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Progressive studies on toxity of Strychons nuxvomica

马钱子的毒性研究进展



全 文 :·综述·
马钱子的毒性研究进展
贾旋旋,李文,李俊松,蔡宝昌
(南京中医药大学 江苏省中药炮制重点实验室,江苏 南京 210029)
[摘要] 马钱子有较明显的药效,在临床及民间多有应用,但因马钱子治疗剂量与中毒剂量较接近,其临床应用的毒副
反应报道也多,限制了马钱子的广泛使用。马钱子在治疗各种疾病中疗效肯定,是具有较大开发潜力的中药。文章回顾和分
析了近年来研究有毒中药马钱子的文献,总结并归纳马钱子在化学成分、毒理学、药代动力学、减毒增效方面的研究进展,为
今后深入进行中药毒性,特别是马钱子的毒性研究提供相关的依据,并针对马钱子减毒增效的机制为马钱子的临床应用提供
了合理性的建议。
[关键词] 马钱子;马钱子碱;士的宁;毒理学;减毒;增效
[收稿日期] 20090116
[通信作者] 李俊松,研究方向:中药制剂关键技术与新剂型,中
药炮制。Tel:(025)86798281,Email:lijunsong1964@163.com
[作者简介] 贾旋旋,南京中医药大学2007级硕士研究生,药剂学
  马钱子始载于《本草纲目》,别名番木鳖、马前、马前子、
苦实等,为马钱科植物马钱子 StrychonsnuxvomicaL.的干燥
成熟种子。马钱子味苦,性温,有大毒,归肝、脾经。具有通
络止痛,散结消肿之功效。用于风湿顽痹,麻木瘫痪,跌扑
损伤,痈疽肿痛;小儿麻痹后遗症,类风湿性关节痛等。临床
应用已有近千年的历史,对其疗效和毒副作用都有一定的认
识。文章对马钱子的主要化学成分、毒理学、药代动力学、减
毒增效研究进行了综述。
1 化学成分
文献中报道的马钱子成分有生物碱类、苷类、有机酸类、
醇类等,其中以生物碱的研究最多。
马钱子生物碱含量约15% ~5%[1],为马钱子的主要
成分。其中士的宁(番木鳖碱,C21H22N2O2)约占总碱的
35% ~50%,但毒性较大,其次为马钱子碱(布鲁生,
C22H26N2O2),其毒性是士的宁的1/20。此外还含少量的异
番木鳖碱、异马钱子碱、番木鳖碱 N氧化物、马钱子碱 N氧
化物、β可鲁勃林、16羟基β可鲁勃林、伪番木鳖碱、伪马钱
子碱、N甲基断伪番木鳖碱、番木鳖次碱、N甲基断马钱
子碱等生物碱[5]。
2 马钱子毒理学研究
2.1 毒性研究 口服马钱子生药7g可致死,中毒潜伏期
30~180min[2]。马钱子主要成分马钱子碱和士的宁既是有
效成分也是有毒成分,占马钱子总生物碱的80%左右,其中
士的宁的毒性最强,而且治疗量与中毒量非常接近,成人1
次服用5~10mg士的宁可致中毒,30mg可致死亡,口服5
mg可致幼儿死亡[3]。临床报道马钱子碱的口服中毒量为士
的宁的71倍,注射为45倍,安全范围较士的宁大[4]。
动物实验表明士的宁及马钱子碱给小鼠灌胃,LD50分别
为327,233mg·kg-1,腹腔注射为 153,69mg·kg-1[5]。
体外毒性试验也证明了马钱子具有较大的毒性,有研究者选
用Hela细胞测定马钱子6种生物碱的细胞毒性并比较毒性
大小,其中的士的宁及马钱子碱IC50分别为02411,15975
mg·L-1,对细胞增殖抑制作用,随着浓度的增加而加强[6]。
2.2 中毒机制研究 有研究表明马钱子毒性的靶器官主要
是神经系统、免疫系统、消化系统、心血管系统及泌尿系
