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In vitro metabolic transformation characteristics of cinnamaldehyde in rat intestine

桂皮醛在大鼠肠中的体外代谢转化研究



全 文 :桂皮醛在大鼠肠中的体外代谢转化研究
何平均1 , 李凯鹏2 , 杨  洁1 ,杨丽娟1 ,张玉杰1 *
收稿日期: 20100415
基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( 30672585)
作者简介:何平均( 1982  ) ,女,湖南人,硕士,研究方向为中药药动学。T el: ( 010) 84738618  Email: f enxi811@ 126. com
* 通讯作者  张玉杰  T el: ( 010) 84738618  Fax: ( 010) 84738611  Email : z hyj227@ 126. com
( 1 北京中医药大学中药学院, 北京  100102; 2 中日友好医院 药剂科, 北京  100029)
摘  要:目的  考察桂皮醛在大鼠离体小肠中的代谢转化特性及黄连对其代谢的影响。方法  RPH PLC 法测定
桂皮醛及其代谢产物肉桂酸;考察不同浓度桂皮醛在大鼠离体小肠提取液、小肠组织匀浆液中的代谢动力学及黄
连对其代谢的影响。结果  桂皮醛在各种大鼠离体小肠液中均可被迅速代谢, 主要代谢产物为肉桂酸; 小肠各提
取液对桂皮醛的代谢速率存在差异;桂皮醛浓度越低, 代谢速率越快; 黄连对桂皮醛的大鼠小肠代谢存在明显抑制
作用。结论  桂皮醛在大鼠小肠中可迅速被代谢,主要代谢产物为肉桂酸;黄连对桂皮醛代谢具有抑制作用。
关键词:桂皮醛; 代谢; 黄连; 肉桂酸
中图分类号: R286 1    文献标识码: A    文章编号: 0253 2670( 2010) 12 2014 05
In vitro metabolic transformation characteristics of cinnamaldehyde in rat intestine
HE Pingjun1 , L I Kaipeng2 , YANG Jie1 , YANG Lijuan1 , ZHA NG Yujie1
( 1 School of Chinese Mater ia Medica, Beijing Univer sity o f T r aditional Chinese Medicine, Beijing 100102, China;
2. Depar tment of Pharmacy, ChinaJapan Fr iendship Hospit al, Beijing 100029, China)
Abstract: Objective  To research the in v it ro biot ransfo rmat ion char acteristics o f cinnamaldehyde in
rat intest ine and the influence of Cop t is chinensis on its metabolism . Methods  RPHPLC Method w as
applied for analy zing the content of cinnamaldehyde as w ell as it s metabo lite cinnamic acid. T he stability of
cinnamaldehyde in ext racts of r at small intestinal mucosa side, serosal side, and homogenate w as investi
gated, r espect ively. Also the impact of C. chinensis on this pro cess w as estimated. Results  The r esults
show ed that cinnamaldehyde in rat intestine w as unstable and could rapidly be t ransformed into cinnamic
acid. C. chinensi s had inhibitat ion on cinnamaldehyde metabo lism. Conclusion  Cinnamaldehyde could be
metabolized in rat dif ferent intest inal ex t racts immediately and the main metabolite is cinnamic acid. C.
chinensi s show s inhibit ing effect on the cinnamaldehyde metabolism .
