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Pharmacological researches of curcumin solid dispersions on experimental gastric ulcer

姜黄素固体分散体对大鼠胃溃疡的疗效研究



全 文 :姜黄素固体分散体对大鼠胃溃疡的疗效研究
梅雪婷,许东晖,王胜,许实波
(中山大学 生命科学学院 中药与海洋药物研究室,广东 广州 510275)
[摘要] 目的:研究姜黄素固体分散体(SDs,姜黄素:聚乙烯吡咯烷酮 PVPk30质量比1∶8)对大鼠胃溃疡的作用。方
法:大鼠设为模型组、姜黄素SDs低、中、高剂量(含姜黄素10,30,90mg·kg-1)组,阳性对照雷尼替丁(27mg·kg-1)组。每
组10只。乙酸致大鼠胃溃疡模型,连续口服给药14d后,取血测定血清NO、血浆ET,测定胃溃疡指数;制备幽门结扎致大鼠
胃溃疡模型,给药3d后禁食36h麻醉条件下施幽门结扎术,16h后解剖收集胃液,测定胃液量、胃蛋白酶活性、溃疡指数;小
鼠口服给药3d后禁食24h,第5天皮下注射利血平10mg·kg-1制备胃溃疡模型,6h后处死测定胃溃疡指数。结果:乙酸致
胃溃疡实验表明,与模型组溃疡指数587±048,血清NO(2363±573)mmol·L-1相比,口服姜黄素SDs中、高剂量组大鼠
溃疡指数显著降低,分别为459±096,333±093(P<001),大鼠血清 NO水平明显升高,分别为(2975±590)mmol·
L-1(P<005),(3963±1273)mmol·L-1(P<001);与模型组血浆ET(16365±6384)ng·L-1相比,姜黄素SDs高剂量
明显降低大鼠的血浆ET水平(10422±6384)ng·L-1(P<005)。幽门结扎胃溃疡实验表明:与模型组溃疡指数相比,姜
黄素SDs高剂量能够显著降低大鼠溃疡指数(P<001);与模型组胃液量、胃酸分泌以及胃蛋白酶活性相比,姜黄素 SDs中、
高剂量能够明显降低大鼠胃液量,分别为(1268±146)mL(P<005),(999±079)mL(P<001),能够明显降低大鼠胃
酸分泌(7762±834)mmol·L-1(P<005),(6577±819)mmol·L-1(P<001),能够明显抑制大鼠胃蛋白酶活性
(35813±3744)U·mL-1(P<005),(29213±4193)U·mL-1(P<001)。利血平诱导胃溃疡模型实验表明:与模型组
溃疡指数相比,姜黄素SDs中、高剂量组能够显著降低利血平诱导胃溃疡的溃疡指数,分别为388±040,303±064(P<
001)。结论:通过多种实验性胃溃疡模型证明:姜黄素 SDs具有明显的抗胃溃疡作用,通过抑制胃酸的分泌、降低胃液的酸
度、抑制胃蛋白酶活性,促进溃疡面愈合,达到抗胃溃疡效果。
[关键词] 姜黄素;聚乙烯吡咯烷酮;固体分散体;胃溃疡
[收稿日期] 20090420
[基金项目] 教育部2004年度“新世纪优秀人才支持计划”(NCET
040808)
[通信作者] 许东晖,副教授,博士生导师,从事中药与海洋药物
的研究。Tel:(020)84113651,Email:donghuixu007@yahoo.com.cn
  姜黄素(curcumin,Cur)具有抗氧化、抗炎、
抑菌、抗肿瘤、抗人类免疫缺陷病毒(HIV)等多
方面药理作用[16],但其极难溶于水,同时极低的
生物利用度不便于实验研究及临床开发。给大
鼠口服1g·kg-1的姜黄素,约75%自粪便排出,
而尿中只有痕量的姜黄素,测定血中姜黄素含量
和胆汁排泄结果表明肠吸收不好[7];姜黄素在碱
性溶液中容易降解[8],在 pH74的磷酸盐缓冲
液中,25μmol·L-1的姜黄素很快降解,其 426
nm的吸收值 5min后约降低 50%,10min后只
剩10%,最后溶液是无色的。
由于姜黄素属水难溶性物质,而且口服吸收
差、生物利用度低,限制了其广泛药理作用的应
用。本项目前期研究采用固体分散体技术制备姜
黄素固体分散体(姜黄素∶聚乙烯吡咯烷酮 PVP
k30质量比1∶8),解决姜黄素水溶性差,吸收差的
缺点,大大提高姜黄素的水溶性及生物利用
度[910],本研究将通过多种实验性胃溃疡动物模型
开展姜黄素固体分散体对实验性胃溃疡的药理学
评价。
1 材料
1.1 动物 SD大鼠,SPF级,雌雄各半,(200±10)
g,由广东省医学实验动物中心提供,合格证号
SCXK(粤)20030002,粤监证字2004A021。NIH纯
系小鼠,SPF级,雌雄各半,体重(20±1)g,由广东
省医学实验动物中心提供,合格证号 SCXK(粤)
20030002,粤监证字2004A018。
1.2 药物 姜黄素(天津市光复精细化工研究所,
纯度>95%);聚乙烯吡咯烷酮k30(polyvinylpyroli
donek30),BASF(Ludwigshafen,Germany)有限公
司,用溶剂法按姜黄素与PVP质量比1∶8制备姜黄
