雷艷麗, 謝娜娜, 魯曉麗, 米 佳, 祿 璐, 閆亞美, 曹有龍, 冉林武
(1.寧夏醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,銀川 750004; 2.寧夏醫(yī)科大學(xué)檢驗學(xué)院,銀川 750004; 3.寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞科學(xué)研究所,銀川 750002; 4.寧夏醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院,銀川 750004; 5.寧夏醫(yī)科大學(xué)學(xué)報編輯部,銀川 750004)
枸杞作為一種藥食兩用的植物,廣泛分布于我國寧夏、青海和新疆等地。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認為,枸杞具有“滋肝明目,清肺補腎”的功效[1],現(xiàn)代藥理研究證實其具有調(diào)節(jié)免疫、保肝[2-3]、抗氧化損傷[4]、保護視力[5]等作用。類胡蘿卜素是枸杞中的主要功效成分,97%以上的類胡蘿卜素是以酯化形式存在的[6-7]。其中,僅玉米黃素雙棕櫚酸酯(zeaxanthin dipalmitate,ZDP)的含量即達80%[8]。ZDP 為玉米黃素(zeaxanthin,ZE)的脂肪酸形式,為游離態(tài)ZE 的兩側(cè)羥基分別與棕櫚酸結(jié)合而形成的天然類胡蘿卜素酯。
ZDP 是通過飲食獲得的脂質(zhì)性類胡蘿卜素,人體無法合成[9]。研究[10-11]表明,ZDP 可以改善視網(wǎng)膜病變,并且可以治療肝臟疾病。體外實驗表明,當(dāng)存在胰脂肪酶和羧基酯脂肪酶時,ZDP 的水解速率由1.7%提高到29.5%,在小腸中以游離ZE 的形式被吸收[7,12],而僅加入胰酶和體外消化模型中的胰脂肪酶似乎不足以模擬體內(nèi)消化??诜幬镂章绊懸蛩囟?,但具有服用方便、安全、接受度高等優(yōu)點,為目前最為常見的一種給藥方式。研究影響生物利用度較低的口服藥物吸收的因素,對于提高藥物的吸收率,改善藥物的臨床效果有著重大意義。本研究旨在通過高效液相色譜法(HPLC)測定ZDP 在胃腸道內(nèi)的含量變化,探討口服ZDP 在胃腸道消化吸收及發(fā)揮作用的機制,為進一步開發(fā)ZDP 口服產(chǎn)品提供依據(jù)。
HPLC 儀(Agilent 1260 型)購自美國安捷倫科技公司;濾膜(0.22 μm)購自上海青陽生物科技有限公司;精密天平(Sartorius BP 211D 型)購自德國賽多利斯公司;超純水處理系統(tǒng)(Milli-Q型)購自美國Millipore;離心機(TGL-18C 型)購自上海安亭科學(xué)儀器廠;渦旋混合器購自北京中西遠大科技有限公司。
ZDP 對照品(瑞士CaroteNature 原裝進口,純度為96.9%),ZE(瑞士CaroteNature 原裝進口,純度為95%)、10’-載脂蛋白-β-胡蘿卜素(瑞士CaroteNature 原裝進口,純度為95%),ZDP 提取物(寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞學(xué)研究所,純度為93.3%),二氯甲烷(DCM)、乙腈(ACN)與甲醇(MT)為色譜純購自美國Fisher公司;實驗中用到的水為純凈水。
雄性SD 大鼠,24 只,SPF 級,6~8 周齡,體質(zhì)量200~220 g[寧夏醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心,合格證號:SCXK(寧)2015-0001]。大鼠飼養(yǎng)環(huán)境溫度為18~22 ℃,濕度為40%~70%,保持自然晝夜節(jié)律光照(12 h/12 h),自由攝食飲水。