Key words: cinnamaldehyde; metabolism ; Cop t is chinensi s Franch. ; cinnamic acid
  桂皮醛是肉桂 Cinnamomum cassia Presl 的主
要成分, 具有广泛的药理活性, 包括降压、解热、镇
痛、抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗血小板聚集和抗凝血等多
种药理作用,具有广泛的临床应用和开发前景 [ 12]。
此外,桂皮醛还是一种良好的吸收促进剂,具有促进
药物透皮吸收和提高药物血药浓度的作用, 肉桂油
作用于皮肤后, 可使黄芩苷的渗透系数、增渗倍数均
增大[ 3] ;桂皮醛还可以改善芍药苷的生物利用度 [ 4]。
但桂皮醛不稳定,在体内和皮肤吸收过程可发生代
谢转化,在皮肤转化过程中的产物主要为肉桂醇及
肉桂酸[ 5] ,而肉桂醇和桂皮醛在皮肤不同的亚片段
代谢方式也不同,细胞液可能是肉桂主要成分代谢
的主要场所,醇脱氢酶及醛脱氢酶抑制剂 4甲基吡
唑和双硫仑对其在皮肤匀浆及胞浆代谢有明显的抑
制作用; iv 给药后桂皮醛在血浆内立刻被氧化为肉
桂酸;口服后尿液中可检测到多种酸性代谢产物,尿
中主要代谢物为马尿酸 ( hippuric acid) [ 67] 。
肉桂与黄连配伍组成著名方剂 交泰丸!。研究
表明,肉桂能增强黄连在大鼠小肠吸收 [ 8] ,为了研究
黄连对肉桂主要成分在小肠吸收的影响, 针对肉桂
主要成分桂皮醛在大鼠小肠内不稳定, 迅速代谢为
肉桂酸的性质,初步探讨黄连对肉桂主要成分桂皮
醛在大鼠小肠代谢影响。由于中药常以口服形式给
药,肠道吸收是影响药物发挥作用的首要因素, 肠道
中大量的代谢酶和微生物可加速药物的代谢。因此
了解桂皮醛在肠道内的代谢转化特点, 进而阐明肉
桂的体内作用的物质基础,为进一步研究桂皮醛及
肉桂与其他药物的相互作用具有重要意义。
∀2014∀ 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 12 期 2010 年 12月
1  仪器与试药
1 1  仪器: Ag ilent 1100 高效液相色谱仪, 包括四
元梯度洗脱系统,在线脱气机, DAD 型检测器, Agi
lent 色谱工作站, 7725i手动进样器; ER  182A 型
精密电子天平 (日本 A& D 公司) ; DSHZ  300 多
用途水浴恒温震荡器 (江苏太仓市实验设备厂) ; F8
型超细匀浆机 (德国 FLU KO) ; Bio fuge st ratos 台
式高速冷冻离心机 (德国 Heraeus公司) ; G  16 型
高速离心机 (北京白洋离心机厂)。
1 2  药品与试剂: 黄连药材为市售,经北京中医药
大学陈玉亭教授鉴定为毛茛科植物黄连 Cop t is
chinensi s Franch. 的干燥根茎; 桂皮醛、肉桂酸对照
品 (批号分别为 110786200803、110710200814, 供
定量测定用) 购于中国药品生物制品检定所; 乙腈
为色谱纯,水为超纯水,其他试剂均为分析纯。
1 3  动物: SD 大鼠,雄性, 体质量 ( 250 # 10) g ,购
自北京维通利华实验动物技术有限公司, 动物饲养
生产合格证号: SCXK (京) 20070001。
2  方法与结果
2 1  桂皮醛测定: HPLC 色谱条件为 Kromasil C18
色谱柱 ( 150 mm ∃ 4. 6 mm, 5 m) ; 流动相: A
0 1% 磷酸, B乙腈; 洗脱程序: 0~ 3 min, 36% B;
3~ 9 m in, 36% ~ 46% B; 9~ 11 min, 46% ~ 36%
B。体积流量: 1 0 mL/ min;柱温: 25 % ; 检测波长:
284 nm。在此条件下, 桂皮醛与代谢物分离良好,
空白肠液、黄连对桂皮醛及肉桂酸的测定无干扰,该
色谱条件可用于肠液中桂皮醛、肉桂酸定量测定,见
图 1。
1肉桂酸  2桂皮醛
1cin nam ic acid  2cinn amaldehyde
图 1  对照品 (A肉桂酸, B桂皮醛) 和桂皮醛大鼠肠液样品 ( C空白肠匀浆液, D样品肠匀浆液, E加入黄连的
样品肠匀浆液) HPLC图
Fig. 1 HPLC Chromatograms of reference substances ( Acinnamic acid, Bcinnamaldehyde) and sample (Cblank intestinal
homogenate, Dsample in intestinal homogenate, Esample with C. chinensis in intestinal homogenate)
2 2  溶液的制备
2 2 1  Ringer&s液的配制: 精密称取氯化钠 7 3 g,
氯化钾 0 37 g ,磷酸二氢钠 0 187 g,碳酸氢钠 0 84
g, D葡萄糖 2 178 g ,加水 600 mL 使溶解, 另取氯
化钙 0 154 g,加入适量使之溶解, 使两液混合后加
水稀释至 1 000 mL 即得 Ringer&s 液。
2 2 2  桂皮醛对照品溶液的配制:精密称取桂皮醛