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素固体分散体;盐酸雷尼替丁,中诺药业有限公司,
批号04075001);利血平注射液(广东邦民制药厂有
限公司,批号040620)。
1.3 试剂 戊巴比妥钠,冰醋酸,分析纯,广东光华
化学厂有限公司,批号040671;一氧化氮(NO)测试
盒,南京建成生物工程研究所,批号050627;内皮素
(ET)放射免疫测试盒,北京科美东雅生物技术有限
公司,批号 20050701。胃蛋白酶测试盒,南京建成
生物工程研究所,批号050620。
1.4 仪器 752N型紫外可见分光光度计,上海精
密仪器有限公司;DK600B型电热恒温水浴槽,扬州
市三发电子有限公司;DMF96型多管放射免疫计
数器,众成机电技术公司。
2 方法
2.1 姜黄素固体分散体对乙酸烧灼诱导大鼠胃
溃疡模型作用 SD大鼠 60只,禁食不禁水 24
h,其中50只30mg·kg-1戊巴比妥钠麻醉(剩余
10只作正常对照组,雌雄各半),无菌条件下打
开腹腔,用一玻璃管垂直放于胃体部浆膜面上,
向管内加入乙酸002mL,1min后用棉签蘸出乙
酸,用无菌生理盐水冲洗 2次,缝合切口。造模
后的大鼠随机分成5组,每组10只(雌雄各半),
即:模型组,姜黄素低、中、高剂量组,雷尼替丁
组。模型组每天灌胃给予 PVPk30辅料 720mg
·kg-1;姜黄素3个剂量组每天分别灌胃给予含
姜黄素10,30,90mg·kg-1的固体分散体(若无
特别说明,以下所用剂量都为实际姜黄素含量);
雷尼替丁组每天灌胃给予雷尼替丁 27mg·
kg-1;正常对照组每天给予等体积的生理盐水,
连续给药14d。第 15天禁食不禁水 24h后,眼
眶静脉丛取血 3mL,其中 2mL注入含 10%
EDTANa230μL和抑肽酶的试管中,混匀,4℃,
3000r·min-1离心10min,分离血浆,-20℃保
存待测;余下1mL注入玻璃管中,室温静置一段
时间后分离血清,-20℃保存待测。测定血清
NO和血浆 ET水平。脱颈椎处死大鼠,打开腹腔
结扎幽门贲门取胃,向胃中注入 4%甲醛溶液 5
mL,固定30min后沿胃大弯剪开,将胃外翻,洗
去食物残渣。溃疡成圆形或椭圆形,测量溃疡处
的最长径和最短径,以他们的均值作为溃疡指
数。在各组间进行统计比较,按公式计算溃疡愈
合百分率。
溃疡愈合率(%)=
模型组溃疡直径-实验组溃疡直径
模型组溃疡直径 ×100%
2.2 姜黄素固体分散体对大鼠幽门结扎胃溃疡模
型的作用 SD大鼠50只,随机分成5组,每组10
只(雌雄各半),即模型组,姜黄素低、中、高剂量组,
雷尼替丁组。各组给药剂量同21项下。实验前3
d开始给药,实验前大鼠禁食不禁水36h,30mg·
kg-1戊巴比妥钠麻醉下无菌操作,施幽门结扎术,术
后禁食禁水,16h后解剖,收集胃液,离心测量胃液
含量;胃经4%甲醛溶液固定30min后在各组间进
行统计比较,测定胃液量、胃蛋白酶活性。
2.3 姜黄素固体分散体对利血平诱导小鼠胃溃疡
模型的作用 健康 NIH小鼠,随机分成5组,每组
10只(雌雄各半),分组及各组给药剂量同 22项
下。实验前3d开始给药,第4天给药后开始禁食
24h,第5天给药后1h,皮下注射利血平10mg·
kg-1;6h后脱颈椎处死,取胃、4%甲醛固定,计数胃
部出现的溃疡点数作为溃疡指数。
2.4 统计方法 实验数据均在PC机上,采用SPSS
130统计软件进行方差齐性检验,结果用 珋x±s表
示,组间差异比较采用两个独立样本t检验分析。
3 结果
3.1 对溃疡指数的影响 与模型组相比,姜黄
素固体分散体中、高剂量组以及雷尼替丁组溃疡
指数均显著降低(P<001)(表 1)。与模型组
相比,姜黄素固体分散体中剂量组血清 NO明显
升高(P<005),高剂量组以及雷尼替丁组血清
NO显著升高(P<001)。与模型组血浆 ET相
比,姜黄素固体分散体高剂量组、雷尼替丁组血
浆 ET明显降低(P<005),低、中剂量组对血浆
ET虽有降低趋势,但无显著性差异。结果表明,
姜黄素固体分散体中、高剂量对该模型胃溃疡具
有显著的抑制作用(表2)。
表1 姜黄素SDs对乙酸烧灼性胃溃疡模型大鼠
溃疡指数的作用(珋x±s,n=10)
组别 剂量/mg·kg-1 溃疡指数 愈合率/%
模型  - 587±048  
姜黄素 10 535±077 886
  30 459±0961) 2181
  90 333±0931) 4327
雷尼替丁 27 240±0231) 5907
  注:与模型组比较1)P<001(表5同)。
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表2 姜黄素SDs对乙酸烧灼性胃溃疡模型大鼠
血清NO和血浆ET含量的影响(珋x±s,n=10)
组别
剂量
/mg·kg-1
血清NO
/mmol·L-1
血浆ET
/ng·L-1
正常   - 5475±1554 6305±2380
模型   - 2363±573 16365±6384
姜黄素  10 2663±717 15757±5728