统[7]。士的宁和马钱子碱引起中毒的机制是作用于脊髓,兴
奋其反射功能,引起感觉器官敏感,调节大脑皮层兴奋和抑
制过程;提高横纹肌、平滑肌和心肌的张力,终致强直性惊
厥,最后可因呼吸麻痹而致死[8]。士的宁还能加强阻止胆碱
酯酶破坏乙酰胆碱的作用,使肠蠕动加强,致腹痛、腹泻。士
的宁可通过阻断甘氨酸受体激活使齿状回神经元过度兴奋
而致癫痫的发作[9]。其对肾小管上皮细胞有损伤作用。有
实验证明[10]给小鼠灌胃马钱子(生粉)水溶液,HPLC测定
LD50为114g(生药)·kg
-1,长期毒性的各项生化检测指标
表明,马钱子长期服用可导致肾功能异常。
2.3 毒代动力学 毒代动力学是研究药物毒性的基础,刘
玉娥[11]以动物急性死亡率为指标,观察小鼠灌胃给药马钱
子散剂后不同时间的体内残留量,按房室模型法估算药代动
力学参数,结果显示马钱子的毒效残留量的消除呈一级动力
学过程,并基本符合静注给药的二室开放模型,按残数法求
出其分布速率常数α和消除速率常数β分别为61891h及
08937h;其分布半衰期 t1/2α和消除半衰期 t1/2β分别为
011,078h;曲线下面积为1145h·mg-1·kg-1,该药物
动力学参数可为临床合理用药作参考。Palatnick[12]采用
GCMS分析服用士的宁中毒的患者的血液样品,结果中毒
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剂量下士的宁在体内消除符合一级动力学过程,t1/2为10~
16h。Rosano[13]采用 GC测得一服士的宁自杀者的血液及
各组织器官的士的宁浓度分别是锁骨下静脉血 182g·
L-1,下腔静脉血332g·L-1,尿液335g·L-1,胆汁114
g·L-1,肝脏986mg·kg-1,肺123mg·kg-1,脾118mg
·kg-1,脑242mg·kg-1,骨骼肌232mg·kg-1。
3 药代动力学研究
3.1 吸收与分布 Marvin[14]研究马钱子碱对中枢神经系统
的抑制作用,灌胃、腹腔注射、静脉注射3种途径对小鼠的
LD50分别为150,620,120mg·kg
-1,并比较了作用开始时
马钱子碱3种给药途径对小鼠的阵挛性惊厥的时间,发现灌
胃给药出现惊厥较预期快很多,提示口服马钱子碱有较迅速
的胃肠道吸收。
马钱子碱和士的宁为生物碱,可以被人体吸收进入血液
循环,在组织脏器中的分布不均匀。李晓天[1516]测定了静
脉注射马钱子碱在小鼠体内的药代动力学过程,结果表明马
钱子碱在小鼠体内分布较广。同时研究了马钱子碱口服给
药后的药动学过程[17],结果显示药物在小鼠肝脏浓度最高,
然后依次是肾、心、肺和脑,血中的浓度最低,脑组织可测到
原型药物,可能与马钱子碱的脂溶性较高有关。
士的宁口服或注射吸收分布均迅速,其于中枢系统的分
布并不高于其他器官。张振秋[18]对小白鼠灌胃和腹腔注射
马钱子,测定不同时间内士的宁在小鼠各组织器官的分布和
代谢情况。结果灌胃给药各组织器官中士的宁的分布,首位
为心,其次依次为肾、肺、脑、肝、肌肉、脾,最后为血液。而腹
腔注射各组织器官中士的宁的分布首位依然为心,其次为
肾、肺、肝、脑、肌肉、脾,最后为血液。可见士的宁对心的作
用最强,其次为肾、肺、脑(肝)、肌肉、脾、血液。
大鼠静脉注射马钱子总碱后,不同时间点士的宁、马钱
子碱、士的宁氮氧化物及马钱子碱氮氧化物在中脑和延髓中
均有较多分布[19]。
3.2 代谢与排泄 士的宁在吸收进入体内,分布于各器官,
被肝药酶迅速代谢,约20%经尿排泄。马钱子在尿液中主
要有2个代谢产物即2甲氧基3羟基士的宁、2羟基3甲氧