对照品适量, 加 Ringer& s 液配制成高、中、低
( 1 330、66 8、2 94 g / mL) 3 个质量浓度桂皮醛对
照品溶液。
2 2 3  黄连提取液的制备:参照黄连配伍肉桂中黄
连与桂皮醛质量浓度的关系, 制备不同质量浓度的
黄连提取液。称取 6 00 g 黄连加入 8倍水浸泡 30
min, 煎煮 30 min,浓缩并定容至 20 mL。
2 2 4  大鼠小肠液的制备: 取大鼠, 禁食 24 h, 待
用时用 25% 乌拉坦 ip 麻醉, 打开腹腔, 从 T reitz
韧带以下 5 cm 取小肠肠段 50 cm, 取出后用 Rin
ger&s 液洗净小肠黏膜侧,直至无污物,将其剪成 10
cm 的肠段,将肠段翻转, 结扎两端,放入盛有 50 mL
Ringer&s 液的三角瓶中,置于 ( 37 # 1) % 的恒温震
荡仪中,震荡提取 30 min, 倾出, 即为黏膜提取液。
将剪成 10 cm 的肠段,不翻转, 结扎两端, 余步骤同
上,作为浆膜提取液。取肠段按 1 ∋ 5 加 Ringer&s
液于 4 % 匀浆, 10 000 r/ min 离心 20 m in, 取上清
液,即为肠匀浆液。上述各提取液用考马斯亮蓝测
定蛋白量分别为:黏膜提取液 0 616 g/ L ,浆膜提取
液 0 262 g/ L ,匀浆液 9 46 g/ L。各提取液 - 80 %
保存,备用。
2 3  桂皮醛测定方法的建立
2 3 1  标准曲线的绘制:精密称取桂皮醛对照品适
量,加甲醇配制成质量浓度为 0 117、0 587、1 17、
2 35、4 70、9 40、18 8、47 0 g / mL 的系列溶液,
分别进样 10 L,测定, 以峰面积对桂皮醛质量进行
线性回归,得标准曲线方程 Y= 5 420. 6 X - 5 368,
r= 0 999 9,线性范围为 0 001 17~ 0 47 g。
2 3 2  精密度试验:精密吸取 4 70 g/ mL 桂皮醛
对照品溶液 10 L,连续进样 6 次, 测定, 桂皮醛峰
面积的 RSD 为 0 83%。
2 3 3  回收率试验:精密吸取 66 8 g/ mL 桂皮醛
对照品溶液 5 份, 加入大鼠肠匀浆液中, 并立即加
∀2015∀中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 12 期 2010 年 12月
入 0 1 mo l/ L HCl 终止反应,测定, 计算桂皮醛回
收率,平均回收率为 103 44%, RSD为 2 47%。
2 3 4  稳定性试验:按 回收率试验!方法制备桂皮
醛样品液并加入等体积 0 1 mol/ L HCl终止反应,
混匀,分别于 0、1、3、6、9、12 h 进样 10 L, 测定桂
皮醛峰面积。桂皮醛在加入等体积 0 1 mol/ L HCl
后较稳定, 12 h 后质量浓度降为初始质量浓度
的 92 27%。
2 4  桂皮醛在大鼠小肠液中的代谢: 精密吸取高、
中、低 ( 1 330、668、2 94 g/ mL) 3个质量浓度的桂
皮醛对照品溶液各 400 L,分别加入大鼠肠黏膜提
取液或浆膜提取液 3、6 mL,每组 3 份, ( 37 # 1) %
恒温震荡器中孵育, 分别于 0、5、10、15、30、60 m in
取样 100 L,立即加入 0 1 mol/ L HCl 100 L, 混
匀,测定桂皮醛。同时向孵育液中补充 100 L 小
肠黏膜提取液或浆膜提取液。以桂皮醛剩余率表示
药物在肠液中代谢情况 (将 0 min 时间点的药量作
为 100% ) ,同时测定肉桂酸增加率,再分别以桂皮
醛剩余率及肉桂酸增加率的自然对数对时间作图,
结果见图 2和 3。
分别精密吸取高、中、低 ( 1 330、66 8、2 94 g/
mL ) 3个质量浓度桂皮醛样品溶液4 0 0L , 各3
图 2  大鼠小肠黏膜提取液中桂皮醛的代谢 ( A)
和肉桂酸的生成 ( B) ( n= 3)
Fig. 2  Metabolism of cinnamaldehyde ( A) and production
of cinnamic acid (B) in rat intestinal mucosa extract
(n= 3)
图 3 大鼠小肠浆膜提取液中桂皮醛的代谢 (A)
和肉桂酸的生成 (B) ( n= 3)
Fig. 3 Metabolism of cinnamaldehyde (A) and production
of cinnamic acid ( B) in rat intestinal serosal extract
( n= 3)
份,加入大鼠肠匀浆提取液 5 倍稀释液 3 200 L,
加入 400 L Ringer&s 液, ( 37 # 1) % 恒温震荡器
中孵育,其余步骤同上。结果见图 4。
由结果可知,桂皮醛在各大鼠小肠提取液中均
不稳定, 可迅速代谢转化为主要产物肉桂酸。在各
肠液中,随着药物质量浓度的降低,其代谢速率有加
快的趋势。
2 5  黄连对桂皮醛大鼠小肠代谢的影响:精密称取
桂皮醛对照品,加 Ringer&s 液制成 70 g/ mL 桂皮
醛对照品溶液。取黏膜提取液、浆膜提取液和肠匀
浆液各 3 2 mL, 每组 6 份。其中 3 份加入 400 L