  30 2975±5901) 13512±3662
  90 3963±12732) 10422±63841)
雷尼替丁 27 4913±16572) 9797±27931)
  注:与模型组比较1)P<005,2)P<001(表3,4同)。
3.2 对幽门结扎胃溃疡的保护作用 与模型组相
比,姜黄素高剂量组以及雷尼替丁组的溃疡指数均
降低(P<001),姜黄素中剂量组对胃溃疡指数也
有降低作用(P<005)(表3)。
表3 姜黄素SDs体对幽门结扎大鼠胃溃疡的作用
(珋x±s,n=10)
组别 剂量/mg·kg-1 溃疡指数 愈合率/%
模型   - 425±071 -
姜黄素  10 413±064 282
  30 375±0461) 1176
  90 238±0742) 4400
雷尼替丁 27 163±0522) 6165
与模型组相比,姜黄素中、高剂量组以及雷尼替
丁组对胃液含量、胃酸分泌及胃蛋白酶活性均具有
显著的抑制作用(P<005,P<001);并且姜黄素
低剂量组对胃蛋白酶活性也有显著的抑制作用
(P<005)(表4)。
表4 姜黄素SDs对各组大鼠胃液含量,胃液酸度以及胃蛋白酶活性的影响(珋x±s,n=10)
组别 剂量/mg·kg-1 胃液量/mL 胃液酸度/mmol·L-1 胃蛋白酶活性/U·mL-1
模型   - 1461±180 8770±984 40863±41752)
姜黄素  10 1370±126 8219±948 37213±3812
  30 1268±1461) 7762±8341) 35813±37441)
  90 999±0792) 6577±8192) 29213±41932)
雷尼替丁 27 763±1292) 5566±10462) 25488±42372)
3.3 对利血平诱导的胃溃疡的保护作用 与模型
组相比,姜黄素中、高剂量组以及雷尼替丁组的溃疡
指数均降低(P<001)。结果表明,姜黄素固体分
散体对该模型胃溃疡具有显著的抑制作用(表5)。
表5 姜黄素SDs对利血平诱导的大鼠胃溃疡的作用
(珋x±s,n=10)
组别 剂量/mg·kg-1 溃疡指数 愈合率/%
模型   - 513±059 -
姜黄素  10 468±050 877
  30 388±0401) 2437
  90 303±0641) 4094
雷尼替丁 27 223±0521) 5653
4 讨论
胃溃疡的发生是局部黏膜损害因素与保护因素
之间的平衡失调造成的,在诸多保护因素中黏膜血
流量的正常充足是非常重要的,所有造成黏膜局部
血运异常的因素都可以诱发溃疡。血管内皮舒张因
子NO和血管内皮收缩因子 ET则是调节血管内皮
舒缩平衡、局部器官血流的重要因子,ET是迄今为
止已知最强的缩血管物质。已有动物实验表明,胃
黏膜下注射外源性ET可引起局部微血管长时间收
缩,而胃黏膜损害时,黏膜内 ET增加,血流量减少,
且微循环改变的时相与胃黏膜内内皮素增加密切相
关。NO保护胃黏膜的作用与其扩张血管、增加血
流、抑制血小板聚集、阻止血栓形成而保持血流畅通
以及调节黏膜微循环等作用密切相关。
姜黄素固体分散体正是通过提高血清 NO,降
低血浆 ET水平而达到抑制乙酸烧灼引起的胃溃
疡。注射利血平可诱发胃溃疡,胃溃疡发生的同时
胃酸分泌增加,说明胃酸在利血平溃疡的发病中有
重要作用。本结果显示:姜黄素有类似于雷尼替丁
的作用,通过抑制胃酸分泌,降低胃液的酸度,降低
胃蛋白酶活性,从而防止酸和胃蛋白酶对胃黏膜的
作用,促进溃疡面愈合,达到抗胃溃疡的效果。
通过姜黄素固体分散体对以上3种因素致胃溃
疡的研究证明,姜黄素固体分散体对实验性胃溃疡
具有较好的保护作用,为临床提供了一种口服有效
的新给药途径。
[参考文献]
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Pharmacologicalresearchesofcurcuminsoliddispersionson
experimentalgastriculcer
MEIXueting,XUDonghui,WANGSheng,XUShibo
(Lab.ofTraditionalChineseMedicineandMarineDrugs,SchoolofLifeSciences,SunYatsenUniversity,
Guangzhou510275,China)
[Abstract] Objective:Toresearchthepharmacologicalactionofcurcuminsoliddispersions(SDs,curcuminandpolyvinylpyro
lidone(PVP)k30intheratioof1∶8)wasinvestigatedonexperimentalgastriculcerinratsandmice.Method:Animalswererandomly
dividedintoseveralexperimentalgroups.Eachgroupconsistedof10animals.ThecontrolgroupreceivedPVPvehicle(720mg·kg-1,
