銀杏葉提取物的藥理作用研究進(jìn)展

銀杏葉提取物的藥理作用研究進(jìn)展

銀杏葉是目前臨床使用廣泛的中藥之一。銀杏葉提取物已成為世界植物制劑的重要品種，在心血管疾病的治療中發(fā)揮著重要作用。近10年來,有關(guān)銀杏葉提取物的化學(xué)成分、藥理作用和藥動學(xué)研究取得較大進(jìn)展。銀杏葉提取物成分復(fù)雜,目前已發(fā)現(xiàn)的有160多種,研究證實(shí)其主要有效成分為銀杏黃酮類和銀杏萜內(nèi)酯類化合物。目前國際上銀杏葉提取物是以德國Schwabe藥廠專利工藝生產(chǎn)的EGB761為標(biāo)準(zhǔn),質(zhì)量控制指標(biāo)為銀杏黃酮高于24%,銀杏萜內(nèi)酯高于6%,《中國藥典》2010年版也采用該標(biāo)準(zhǔn)。銀杏黃酮類化合物為低相對分子質(zhì)量化合物,衍生于其母體黃酮,主要是由槲皮素、山柰酚和異鼠李素等黃酮苷元及其與葡萄糖等單糖以氧糖苷鍵連接而成的糖苷組成,銀杏葉含黃酮類化合物30種以上,其中雙黃酮6種,黃酮苷元7種,黃酮苷17種,主要表現(xiàn)為清除自由基、抗脂質(zhì)過氧化等作用。銀杏萜內(nèi)酯化合物主要包括二萜類和倍半萜類,其中,二萜類主要包括銀杏內(nèi)酯A、B、C、M、J等,倍半萜主要為白果內(nèi)酯。銀杏萜內(nèi)酯分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,具有獨(dú)特的二十碳骨架結(jié)構(gòu),嵌有1個叔丁基和6個五元環(huán),包括1個壬烷,1個四氫呋喃環(huán)和3個內(nèi)酯環(huán),是一類罕見的天然化合物,迄今尚未發(fā)現(xiàn)存在于其他植物中,為銀杏這一物種特有的成分。銀杏萜內(nèi)酯對受體有強(qiáng)大的特異性抑制活性,目前被認(rèn)為是最具有臨床應(yīng)用前景的天然受體拮抗劑,其中以銀杏內(nèi)酯B的活性最強(qiáng)。本文總結(jié)了銀杏葉提取物主要活性成分的體內(nèi)藥動學(xué)特性,分析銀杏葉提取物主要活性成分生物利用度低的可能原因,并從化合物結(jié)構(gòu)改造及生物藥劑學(xué)等角度探討提高其生物利用度的可能策略,為銀杏葉提取物相關(guān)制劑的進(jìn)一步開發(fā)提供參考。1銀杏葉提取物中主要活性成分的藥代動力學(xué)研究1.1銀杏黃酮類成分對cyp3a酶活性的影響銀杏黃酮類化合物主要是以苷元的形式被吸收,在血漿、尿液中幾乎檢測不到銀杏黃酮的苷或苷元形式,其主要存在形式為苷元的葡萄糖醛酸結(jié)合物或硫酸結(jié)合物。同時,也有文獻(xiàn)報道血漿或尿液經(jīng)過水解后能檢測到銀杏黃酮苷元,不同的結(jié)論可能是由分析儀器及方法的靈敏度引起,但同時也揭示出銀杏黃酮類成分的生物利用度較低。研究顯示,iv銀杏葉黃酮后,在大鼠體內(nèi)槲皮素的藥動學(xué)符合二房室模型,半衰期為(0.13±0.05)h,而山柰素和異鼠李素的藥動學(xué)符合非房室模型,這與Zhao等在犬體內(nèi)測得的數(shù)據(jù)一致;po銀杏葉黃酮后,經(jīng)葡萄糖醛酸苷水解酶水解,血漿中槲皮素、異鼠李素和山柰酚的半衰期分別為(3.53±1.88)、(6.94±4.05)、(3.97±2.30)h,該3種成分藥動學(xué)過程顯示出明顯的雙峰現(xiàn)象,雙吸收峰的產(chǎn)生與黃酮糖苷類成分特殊的吸收機(jī)制有關(guān)。目前關(guān)于銀杏總黃酮的吸收研究主要集中于單體成分,尤其是槲皮素及其苷的研究較多。