黄连提取液作为供试样品, 3 份加入 400 L Rin
ger&s 液作为对照样品。分别于上述样品中加入
400 L 桂皮醛对照品溶液,迅速混匀, 37 % 孵育,
分别于 0、5、10、15、30、60 m in 取样 100 L,立即加
入 0 1 mol/ L HCl 100 L,混匀,测定桂皮醛, 同时
向孵育液中补充 100 L 各小肠提取液。计算并作
图,结果见图 5。同时分别取桂皮醛剩余率及肉桂
酸增加率的自然对数对时间进行线性回归,以方程
的斜率分别求得各供试液中桂皮醛 (肉桂酸) 的代
谢 (生成) 速率常数 ( K )。样品组与对照组间统计
∀2016∀ 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 12 期 2010 年 12月
学比较采用 t检验, 结果见表 1。与对照组相比, 肠
黏膜提取液中黄连组的桂皮醛代谢差异非常显著
( P< 0 01) , 肠浆膜提取液和肠匀浆液中桂皮醛代
谢差异显著 ( P< 0 05)。
图 4  大鼠小肠匀浆液中桂皮醛的代谢 ( A)
和肉桂酸的生成 ( B) ( n= 3)
Fig. 4  Metabolism of cinnamaldehyde ( A)
and production of cinnamic acid (B)
in rat intestinal homogenate (n= 3)
3  讨论
  桂皮醛在大鼠小肠黏膜提取液、浆膜提取液、肠
匀浆液中均不稳定, 主要代谢产物为肉桂酸, 这与文
献报道[ 7] 桂皮醛在体内代谢为肉桂酸相吻合, 但桂
皮醛代谢与肉桂酸生成并非为等物质的量关系, 推
测桂皮醛在体系中可能尚存在其他代谢途径, 其减
少量并非全部转化为肉桂酸, 尚待进一步对代谢产
物进行分析研究证实。随着桂皮醛质量浓度的降
低,其剩余药量下降速率呈加快趋势。桂皮醛在小
肠匀浆液中的代谢试验中, 为了较真实反映其代谢
情况,避免反应过快, 所以对肠匀浆液进行了 5 倍
稀释。各种小肠提取液中的桂皮醛在加入等体积
0 1 mo l/ L H Cl 后较稳定, 因此在取样后加入酸以
终止进一步反应。
黄连对桂皮醛在黏膜提取液、浆膜提取液、组织
匀浆液中的代谢有抑制作用。推测桂皮醛在肠内存
在菌群代谢或各种酶的代谢, 黄连在这个环节当中
起到抑菌作用, 从而抑制桂皮醛的代谢,或者黄连在
图 5  黄连对桂皮醛在大鼠小肠黏膜提取液 ( A)、浆膜提
取液 (B) 和肠匀浆液 ( C) 中代谢的影响 ( n= 3)
Fig. 5 Effect of C. chinensis on metabolism of cinna
maldehyde in rat intestinal mucosa extract ( A) ,
secosal extract (B) and intestinal homogenate
( C) (n= 3)
表 1  黄连对桂皮醛大鼠小肠代谢速率的影响 ( x# s, n= 3)
Table 1  Effect of C. chinensis on metabolism rate 
of cinnamaldehyde in rat intestine ( x# s, n= 3)
提取液 组别 桂皮醛代谢 K 值
黏膜提取液 对照 - 0 002 10 # 0 000 31
黄连 - 0 000 70 # 0 000 11* *
浆膜提取液 对照 - 0 001 40 # 0 000 29
黄连 - 0 000 60 # 0 000 10*
匀浆液 对照 - 0 004 00 # 0 001 00
黄连 - 0 001 70 # 0 000 43*
  与对照组比较: * P < 0 05  * * P < 0 01
  * P < 0 05  * * P< 0 01 v s cont rol g rou p
高浓度的情况下抑制了某些酶的活性, 从而减慢了
桂皮醛的降解。
参考文献:
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地奥心血康对心肌缺血再灌注损伤的保护作用及机制研究
陈  虹1 ,朱鲲鹏1 ,张  真2 ,于  雷2 ,康  毅3* ,刘  欣4 *
收稿日期: 20100128
作者简介:陈  虹( 1961  ) ,女,江苏人,学士,副主任药师,主要研究方向为中草药药理学和临床药学。
T el : ( 022) 60578892  Email: ch enh ongyil iao@ 163. com
* 通讯作者  康  毅  T el: ( 022) 23542523  Email: kangy@ ti jmu. edu . cn
刘  欣  T el: ( 022) 23542745  Email: liuxin@t ijm u. edu. cn
( 1 武警医学院附属医院 药剂科,天津  300162; 2 地奥集团 学术部, 四川 成都  600041; 3 天津医科大学
药理学教研室,天津  300070; 4 天津医科大学 病理生理教研室,天津  300070)
摘  要:目的  观察地奥心血康 ( DAXXK) 对大鼠心肌缺血再灌注 ( IR) 损伤的保护作用和作用机制。方法  采
