花椒与青椒的毒性和药动学比较研究
作者:宋丽,刘友平
作者单位:1.成都中医药大学药学院中药材标准化教育部重点实验室,四川 成都 611137;2.成都医学院药学院,四川 成都 610083
《时珍国医国药》 2010年 第5期
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【摘要】
目的比较花椒与青椒的急性毒性以及口服给药后在小鼠体内的药动学差异。方法采用简化几率单位法,计算花椒与青椒的LD50,并比较二者的急性毒性;采用药物累积法,以死亡率为指标测定花椒与青椒的表观药动学参数,并比较二者的差异。结果花椒的LD50为(51.14±4.47)g·kg-1;青椒的LD50为(78.02±6.86)g·kg-1。花椒、青椒口服给药后体存量的表观药动学过程均符合一室开放模型;花椒主要的药动学参数为t1/2=1.321 h,AUC(0-t)=102.015 g·h-1·kg-1,Tmax=0.500 h,Cmax=46.720 g·kg-1;青椒主要的药动学参数为t1/2=0.607 h,AUC(0-t)=83.561 g·h-1·kg-1,Tmax=0.250 h,Cmax=75.050 g·kg-1。结论花椒与青椒的LD50与体内药动学过程均存在显著性差异,花椒的毒性大于青椒。
【关键词】 花椒; 青椒; 毒性; 药动学; 比较
《中国药典》2005年版Ⅰ部中,花椒为芸香科花椒属植物花椒Zanthoxylum bungeanum Maxim.和青椒Z.schinifolium Sieb.et Zucc.的干燥成熟果皮[1],但现代研究表明,花椒和青椒在化学成分、主要药效、毒性等方面均存在较大差别[2~4]。本草记载花椒“有小毒”[5]。因此,本文采用简化几率单位法[6],计算花椒与青椒的LD50,比较二者的急性毒性;并采用药物累积法[7]进一步比较二者口服后在小鼠体内药动学的差异,以探讨花椒与青椒毒性存在差异的内在原因,为《中国药典》对药材标准的修订提供科学依据,也为合理制定花椒的临床应用方案提供参考。
1 器材
1.1 仪器与统计学处理软件SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司),调温电热套(北京中兴伟业仪器有限公司)。药动学软件DAS 2.1.1版,统计软件SPSS17.0。
1.2 药材花椒Z. bungeanum Maxim.,购自四川省汉源县;青椒Z.schinifolium Sieb. et Zucc.,购自四川省金阳县。
1.3 动物小鼠,昆明种,清洁级,体质量18~22 g,雌雄各半,由成都中医药大学实验动物研究中心提供,动物质量合格证号:SCXK(川)2004-11。
2 方法
2.1 毒性实验供试液的制备分别称取花椒、青椒干燥果皮粗粉约200和300 g,分别加7倍蒸馏水,室温浸泡1 h,加热回流提取40 min,滤布过滤;滤渣分别加5倍蒸馏水,加热回流提取40 min,滤布过滤;重复1次,合并滤液,回收溶剂,分别浓缩至100 ml,作为灌胃贮备液,4℃冰箱保存备用。花椒灌胃贮备液于临用前加蒸馏水稀释至0.85,1.05,1.30,1.60,2.00 g·ml-1,青椒灌胃贮备液于临用前加蒸馏水稀释至1.20,1.50,1.90,2.40,3.00 g·ml-1,分别作为灌胃供试液。
2.2 LD50的测定取小鼠110只,雌雄各半,随机分为11组,每组10只。实验前禁食12 h,自由饮水。前5组分别按照34,42,52,64,80 g·kg-1的剂量灌胃给予“2.1”项下稀释的花椒灌胃供试液0.8 ml;后5组分别按照48,60,76,96,120 g·kg-1的剂量灌胃给予“2.1”项下稀释的青椒灌胃供试液0.8 ml;最后1组作为空白对照组,灌胃给予蒸馏水0.8 ml。以上各组分别于给药后7 d观察小鼠的中毒症状和死亡情况。
2.3 药动学实验供试液的制备取“2.1”项下的花椒、青椒灌胃贮备液分别加蒸馏水稀释至1.30和2.00 g·ml-1,作为灌胃供试液。