諸多研究顯示,銀杏黃酮類活性成分在大鼠體內(nèi)的腸吸收特征呈現(xiàn)一級吸收動力學(xué),吸收速率常數(shù)基本保持不變,吸收機(jī)制為被動擴(kuò)散,沒有飽和現(xiàn)象發(fā)生,在小腸中的吸收部位以腸中上段較好,在十二指腸和空腸的吸收優(yōu)于回腸和結(jié)腸。Li等采用Caco-2細(xì)胞模型,發(fā)現(xiàn)銀杏黃酮醇苷元(槲皮素、山柰酚、異鼠李素等)有較高的Papp值(>7.2×10-6),膜透過性好,但其糖苷有較低的Papp值(<2×10-7),滲透性較差。細(xì)胞色素P450(CYP450)酶系是肝細(xì)胞藥物代謝的主要酶系,具有廣泛的生物學(xué)意義,CYP450酶系統(tǒng)主要有CYP1A2、CYP2A6、CYP2B6、CYP2C、CYP2D6、CYP2E1和CYP3A等。銀杏黃酮類成分在體內(nèi)主要以II相代謝產(chǎn)物存在,其主要代謝途徑為葡醛酸結(jié)合反應(yīng),介導(dǎo)其II相代謝的主要酶為UGT1A9,在銀杏黃酮的3種苷元中槲皮素的代謝能力最強(qiáng)。銀杏黃酮苷類在體內(nèi)代謝主要有2個部位:一是肝臟,在肝臟CYP450作用下發(fā)生一系列反應(yīng),生成水溶性更高的代謝物排出體外;二是腸道,在腸道菌群的作用下,將其水解為苷元。與銀杏萜內(nèi)酯類成分激活CYP3A酶作用相反,銀杏黃酮類成分對CYP3A酶的活性呈現(xiàn)出抑制作用,這是以后的實(shí)驗(yàn)過程和臨床用藥中需要嚴(yán)格注意的問題。槲皮素和山柰酚可以引起大鼠和人肝微粒體CYP1A1、CYP1A2、CYP3A4等活性降低。1.2銀杏內(nèi)酯b、b、c、b的藥動學(xué)銀杏萜內(nèi)酯是較強(qiáng)的血小板活化因子拮抗劑,對免疫系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用,對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、缺血損傷有保護(hù)作用并有抗休克、抗過敏及抗炎作用?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中有關(guān)銀杏萜內(nèi)酯的體內(nèi)生物利用度研究較少。早期研究顯示,靜脈注射銀杏內(nèi)酯A、B后的代謝均符合二房室模型,其中在大耳白兔中t1/2分別為1.50、0.96h,而人體中t1/2分別為3.73、4.25h,AUC分別為68305.10和19714.69ng·min/mL。Xie等運(yùn)用LC-MS/MS對銀杏萜內(nèi)酯中銀杏內(nèi)酯及白果內(nèi)酯的藥動學(xué)參數(shù)同時進(jìn)行測定,并首次報道銀杏內(nèi)酯C的藥動學(xué)數(shù)據(jù),研究表明,iv給藥后,銀杏內(nèi)酯A、B、C及白果內(nèi)酯的AUC分別為228.2、140.7、110.3、33.25μg·h/L,t1/2分別0.97、1.02、0.67、1.13h。由于銀杏內(nèi)酯B為銀杏總內(nèi)酯活性最強(qiáng)的成分,考慮到其他成分對其影響,將銀杏內(nèi)酯B與銀杏內(nèi)酯提取物大鼠體內(nèi)藥動學(xué)進(jìn)行比較,結(jié)果顯示,銀杏內(nèi)酯提取物中共存成分對銀杏內(nèi)酯B的藥動學(xué)過程并沒有顯著影響,po給藥后,銀杏內(nèi)酯B的AUC為(2701±655)μg·h/L,t1/2為(2.3±2.0)h。銀杏萜內(nèi)酯有著中等膜透過性,白果內(nèi)酯,銀杏內(nèi)酯A、B、C的Papp值分別為5.9×10-7、5.0×10-7、3.3×10-7、2.1×10-7。