用大鼠心肌缺血再灌注损伤模型,观察 DAXXK 不同剂量组心肌缺血再灌注损伤所致 ECG 的 ST 段变化、心律失
常出现和持续时间、心律失常评分、心肌梗死面积和心肌形态学指标的变化。TUNEL 法检测心肌细胞凋亡, 免疫
组化法检测凋亡相关蛋白 Fax、FasL 表达情况, 比色法测定心肌组织抗氧化能力, RTPCR 法检测心肌 M nSOD
mRNA 表达, ELISA 法检测血管内皮分泌功能。结果  与模型组相比, DAXXK 各组, ECG 中 ST 段抬高幅度显
著降低,心律失常评分明显降低, 心律失常发生的开始时间明显推后, 持续时间明显缩短,心肌梗死面积明显缩小,
心肌细胞肿胀和炎性细胞浸润减少, 心肌细胞凋亡减少, 心肌总超氧化物歧化酶 ( TSOD) 活力增强, M nSOD
mRNA 表达增加, 血管内皮功能改善。上述作用呈剂量依赖性。结论  DAXXK 对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保
护作用与其抗氧化损伤、抑制心肌细胞凋亡以及改善血管内皮功能有关。
关键词:地奥心血康; 心肌缺血再灌注; 氧化损伤; 细胞凋亡; 内皮功能
中图分类号: R286 2    文献标识码: A    文章编号: 0253 2670( 2010) 12 2018 06
Protection and mechanism of Di&ao Xinxue Kang against myocardial
ischemiareperfusion injury in rats
CHEN Hong1 , ZHU Kunpeng1 , ZHANG Zhen2 , YU Lei2 , KAN G Yi3 , L IU Xin4
( 1Department of Pharmacy, A ffilliated Hospital, Medical University of Chinese People&s Armed Police Forces, T ianjin 300162,
China; 2. Depar tment o f Academic, DI&AO Group, Chengdu 600041, China; 3. Depar tment
of Pharmaco lo gy , T ianjin Medica l Univer sity, T ianjin 300070, China; 4. Depar tment
o f Pathophysio lo gy , T ianjin Medical Univer sity , T ianjin 300070, China)
Abstract: Objective  T o observ e the cardiopro tect ive effect of Di&ao Xinxue Kang ( DAXXK) and to
explore the mechanisms on myocardial ischem iareperfusion ( I/ R) injury in rats. Methods  T he myocar dial
ischemia reperfusion injury model w as established by the lig at ion o f lef t descending coronary arter y for 30
min and reperfusion for 120 min in rats. By using it , the ef fects of DAXXK dif ferent dosage groups on the
ST segment o f ECG, onset and durat ion o f v ent ricular arrhythm ia ( VA) , the score of ar rhythm ia, and the
ef fects on myocardial infarction size and morpholog ic change after myocardial injury in rats w ere observed.
Myocardial apoptosis w as detected using TU NEL method. Expressions of apoptosisassociated protein Fas
and FasL w ere measured using the immunohistochem ical method. T otalsupero xide dismutase ( TSOD)
w as detected by spect rophotometer. NO and ET1 in serum were detected by ELISA. M nSOD mRNA was
measured by RTPCR method. Results  Compar ed w ith I/ R group, DAXXK w ith dosedependent brought
∀2018∀ 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 12 期 2010 年 12月