黄酮肠吸收生物利用度

1、黄酮类药物的肠吸收的生物利用度天津医科大学药学院08级 孙振华 2008072204摘要 黄酮类化合物大量存在于植物界中, 具有广泛的药理作用, 可预防及治疗癌症、心脑血管疾病、骨质疏松等。口服给药后, 大量黄酮类化合物存在生物利用度低的现象。黄酮的吸收和代谢水平依不同细胞而异, 但主要受到胞内代谢的水平和它们从细胞中向外转运速度的影响。随着近年来研究工作的开展, 越来越多黄酮与外排转运体或代谢酶的相互作用被逐渐揭示出来。研究表明, 肠上皮细胞的ATP-依赖性外排转运体如P-糖蛋白( P-g p)和细胞内的相代谢酶( UGT 等) 是影响黄酮肠吸收的主要因素1。综述了ATP-依赖性外排转运体与

2、代谢酶的协同作用, 黄酮类化合物对二者功能的调节作用等, 以期为提高黄酮的生物利用度和临床合理利用提供理论依据。关键词 黄酮; 吸收; 代谢；外排转运体；I，II相代谢；生物利用度。1.黄酮在胃肠道和肝脏中的吸收和代谢胃肠道是黄酮吸收过程中非常重要的部位, 现在已经清楚表明胃肠道在多酚进入肝脏循环系统之前的代谢中起了非常重要的作用。小肠中的空肠和回肠细胞主要把黄酮以苷的形式从肠腔面转运到门静脉(含有B 环的黄酮也可能以O-甲基化的形式转运)2。一般认为, 黄酮苷类相对分子质量比较大,水溶性和脂溶性都不好,很难靠被动扩散透过小肠上皮细胞。因此, 黄酮苷需要先被位于肠细胞、肠腔内的酶或肠道菌群代谢

3、成为苷元才能被吸收。目前, 黄酮苷类在吸收机制方面主要有以下几种可能性: ( 1)主动转运, 即位于小肠肠壁上皮细胞膜上的Na+ 依赖葡萄糖转运载体( sodium dependent glucose transporter, SGLT) 有可能介导黄酮的转运过程。但现阶段研究中只有报道槲皮素-4-葡萄糖苷和槲皮素-3-葡萄糖苷的吸收与SGLT1有关3, 其他黄酮都暂无报道。(2)水解成苷元后再被吸收。如哺乳动物小肠绒毛边缘的乳糖酶-根皮苷水解酶可参与水解黄酮苷类化合物; 肠道内的菌群也可以将黄酮苷水解为游离的黄酮苷元4。黄酮苷元经被动扩散进入肠细胞后, 可能在肠细胞中与葡萄糖醛酸或硫酸结合为

4、 相代谢物, 而这些代谢物往往又是外排转运蛋白P-糖蛋白5( P-glycoprotein, P-g p)与多药耐药相关蛋白等的底物,容易被外排回肠腔6, 从而降低其生物利用度。2. ATP-依赖性外排转运体人体内有各种各样的药物转运体来控制化合物的吸收、分布、代谢和排泄。在这些转运体中, 由于涉及多药耐药( multidrug resistance, MDR) , ATP-依赖性外排转运体 ATP-binding cassette ( ABC) transporter 等引起了广泛的关注。P-糖蛋白( P-g p/ MDR1/ ABCB1) : P-g p 是最早由Juliano Ling

5、发现的外排转运体。P-g p 含有1 280个氨基酸, 相对分子质量为1. 7*105 。其分子结构由两个同源部分组成, 每个同源部分有6 个跨膜区域和1个具有ATP酶活性的核苷酸结合域, 两个同源部分由多肽链接头连接。P-g p高度表达在各种实体肿瘤如结肠癌, 显示P-g p在癌症治疗中的重要作用7。此外, P-g p 还存在于正常人体组织: 高度表达在肾和肾上腺, 中度表达在肝、小肠、结肠和肺, 低度表达在脑、前列腺、皮肤、脾、心脏、骨骼肌、胃和卵巢。P-g p主要介导药物进入肠腔、胆汁、尿和血液的正常分泌功能, 是血脑屏障、血睾屏障和胎盘屏障的一部分, 并将毒物从细胞内排出细胞外, 保护

6、组织免受毒物的危害; 而表达于肝细胞的胆管侧细胞膜和肠上皮细胞侧面膜的P-g p可使药物从肝细胞进入胆汁, 或者将毒物从肠上皮细胞外排回肠腔, 从而限制了药物的吸收8。P-g p主要分布在小肠的顶侧膜一侧, 具外排作用是造成黄酮化合物生物利用度低的原因之一。Lohner9 等以转P-g p基因的Bcap37/ MDR1细胞为模型, 考察了P-g p 对银杏叶提取物中重要黄酮类成分槲皮素( quercet in) 、山柰酚( kaempfero l) 和异鼠李素( iso rhamnetin) 肠吸收透过的影响。结果显示, 当加入P-g p 抑制剂维拉帕米后, 以上3 种黄酮的转运明显增加, 说