SD 大鼠24 只(200~220 g),分為空白組和給藥組,適應(yīng)性飼養(yǎng)后,對照組灌胃0.2 mL/100 g生理鹽水,給藥組灌胃ZDP 提取物(低劑量組0.1 mL/100 g、中劑量組0.2 mL/100 g、高劑量組0.4 mL/100 g)。給藥組于90 d 使用代謝籠分籠飼養(yǎng),收集糞便。糞便收集結(jié)束后及時更換籠盒,收集的糞便置于離心管中于-80 ℃冰箱保存。實驗大鼠,禁食不禁水12 h,二氧化碳安樂死后立即打開腹腔,冰上操作,剖開胃、空腸、回腸等,收集其內(nèi)容物置于離心管中于-80 ℃冰箱保存。
2.2.1 色譜條件 色譜柱:Waters YMC C30 column(250 mm×4.6 mm ID,5 μm);流速1.0 mL·min-1;流動相A 為MT∶ACN∶水(82∶14∶4)v;流動相B 為DCM;檢測波長450 nm;進樣體積10 μL,見表1。
表1 HPLC 法測定ZDP 的梯度程序
2.2.2 標準品溶液的配制 精密稱取適量ZDP、ZE、10’-載脂蛋白-β-胡蘿卜素置于10 mL 棕色容量瓶中,加入適量DCM 超聲至完全溶解,DCM定容至刻度,配制成0.1 mg·mL-1的溶液,進樣前經(jīng)0.22 μm 濾膜過濾。
2.2.3 標準曲線的制備 精密移取適量對照品溶液,用DCM 稀釋配成含10’-載脂蛋白-β-胡蘿卜素(0.125、0.25、0.5、1、2、4 μg·mL-1);ZE(10、5、2.5、1.25、0.625、0.125 μg·mL-1);ZDP(10、5、2.5、1.25、0.625、0.125 μg·mL-1)的不同溶液,按2.2.1的色譜條件進樣,記錄色譜圖峰面積。以藥物濃度(X)為自變量,峰面積為因變量進行工作曲線的最小二乘法擬合。
2.2.4 專屬性 選擇雜質(zhì)多、干擾大的糞便作為待測成分的色譜專屬性進行分析,記錄圖譜。
2.3.1 內(nèi)容物的提取 精密稱重各大鼠胃內(nèi)容物、空腸內(nèi)容物、回腸內(nèi)容物,記錄其質(zhì)量,加入200 μL 無水乙醇、200 μL 0.1%維生素C 充分混合均勻。加入600 μL DCM 提?。u旋混合5 min,4 ℃離心,3 000 r·min-1,10 min)。吸取下層液體,使用0.22 μm 有機濾膜過濾后進行HPLC 分析(注:樣品提取過程避光操作)。
2.3.2 糞便中藥物提取 全過程避光條件下操作。精密稱重各組大鼠糞便質(zhì)量,研缽研磨充分后,稱取0.5 g 粉末置于15 mL 離心管中,加入1 mL無水乙醇、1 mL 0.1%維生素C 充分混合均勻。加入2.5 mL DCM 提?。u旋混合5 min,4 ℃離心,3 000 r·min-1,10 min)。吸取下層液體,使用0.22 μm 有機濾膜過濾后進行HPLC 分析。
10’-載脂蛋白-β-胡蘿卜素的回歸方程:y=115.67x+2.396 8,r2=0.999 7;ZE 的回歸方程:y=156.75x+23.568,r2=0.998 7;ZDP 的回歸方程:y=74.971x+12.458,r2=0.999 2。結(jié)果表明,3 種物質(zhì)在一定濃度范圍內(nèi)線性良好。
由圖1 可知,所建立的HPLC 方法能同時檢測10’-載脂蛋白-β-胡蘿卜素、ZE、ZDP 3 種物質(zhì),且不產(chǎn)生干擾,專屬性良好。
圖1 大鼠糞便樣品HPLC 分析圖譜
3.3.1 大鼠胃內(nèi)容物中的藥物含量 由圖2 可知,長期口服ZDP 后,大鼠胃內(nèi)容物中含有ZDP(100~300 μg·g-1),且根據(jù)給藥劑量呈劑量依賴性;胃中所測到的ZE 較少,表明ZDP 在胃內(nèi)容物中消化成ZE 的量較少或者可能性低。