po)throughoutthecourseoftheexperiments.ThetreatmentgroupsreceiveddiferentdosesofcurcuminSDs(equivalenttocurcumin10,
30and90mg·kg-1,po),andranitidine(27mg·kg-1,po)wasusedasthepositivecontrol.Inaceticacidinducedgastriculcers
model,serumNO,plasmaETandgastriculcerindexesofratsweremeasuredafteroraladministrationfor14dInratulcermodelin
ducedbypylorusligature,gastricvolumepepsinandgastriculcerindexesofratsweremeasuredafteroraladministrationfor3dandpylo
rusligatureinducementfor16h.Gastriculcerindexesofmiceweremeasurementafteroraladministrationfor3dandsubcutaneousinjec
tionreserpine10mg·kg-1.Result:TheresultsshowedthatcurcuminSDs(equivalenttocurcumin30,and90mg·kg-1,po)could
reducetheulcerindexes459±096and333±093(P<001),andincreaseserumNOlevel(2975±590)mmol·L-1(P<
005)and(3963±1273)mmol·L-1(P<001),comparedtogastricindex587±048andNOlevel(2363±573)mmol·L-1
incontrolgroup.ComparedtoplasmaET(16365±6384)ng·L-1incontrolgroup,curcuminSDs(equivalentto90mg·kg-1,po)
coulddecreaseplasmaETlevel(10422±6384)ng·L-1(P<005).Comparedtogastriculcerindexes425±071ofcontrolgroup
inratpylorusligaturemodel,curcuminSDs(equivalenttocurcumin90mg·kg-1)couldreducegastriculcerto238±074(P<
001).Comparedtogastricvolume(1461±180)mL,acidityofgastricjuice(8770±984)mmol·L-1,andtheactivityofpepsin
(40863±4175)U·mL-1,curcuminSDs(equivalenttocurcumin30,90mg·kg-1)couldreducegastricvolumeto(1268±146)
mL(P<005)and(999±079)mL(P<001),reduceacidityofgastricjuiceto(7762±834)mmol·L-1(P<005)and
(6577±819)mmol·L-1(P<001),inhibittheactivityofpepsinto(35813±3744)U·mL-1(P<005)and(29213±
4193)U·mL-1(P<001).Inreserpineinducegastriculcermodel,curcuminSDs(equivalenttocurcumin30,90mg·kg-1)could
reducegastriculcerindexesto388±040and303±064(P<001),comparedtothatofcontrolgroup513±059.Conclusion:
SeveralanimalgastriculcermodelsprovethatcurcuminSDshasantigastriculcerefectsbyinhibitinggastricacidsecretion,reducing
gastricjuiceacidity,inhibitingtheactivityofpepsinandpromotinghealingofulcer.Thesefindingsshowapotentialapplicationofcurcu
minSDsasanantiulcerogenicdrug.
[Keywords] curcumin;polyvinylpyrolidione;soliddispersion;antigastriculcer [责任编辑 古云侠]
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