7、明P- g p外排泵是限制银杏叶中黄酮成分生物利用度的原因之一。越来越多的研究指出, 很多黄酮可与P-g p 结合而抑制P-g p 介导的转运。这些黄酮包括染料木素( genistein)、鹰嘴豆芽素A ( biochanin A)、根皮素素( phloretin)、水飞蓟素( silymarin)、白杨黄素( chrysin)等。在功能调节方面, 黄酮除作为ABC 转运体的底物或抑制剂外, 还有调节P-g p 表达的功能10。Katrin Lohner 用Western Blott ing 的方法检测P-g p 在Caco-2 细胞上的表达, 发现圣草酚( erio dictyol) 、杨梅

8、素( myr icet in) 、紫杉叶素( tax ifolin) 、柚皮素( nar ing enin) 、忽布素 、EGCG、大豆黄酮、儿茶素、染料木素、白杨黄素、槲皮素、花青素( cyaniding ) 均可两倍以上增加P-g p 在肠上皮细胞的表达11。此外，多药耐药相关蛋白2( MRP2/ ABCC2)以及乳腺癌耐药蛋白( BCRP/ ABCG2)等蛋白在外排转运与黄酮肠吸收的相互作用中也发挥着相当重要的作用12。3. 黄酮的相代谢众所周知I相代谢最常见的药物代谢为氧化反应、还原反应和水解反应。而黄酮的化学结构中多含葡聚糖基因, 易发生水解反应, 所以一些黄酮糖苷会在 相代谢过程中

9、水解成为苷元。在灯盏乙素药动学研究中, 大鼠ig给药, 发现灯盏乙素的平均血药浓度约在1.5 h达高峰, 两次达峰质量浓度分别为( 26. 57±10. 89) g/L 和( 18. 86±9. 70) g/L, 说明此双峰现象可能是由灯盏乙素的肝肠循环引起的, 即灯盏乙素口服后, 在肠内被菌群或 相代谢酶水解为苷元, 在一部分被吸收后, 剩余的苷元发生葡萄糖醛酸结合成为灯盏乙素/ 异灯盏乙素, 经胆汁排泄至小肠, 被再次吸收。同时, 黄酮也可以调节CYP450 酶的活性。由于黄酮具有抗癌作用, 有成为癌变起始阻滞剂的潜能, 因此黄酮对CYP450 酶的抑制作用受到广泛的研

10、究13。4.黄酮的II相代谢II相代谢反应即结合反应, 通常是药物或I相反应生成的代谢产物结构中的极性官能团( 如羟基、氨基、硝基和羧基等)与机体内源性物质发生偶联或结合生成各种结合物的过程。黄酮类化合物的II 相代谢反应以葡萄糖醛酸结合为主,主要在肝中进行, 肠内也可发生, 由葡萄糖醛酸转移酶( UGT)介导。一些黄酮还可以对II相代谢酶的活性起到抑制作用。目前研究多关注于竞争性抑制, 即黄酮与其他药物竞争II相代谢酶, 从而抑制其他药物的代谢。而非竞争性抑制关注较少。如槲皮素可对II相代谢酶起到抑制作用, 抑制其脱氢酶的活性, 表现为竞争性抑制作用。与葡萄糖醛酸结合相似, 硫酸化也可被一些

11、黄酮类化合物抑制14, 如漆黄素、高良姜黄素、槲皮素、山柰酚、染料木素都是硫酸转移酶的非竞争性抑制剂。另外, 黄酮在体内经过 相代谢转化后极性增加, 有利于其排泄, 但其药理作用会受到影响。如槲皮素经葡萄糖醛酸结合或磺酸化后, 血管舒张作用降低。但白杨黄素甲基化后生物利用度提高, 可作为更有效的化疗药物。还有一些黄酮的代谢产物会继续保留其原有药效, 如槲皮素对与肝炎和脑水肿相关的黄嘌呤氧化酶有抑制作用, 其葡萄糖醛酸结合产物对黄嘌呤氧化酶的抑制能力与原型药槲皮素相近。且代谢产物的活性与葡萄糖醛酸结合位置有关15,如槲皮素、3位甲基化槲皮素、3位葡醛酸化槲皮素和4位葡醛酸化槲皮素在低浓度时对黄嘌