基士的宁,其中前者的含量最多而后者在尿液中以葡萄糖醛
酸的形式存在;在肠道中,由于肠道菌群代谢作用,士的宁氮
氧化物转化为士的宁和16羟基士的宁,马钱子碱氮氧化物
转化为马钱子碱和16羟基马钱子碱;在肝脏中,士的宁被代
谢为2羟基士的宁、士的宁氮氧化物、21α,22α二羟基22
氢化士的宁等。
VanEenoo[20]测定受试者服用士的宁380μg后48h内
尿液中士的宁的含量,累积士的宁尿液排出量,12h内有
22%~86%的士的宁以原形排泄。张振秋[18]分离小鼠
肝、脑、肾、血液,测定各组织对士的宁的代谢,发现血液中剩
余士的宁量最少,说明其代谢最快,其次脑略大于肾代谢速
率,而肝脏对士的宁的代谢速度最慢。
4 减毒研究
4.1 炮制 张锡纯说“制之有法,则有毒者,可致无毒”。
马钱子的炮制方法很多,传统的炮制方法有砂烫法、油炸法、
绿豆煮法、甘草拌浸法、童便浸法等,现在人们多用砂烫法和
油炸法。林明侠[21]比较了油炸法和砂烫法马钱子的LD50分
别为19205,14107mg·kg-1,与文献报道的马钱子生品
LD501154mg·kg
-1相比,炮制后马钱子的毒性均减小,以
油烫马钱子较小,应用比较安全。
历来对马钱子的炮制研究多局限于士的宁的含量测定
或士的宁与马钱子碱的含量变化,难以解释总生物碱的降低
和毒性的降低不平行的关系。蔡宝昌等[22]比较了马钱子不
同炮制品的小鼠急性毒性试验,结果显示马钱子经炮制后,
其生物碱的含量与生品比较仍达92% ~98%以上,下降甚
微,而LD50和生品比较则下降了485% ~522%。可见马
钱子经炮制后既降低了药物毒性,又减少了内在成分的损
失。近期的系统研究取得了新的进展,马钱子加热炮制不仅
仅减少生物碱含量,更重要的是转化成了氮氧化物和异型生
物碱。即马钱子经高温加热,剧毒成分番木鳖碱、马钱子碱
含量明显降低,而较低毒性异番木鳖碱、异马钱子碱、番木鳖
N氧化物及马钱子碱N氧化物含量增高。这样很好地解释
了马钱子炮制后生物碱的减少与毒性的降低不平行关系。
此后,周建英[23]比较了马钱子碱及其氮氧化物抗血小
板聚集及抗血栓形成作用,发现马钱子碱剂量为氮氧化物的
1/2时,即出现明显的积蓄性毒性反应。YinW[24]观察马钱
子碱及其氮氧化物的止痛抗炎作用,结果显示,氮氧化物比
马钱子碱的止痛抗炎作用更明显,验证了炮制减毒增效。
综上,不同的炮制方法,士的宁及马钱子碱的含量不同。
此外,不同种类的马钱子,士的宁及马钱子碱的含量也不相
同,因此临床应用的时候应加以区分。
4.2 配伍 马钱子作为有毒止痛中药,其止痛作用较为明
显,现代临床常将马钱子配入复方中治疗某些顽固性疼痛,
如癌症疼痛、风湿痹痛等,效果良好。但因其毒性较大,应用
不慎极易中毒甚至死亡。
目前临床多采用与倍量以上的甘草同用,缓和马钱子的
毒性。作者从《中医方剂大辞典》中搜集了马钱子的内服方
剂共119付,其中与甘草配伍的处方有31剂,配伍使用频率
较高。文献报道马钱子单味煎剂腹腔注射的LD50是114mg
·kg-1,而甘草马钱子(3∶1)配伍后煎煮同法测量 LD50为
244mg·kg-1;给小鼠注射硝酸士的宁 5mg·kg-1,在 10
min内对照组死亡率为100%,而实验组(预先注射甘草625
mg·kg-1)死亡率为58%,说明甘草对马钱子有很好的减毒
作用。闫静[25]对马钱子配伍甘草前后主要生物碱的变化规
律进行了系统研究,结果表明配伍甘草后,士的宁的相对含
量明显降低,马钱子碱降低较小,分别较生品下降316%,
165%,且2种成分的下降程度甚至超过了砂烫马钱子。对