經(jīng)Caco-2細(xì)胞模型研究發(fā)現(xiàn),銀杏萜內(nèi)酯以被動擴(kuò)散的方式被細(xì)胞攝取和轉(zhuǎn)運(yùn),藥物的攝取與時間呈正相關(guān),與溫度呈負(fù)相關(guān);P-gp抑制劑可以增加白果內(nèi)酯的細(xì)胞攝取,而對銀杏內(nèi)酯A、B、C的細(xì)胞攝取則無影響,推測攝取轉(zhuǎn)運(yùn)過程中銀杏內(nèi)酯可能不是P-gp的底物;由于銀杏萜內(nèi)酯在堿性生理?xiàng)l件下水解,內(nèi)酯環(huán)易開環(huán)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的羧化物,故銀杏萜內(nèi)酯的吸收具有pH值依賴性,在弱酸性條件的腸上端能夠提高其轉(zhuǎn)運(yùn)能力。在銀杏萜內(nèi)酯的I相代謝過程中,不同內(nèi)酯對CYP450酶類的影響表現(xiàn)為組織特異性,不同的化合物對其影響不盡相同,綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)研究來看,有關(guān)銀杏萜內(nèi)酯代謝過程對CYP450酶系的影響研究相對較多。銀杏內(nèi)酯A能誘導(dǎo)CYP3A23的表達(dá),銀杏內(nèi)酯A、B對CYP3A4均有轉(zhuǎn)錄無誘導(dǎo)作用;白果內(nèi)酯能誘導(dǎo)CYP3A4及CYP2B1的表達(dá)。銀杏萜內(nèi)酯對CYP450酶系統(tǒng)的作用可能是其藥理活性的基礎(chǔ)。相比較于I相代謝,與銀杏黃酮相似,體外研究顯示銀杏萜內(nèi)酯的代謝也以II相代謝為主,銀杏內(nèi)酯A和白果內(nèi)酯對大鼠中的II相代謝酶(UGT)谷胱甘酞-S-轉(zhuǎn)移酶和硫辛酰胺脫氫酶有顯著的誘導(dǎo)作用,而銀杏內(nèi)酯B、C在相同劑量下對其無明顯作用。2銀杏葉提取物的主要活性成分的生物利用度和影響因素2.1藥物生物利用度藥物的口服生物利用度與其在胃腸道的口服吸收途徑有著密切關(guān)系。銀杏黃酮類成分口服吸收存在雙峰現(xiàn)象,除了由苷類水解為苷元吸收之外,還有研究認(rèn)為是由腸肝循環(huán)引起的,一定程度上也降低其生物利用度。部分黃酮苷類成分在消化道上部迅速被吸收,而部分在消化道下部經(jīng)腸道菌群代謝后再吸收,不同糖苷在不同部位的吸收可能是造成雙吸收峰現(xiàn)象的主要原因。Hollman等研究顯示結(jié)合不同糖基的槲皮素苷吸收程度及達(dá)峰時間均不同,槲皮苷的吸收部位主要在小腸,蘆丁則主要在回腸去糖基后被吸收。近年來,在細(xì)胞分子水平上研究影響藥物吸收的因素越來越受到關(guān)注,其中胃腸細(xì)胞的藥物溢出泵即外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對藥物吸收的影響日益受到人們的重視。藥物生物利用度低,過去多認(rèn)為是由于吸收差造成的,但后來發(fā)現(xiàn)很多吸收完全的藥物生物利用度仍然很低,研究表明腸細(xì)胞在吸收藥物的同時,腸細(xì)胞上的某些蛋白也不斷地將已吸收的藥物或藥物的代謝物外泌回腸腔。銀杏黃酮苷元在腸細(xì)胞中與葡糖醛酸或硫酸結(jié)合為II相代謝產(chǎn)物,這些代謝物通常是外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白P-gp與多藥耐藥相關(guān)蛋白2(MRP2)、乳腺癌耐藥蛋白(BCRP)等的底物,易被外排回腸腔,從而降低其生物利用度,且其腸代謝產(chǎn)物的硫酸鹽化作用和外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活動能組成連接屏障來共同阻抗黃酮苷元進(jìn)入門靜脈及循環(huán),降低其吸收。