12、呤氧化酶的抑制作用相近, 而3位磺酸化槲皮素、3位葡醛酸化槲皮素和7位葡醛酸化槲皮素对黄嘌呤氧化酶的抑制活性是原型药的50-800倍; 3位甲基化槲皮素,7位葡醛酸化槲皮素、3位葡醛酸化槲皮素和4位葡醛酸化槲皮素也可对脂肪氧化酶产生抑制作用, 但抑制效果不如原型药物槲皮素, 3 位葡醛酸化槲皮素的抑制作用降低得最明显16。5.结语黄酮口服利用度差的主要原因是在通过肠道时被ATP-依赖性外排转运体包括P-g p、MRR2、BCRP 排出细胞外, 以及其严重的II相代谢。从膳食中摄取的黄酮苷会首先在肠道被水解为游离的黄酮苷元, 被小肠吸收; 同时可能接着转化为II相代谢产物,吸收入血或外排出回肠腔

13、。代谢是黄酮发生转化的另外一个重要途径, 在肝脏和肠道均会发生。经过这一阶段后, 黄酮苷可能水解成苷元, 然后主要在葡糖醛酸转移酶催化下进行葡醛酸结合反应。同时外排转运体和代谢酶可能发生协同作用, 限制黄酮的肠吸收。同时, 黄酮也可通过与外排转运体和代谢酶的相互作用, 达到影响其他底物药物吸收的结果。因此, 黄酮可能具有解决抗癌治疗中多药耐药等问题的前景。在未来的研究中, 如何有效地提高黄酮的生物利用度, 使用黄酮来提高其他外排转运体或代谢酶底物药物包括抗癌药物的生物利用度, 避免由于同时服用黄酮和药物而产生不良反应, 都将会成为研究热点。参考文献：1 王亚之，欧喜笑，郑颖.外排转运体和代谢酶

14、与黄酮的相互作用及其对黄酮肠吸收影响的研究进展J.中草药，2009,40（10）：1659-1663.2 曾佑炜， 赵金莲，彭永宏. 黄酮的吸收和代谢研究进展J.中草药，2008,39（3）：460-464.3Sesink A L, Arts I C, FaassenPeters M ,et al .Intestinal uptake of quercetin-3-glucoside in rats involoves hydrolysis by Lactase phlorizin hydrolaseJ. J N utr , 2003, 133(3): 773-776.4 吴茜, 李志裕, 唐

15、伟方, 尤启冬. 黄酮的结构改造与生物活性J. 天然产物研究与开发,2008,20:557-562.5 郭宇洁, 孟硕, 徐辉, 刘建勋. 葛根素和葛根黄酮的药代动力学研究概述 J. 中国实验方剂学杂志,2009,15(6):82-85.6 索晴,刘树民. 近年来中药在肠内的吸收代谢研究方法与思路概述J. 中国中医药科技,2007,14(2):141-142.7 龚金炎, 洪辉, 吴晓琴, 张英. 黄酮类化合物的促氧化作用及其细胞 毒 性研究进展J. 中草药,2008,39(12):1905-1909.8 孙丽晶, 王选深, 吕慧怡, 田燕. 中药有效成分胃肠转运的药动学研究进展J. 大连医科

16、大学学报,2008,30(6):573-576.9Lohner K, Schnäbele K, Daniel H , e t al. Flavonoids alter P- g p expression in intestinal epithelial cell s invitro and invivo J. Mol Nutr Food Res , 2007, 51( 3) : 293-300.10 罗欣, 姚开, 贾冬英, et al . 原花色素在生物体内的吸收和代谢与生物可利用性 J . 林产化学与工业, 2006, 26( 1) : 109-115.11Zhang S , M

17、orris M E. Effects of the flavonoids biochan in A, morin, phloretin, and silymarin on P-glycoprotein-mediated transport J. J Pharmacol Exp Ther , 2003, 304: 1258-1267.12Vaidyanathan J B, Walle T. Cellular uptake and efflux of the tea flavonoid (-)-epicatechin gallate in the human intestinal cell lin

18、e caco-2J .J Pharmacol Exp Thera ,2003, 307:745-752.13 张凤秀, 叶霞, 鲁成, 王强, 张光先. 丝素对银杏黄酮药物的控释作用及 机理研究J. 西南农业大学学报，2001,23（6）：535-537.14谢升谷, 尤琳雅, 曾苏.人葡糖醛酸基转移酶介导的黄酮II相代谢研究进展 J. 中国药理学与毒理学杂志, 2007, 21(5):4382-4431.15Sesink A L A, Arts I C W, De Boer V C J, et al. Breast cancer resis- tance protein (Bcrp1/ Abcg2) limits net