于甘草解毒的机制各家说法不同:甘草酸、甘草甜素及其水
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解后生成的甘草次酸与葡萄糖醛酸结合为重要的解毒物质,
其中甘草甜素对士的宁有吸附作用,对剧毒士的宁的吸附率
为3589%;在共同煎煮的过程中,甘草与马钱子的毒性成
分发生沉淀反应而减毒。甘草作为常用马钱子配伍中药其
配伍减毒的机制尚需进一步明确。
赤芍也可以降低马钱子的毒性,现代药理研究表明马钱
子能兴奋脊髓的反射机能,大量服用马钱子可引起惊厥,而
赤芍是苦寒药物,药理研究证实其具有抗惊厥及解痉的作
用,两药配伍后,赤芍可缓解马钱子的毒性。李晓丽[26]分别
对马钱子单煎剂、马钱子赤芍1∶1,1∶3,1∶5混煎剂给小鼠
灌胃,测得LD50分别为088,111,228,297g·kg
-1,表明
马钱子配伍赤芍后可以降低毒性,且随着赤芍剂量的增加毒
性降低明显,并且配伍组抗炎作用优于单味药组。随后又测
得配伍赤芍后,2种生物碱的含量下降近50%,与加入的赤
芍量呈正相关,实验结果与中医理论研究相符。
对花仙子胶囊中洋金花与马钱子配伍的急性毒性试验
研究表明,洋金花减低了马钱子的毒性[27];李玉萍[28]研究
了马钱子散中地龙配伍马钱子的减毒增效作用,马钱子配伍
地龙后中枢兴奋作用降低,说明马钱子散具有一定的减缓毒
性的作用,而镇痛抗炎实验结果显示镇痛抗炎效果增强,药
效增加。此外,依据临床观察马钱子配伍较大剂量的白芍、
生地黄也可降低其毒性,减少不良反应的发生[29]。
4.3 剂量 由于马钱子的治疗量与中毒量接近,临床用量
应综合考虑因个人体质、年龄等的因素。有文献记载临床用
马钱子粉治疗再生障碍性贫血,从少量开始逐渐加量服用,
直至身体某一局部偶尔出现短暂性痉挛性收缩,则为治疗
量。服药时多采用间断服药法,一般每次 1~3g,每日 1
次,服5d,停2d再服,持续半年到1年以上[30]。
此外因士的宁的吸收速率大于消除速率,长期、大量服
用马钱子易造成体内短时间含量过高而蓄积中毒。孙成
春[31]研究了制马钱子对小鼠的抗炎镇痛作用与剂量的关
系,探讨临床应用的适宜剂量范围,低于03g时仅有抗炎
作用,无镇痛作用,大于06g时连续用药毒性加大。实验
分别给予小鼠25,40,60,80,95mg·kg-1,通过观察5个实
验组连续用药后的死亡率,除最低剂量组外其他4组动物均
有不同程度的死亡;林名侠[21]也分5个剂量20,40,60,80,
100mg·kg-1,观察油炸马钱子对小鼠连续灌胃30d后的死
亡率,结果除2个低剂量组无死亡外,其余3组动物均有不
同程度的死亡,由2次实验结果分析马钱子具有一定的蓄积
毒性,而且随剂量的加大毒性增强。从刘玉娥[11]测定马钱
子散剂的药代动力学参数中可以看出,给药3h后药物体内
残留量和毒效基本消除,消除半衰期为078h,提示临床服
用马钱子时可以考虑首次倍量给药,并适当地缩短重复给药
的间隔时间,增加1日内的给药次数,降低每次给药剂量,或
者设计成适当的缓释剂型,以便提高临床疗效,降低不良
作用。
5 展望
马钱子为大毒之品,马钱子的毒性制约了马钱子的临床
应用,为增大马钱子临床应用中的安全性,应从以下几个角
度进一步研究。
5.1 单味药研究 马钱子的临床作用广泛,可能存在除生
物碱以外其他成分的作用。目前,对马钱子化学成分研究多
以马钱子碱和士的宁生物碱的研究为主,对马钱子非生物碱
成分研究不十分深入;现代药理学从离子通道、受体水平及
分子水平逐步揭示了马钱子临床应用的现代医学基础,但这