此外,銀杏黃酮中,雖然苷元具有較好的膜通透性,但其苷的透膜作用仍受到一定的限制,使其吸收降低。銀杏黃酮在腸和/或肝中極易發(fā)生的4種反應(yīng)為:氧化、葡萄苷酸化、硫酸鹽化及甲基化反應(yīng)。銀杏黃酮的生物利用度低,還受到腸內(nèi)存在廣泛的II相代謝的影響,其中包括受到腸內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生的酶的代謝。介導(dǎo)銀杏黃酮II相代謝的主要酶為UGT1A9,人體小腸中存在多種UGT,UGT對藥物的首過代謝和生物利用度發(fā)揮著重要作用,UGT不僅通過代謝直接降低藥物的生物利用度,還可能通過減少藥物肝腸循環(huán)的效率降低生物利用度。在葡糖醛酸結(jié)合物的肝腸循環(huán)中,小腸重吸收的必要步驟是小腸菌群分泌的β-葡萄糖苷酶水解苷生成苷元,小腸黏膜中的UGT則通過催化苷元的結(jié)合反應(yīng)減少重吸收。2.2銀杏內(nèi)酯藥動學(xué)的主要特點(diǎn)一般來講藥物的相對分子質(zhì)量低于350,具有一定的水溶性,適于胞間擴(kuò)散,同時又要具有一定的脂溶性易于被動跨膜吸收。銀杏內(nèi)酯基本骨架雖屬非極性萜類,但因結(jié)構(gòu)中有多個羥基取代,極性得到加強(qiáng),不溶于石油醚和苯,易溶于醋酸乙酯、丙酮及低級醇類,略溶于水,較差的水溶性成為銀杏萜內(nèi)酯體內(nèi)藥動學(xué)過程的主要限制步驟。代謝方面銀杏萜內(nèi)酯類一方面顯示出代謝穩(wěn)定性;另一方面在吸收過程中也受到轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的外排作用,如銀杏內(nèi)酯A、B為MRP2介導(dǎo)的腸上皮外排系統(tǒng)特異性底物。此外,由于銀杏萜內(nèi)酯特殊的“C20籠型”結(jié)構(gòu),其內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)在酸性或中性溶液中穩(wěn)定,遇強(qiáng)堿則內(nèi)酯環(huán)打開而溶解。這種不穩(wěn)定性特質(zhì),奠定了銀杏萜內(nèi)酯的藥動學(xué)過程會受到各種環(huán)境條件的影響而進(jìn)一步影響其生物利用度。3對藥物的生物利用度根據(jù)銀杏葉主要活性成分的理化性質(zhì)及藥動學(xué)特征,結(jié)合已有的文獻(xiàn)報道,可從通過改變給藥劑型、改變制劑工藝、添加外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑、制成衍生物等來增加藥物吸收,提高其生物利用度,進(jìn)而提高制劑的療效。3.1主要化學(xué)成分在眾多生物利用度的影響因素中,藥物劑型最為重要也最為復(fù)雜。由于各種劑型的載藥形式、釋放方式和速度不同,藥物溶出速率、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)形式也可能不同,進(jìn)而會導(dǎo)致其生物利用度與療效存在差異。目前改善藥物體內(nèi)吸收的常見劑型有緩控釋制劑、固體分散體、自乳化釋藥系統(tǒng)等。將銀杏總內(nèi)酯制成控釋小丸,穩(wěn)定性良好,生物利用度顯著提高;將銀杏葉總黃酮制成自微乳化口腔速溶膜,結(jié)合了自微乳化給藥系統(tǒng)和口腔速溶膜的雙重優(yōu)點(diǎn),提高了體外釋放度;將銀杏葉提取物制成固體分散體,槲皮素、山柰酚和異鼠李素在大鼠體內(nèi)的生物利用度顯著增加;自乳化釋藥系統(tǒng)的運(yùn)用,與傳統(tǒng)的片劑相比,銀杏內(nèi)酯A自乳化的相對生物利用度為154%,有了很大程度的提高。