前景,可進一步對其多糖成分進行研究,為開發(fā)中藥利尿藥提供實驗依據(jù).