些研究多集中在神经系统、心血管系统、免疫调节和抗肿瘤
上,其他方面作用很少有报道;士的宁为马钱子的毒性成分,
但有关士的宁体内吸收、代谢、分布、排泄(ADME)情况的报
道较少,应加强这方面的探索;马钱子毒代动力学的实验观
察较少,限制了其毒理学的深入研究,加强对马钱子毒代动
力学的关注将是今后马钱子研究的重要方向。
5.2 复方研究 临床使用自拟方发现马钱子对一些疑难杂
症有较确切的疗效,与单用马钱子相比,配入处方后解毒增
效效果更明显,但有关马钱子配伍减毒增效的研究多局限在
早期的研究结果上,较少有新的报道,未能深入阐明减毒机
制。如果能明确配伍机制,揭示其药物配伍规律的物质基
础,可指导临床配伍处方,进一步扩大马钱子的使用范围。
5.3 剂量与炮制研究 马钱子中毒吸收快,排泄慢,有蓄积
作用,临床应个体化用药,注意方法和剂量,并且不可持续久
用,避免蓄积中毒。此外,文献中报道不同的炮制方法对马
钱子化学成分及毒性的影响较大,但是有关炮制定量研究的
很少,应进一步开展对马钱子炮制规范的研究。
5.4 剂型研究 由于马钱子临床上较少用于汤剂,多用于
丸、散剂,限制了马钱子的临床应用。有关马钱子现代剂型
的报道较少,主要集中在经皮给药的开发。设计安全有效的
药用剂型,并运用现代分析方法建立和完善控制制剂质量的
标准,将是增加马钱子内服安全性的一个重要研究方向。
综上所述,应对马钱子的药化、毒理、炮制、配伍解毒、给
药方式等继续进行深入研究,以便能趋利避害,安全有效地
发挥其作用。
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ProgressivestudiesontoxityofStrychonsnuxvomica
JIAXuanxuan,LIWen,LIJunsong,CaiBaochang
(NanjingUniversityofChineseMedicine,JiangsuKeyLaboratoryofChineseMedicineProcesing,Nanjing210029,China)
[Abstract] Strychonsnuxvomicaiswidelyusedbyclinicandindividualowingtoitsoficinalvalue.Sincetoxicdoseandthera
peuticdoseareveryclose,thepoisoningcasesarereportedfrequently.Inthisreview,basedontherecentavailablepaperspublished
inthePubMedandCNKIaboutStrychonsnuxvomica,atraditionalChineseherbalmedicine,wepresentthemajorcurentapproaches
inthefieldofcomposition,toxicology,pharmacokinetics,decreasingtoxicityandincreasingeficacy,inordertoguidetheuseofS.
nuxvomicaintheclinic.
[Keywords] Strychonsnuxvomica;brucine;strychnine;toxicology;decreasingtoxicity;increasingeficacy
[责任编辑 古云侠]
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