圖2 大鼠口服ZDP 90 d 后胃內(nèi)容物中的藥物含量測定
3.3.2 大鼠空腸內(nèi)容物中的藥物含量 由圖3可知,長期口服ZDP 后,大鼠空腸內(nèi)容物中含有ZDP、ZE,且ZDP 在空腸內(nèi)容中的含量決定了ZE的含量??漳c中ZDP、ZE 的含量是胃內(nèi)容物中的2 倍左右,是由于給藥后24 h 進行采樣,多數(shù)藥物已到達腸道位置。
圖3 口服ZDP 90 d 后大鼠空腸內(nèi)容物中的藥物含量測定
3.3.3 大鼠回腸內(nèi)容物中的藥物含量 由圖4可知,長期口服ZDP 后,大鼠回腸內(nèi)容物中含有ZDP、ZE,低劑量組、中劑量組中ZE 的含量約為ZDP 的10%,高劑量組中ZE 的含量約為ZDP 的25%,且ZE 的含量是低、中劑量組的100 倍,ZDP 在大鼠回腸中的含量決定了ZE 的含量。
圖4 口服ZDP 90 d 后大鼠回腸內(nèi)容物中含量測定
3.3.4 大鼠糞便中的藥物含量 由圖5 可知,口服ZDP 后,糞便中含有大量的ZDP 和少量ZE,排出的ZDP 的含量是ZE 的10 倍左右,表明未被吸收的ZDP 大量地以原形被排出體外。
圖5 大鼠口服ZDP 90 d 后糞便中含量測定
藥物口服后通過胃腸道吸收是一個極為復(fù)雜的生理過程。吸收速率、吸收程度與藥物的分子大小、親水/親脂性等因素緊密相關(guān),適宜的親水/親脂性有助于藥物跨過黏膜進而被吸收[13]。本研究在大鼠灌胃ZDP 后,給予不同劑量的ZDP后,測定胃腸道內(nèi)容物,含量與給藥劑量呈正比,提示ZDP 在胃內(nèi)不易受環(huán)境及蛋白酶的影響,很少被分解為ZE。測定空腸、回腸內(nèi)容物,結(jié)果表明,ZDP 在腸道內(nèi)分解,產(chǎn)生了ZE,但具體影響其代謝行為的因素還不明確,可能是腸道內(nèi)的環(huán)境及細菌共同作用的結(jié)果。糞便中,ZDP 原形排出的含量是ZE 的10 倍左右,表明ZDP 吸收后以一定ZE 的形式存在,不被吸收的ZDP 及未轉(zhuǎn)換成ZE 的剩余ZDP 將以大量的ZDP 原形通過糞便排出。ZDP 作為親脂性的類胡蘿卜素,體外實驗表明,脂肪酶和羧基酯脂肪酶在小腸中將ZDP 水解成游離的ZE,即在小腸中被吸收[2,7]。并且腸上皮細胞中沒有檢測到ZDP 的存在,僅有一定游離的ZE 和ZE 單酯[14],同時證明了腸道中的ZDP 確實會轉(zhuǎn)化成ZE。
本研究發(fā)現(xiàn),ZDP 口服后在腸道中轉(zhuǎn)換成ZE 的過程與劑量相關(guān),高劑量組在回腸中的ZE含量最高。另一項研究顯示,人體受試者攝入ZDP 和ZE 后,在收集的血液樣本中未檢測到ZDP;然而,與非酯化ZE 的攝入相比,ZDP 組血液中的ZE 含量更高,該研究假設(shè)ZDP 的非極性性質(zhì),在脂肪酶活性激活之前形成有效的膠束而發(fā)揮作用[15]。相應(yīng)地,健康的老年受試者以牛奶為基礎(chǔ)的枸杞子配方補充90 d 后使血漿中的ZE 增加了26%,抗氧化活性增加了57%[16]。因此,脂肪酶的存在促進了人體對ZE 的吸收。研究[17-18]顯示,ZDP 的攝取增加了ZE 在血液、黃斑、脾臟、肝臟和脂肪組織中的含量。ZDP 雖然未能在血液中被檢測到,但是其攝入后提升了ZE 在組織器官中的含量,有助于枸杞發(fā)揮其傳統(tǒng)功效,而有關(guān)ZDP 代謝和生物利用的具體途徑及相關(guān)機制還需要進行深入研究。本研究考察了大鼠長期口服ZDP 后胃腸道及糞便中的藥物含量,明確了ZDP 在胃腸道、糞便中的含量與存在形式,進而探討了ZDP 吸收的可能機制,為深入研究枸杞并闡明枸杞中ZDP 的吸收機制奠定了基礎(chǔ)。