2.4 体存经时曲线的测定取小鼠130只,雌雄各半,随机分为13组,每组10只。实验前禁食12 h,自由饮水。前6组灌胃给予“2.3”项下稀释的花椒灌胃供试液(1.30 g·ml-1)0.5 ml,分别按照0.5,1,2,4,6,8 h的时间间隔第2次灌胃给予同等剂量;后6组灌胃给予“2.3”项下稀释的青椒灌胃供试液(2.00 g·ml-1)0.5 ml,分别按照0.25,0.5,1,2,4,6 h 的时间间隔第2次灌胃给予同等剂量;最后1组作为空白对照组,灌胃给予蒸馏水0.5 ml,按照2 h的时间间隔第2次灌胃给予同等剂量。以上各组分别于给药后7 d观察小鼠的中毒症状和死亡情况。
3 结果
3.1 LD50的测定和比较结果按“2.2”项下方法测定花椒和青椒的LD50。结果见表1~2。表1 花椒的LD50测定结果(略)表2 青椒的LD50测定结果(略)
给药后,花椒、青椒各剂量组动物均不同程度地出现精神萎靡、行动迟缓、闭眼、少动、四肢僵直、抽搐等症状。动物死亡出现在0.5~24 h之间,死前有抽搐、惊厥,甚者窜跳等反应,死后皮肤变乌。存活动物于24 h后恢复正常。采用简化机率单位法[6]计算出花椒、青椒的LD50分别为(51.14±4.47)g·kg-1,(78.02±6.86)g·kg-1(P=0.95)。用统计软件SPSS17.0进行配对t检验,结果花椒、青椒的LD50有显著性差异(P<0.01)。
3.2 死亡机率单位-对数剂量(D-P)回归方程的建立根据表1~2的数据,用死亡机率单位和对数剂量回归,得到花椒的D-P回归方程为Y= 12.65X-16.62(r=0.996 5);青椒为Y = 11.712X-17.161(r=0.995 9)。根据D-P回归方程,计算出花椒、青椒的LD90分别为64.61和100.33 g·kg-1,因此花椒、青椒药动学实验的一次给药剂量分别为32.30,50.17 g·kg-1(即1/2 LD90)。
3.3 体存经时曲线的测定结果按“2.4”项下方法测定,根据各时间间隔的死亡机率单位,由D-P回归方程计算其相当剂量,再由下式计算体存量和体存率。结果见表3~4。表3 花椒时量关系的测定结果(略)表4 青椒时量关系的测定结果(略)
体存量=相当剂量-第2次给药量
体存率(%)=体存量第1次给药量×100%
用体存率为纵坐标,间隔时间为横坐标作图,得到花椒、青椒的体存经时曲线。结果见图1~2。
3.4 药动学参数的计算与比较
将间隔时间与体存率数据经药动学软件DAS 2.1.1版处理,花椒、青椒口服给药后体存量的表观药动学过程均符合一室开放模型,得到的药动学参数见表5~6。表5 花椒的药动学参数(略)表6 青椒的药动学参数(略)
将表5~6数据用统计软件SPSS17.0进行配对t检验,结果花椒、青椒的药动学参数比较均存在显著性差异(P<0.01)。
4 讨论
药物累积法又称毒理效应法,是一种利用动物急性累积死亡率来求算药动学参数的方法[7],适宜于有效成分复杂的有毒中药的药动学研究。但该法所求得的体存量是依据D-P回归方程转换的等效量,并不是药物的实测量,因而得到的药动学参数具有间接性,称为表观药动学参数。
药物累积法的结果判定指标为7 d内的急性累积死亡率,而对每一个体死亡效应出现的时间无法纳入计算指标。因此,用于药动学计算的“体存量”事实上是吸收室残留量与体内药物剩余量的总和,故无法反映的药物吸收过程,即不能求ka。
花椒和青椒的毒性比较结果显示,花椒、青椒的LD50存在差异,花椒的毒性大于青椒。花椒和青椒的药动学比较结果显示,花椒、青椒以毒性(死亡率)为指标测定的体内药动学过程存在差异,这也是二者毒性存在差异的内在原因,如青椒的Cmax大于花椒,故青椒的毒性小于花椒;青椒的Ke、CL均大于花椒、t1/2小于花椒,故青椒的毒性成分消除比花椒快。
药物累积法所得到的药动学参数仅能反映所给予中药中毒性成分的体内过程,当药效成分与毒性成分完全一致时,能代替药效成分的体内药动学过程,对临床用药具有一定的参考价值;但当药效成分与毒性成分不一致时,就不能代替药效成分的体内药动学过程。作者曾以镇痛效应为指标,通过药理效应法测定了花椒与青椒口服给药后在小鼠体内的表观药动学参数,与药物累积法测定的参数比较,存在较大差异,说明花椒与青椒中起镇痛效应的成分与毒性成分并非同一物质,如花椒镇痛药效成分的t1/2小于毒性成分,CL大于毒性成分,故花椒镇痛药效成分的消除比毒性成分快;青椒镇痛药效成分的t1/2大于毒性成分,Ke、CL均小于毒性成分,故青椒镇痛药效成分的消除比毒性成分慢,因此,本法所得参数不能反映镇痛药效成分的体内药动学过程。
【参考文献】
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