此外,研究通過制成緩釋片、緩釋膠囊、舌下片、口腔崩解片、分散片、速釋滴丸、半固體骨架制劑等劑型來提高銀杏制劑的生物利用度亦顯示出顯著效果。3.2元難溶、銀杏酯水的制備制劑工藝涉及范圍廣泛,現(xiàn)代制劑技術(shù)有固體分散技術(shù)、包合技術(shù)、納米乳與亞納米乳技術(shù)、脂質(zhì)體技術(shù)等。銀杏黃酮苷元難溶或不溶于水,而銀杏萜內(nèi)酯略溶于水,采用適當(dāng)工藝提高其水溶性,對提高其生物利用度起到關(guān)鍵性作用。將銀杏葉提取物或提取物有效成分采用羥丙基-β-環(huán)糊精包合、包裹在聚乙二醇修飾的固體脂質(zhì)納米粒中、制成銀杏磷脂復(fù)合物分子鹽及采用磷脂復(fù)合物與固體分散技術(shù)相結(jié)合等工藝,均在體內(nèi)體現(xiàn)出吸收優(yōu)勢,提高生物利用度,增強(qiáng)其藥理活性。3.3p-gp抑制劑的影響在目前的外排轉(zhuǎn)運(yùn)器中,P-gp、MRP、BCRP最受關(guān)注,這些轉(zhuǎn)運(yùn)器對藥物體內(nèi)過程產(chǎn)生直接作用,尤其P-gp底物眾多,嚴(yán)重影響著藥物的口服吸收。在服用藥物的同時服用外排轉(zhuǎn)運(yùn)器抑制劑來提高藥物生物利用度的方法已有很多研究報道,而且臨床應(yīng)用廣泛。銀杏葉提取物在體內(nèi)的藥動學(xué)過程中受到外排蛋白的影響,生物利用度降低。Wang等以轉(zhuǎn)染P-gp基因的Bcap37/MDR1細(xì)胞為模型,考察了P-gp對銀杏葉提取物中主要活性成分槲皮素、山柰酚和異鼠李素吸收的影響。結(jié)果顯示,當(dāng)加入P-gp抑制劑維拉帕米后,以上3種黃酮的轉(zhuǎn)運(yùn)明顯增加。王磊等研究環(huán)孢素A對銀杏內(nèi)酯B大鼠體內(nèi)藥動學(xué)的影響,大鼠靜脈給予P-gp抑制劑CyA可以顯著提高銀杏內(nèi)酯B的血藥濃度,減少腎臟對銀杏內(nèi)酯B的排泄且能增加其在腦中的分布。3.4生物利用度檢測銀杏萜內(nèi)酯的水溶性較差,影響了其吸收,通過結(jié)構(gòu)改造,提高銀杏萜內(nèi)酯的水溶性,有可能使其生物利用度提高。汪電雷等分別研究了10-O-(二甲氨基乙基)-銀杏內(nèi)酯B甲磺酸鹽(XQ-1H)iv及ig給藥后在Beagle犬體內(nèi)的藥動學(xué)和口服生物利用度。結(jié)果顯示,igXQ-1H后,生物利用度提高,而且在體內(nèi)消除較慢。與銀杏內(nèi)酯B比較,XQ-1H的藥理活性和生物利用度均有所提高,而且具有良好的水溶性,可見,XQ-1H具有良好的開發(fā)前景。4注重生物活性物及活性開環(huán)銀杏葉提取物主要成分銀杏黃酮及銀杏萜內(nèi)酯的藥動學(xué)特征主要受物質(zhì)本身理化性質(zhì)及機(jī)體胃腸道環(huán)境(溶解度差、膜透過性低、外排轉(zhuǎn)運(yùn)器的參與、廣泛代謝等)的限制,其口服生物利用度較低。銀杏葉提取物的體內(nèi)藥動學(xué)研究尚顯薄弱,尤其是藥動學(xué)方面需在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上對其吸收、分布、代謝及排泄等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行深入細(xì)致的研究,尋找活性代謝物,揭示其發(fā)揮藥效的作用機(jī)制及物質(zhì)基礎(chǔ)。這對闡明銀杏葉提取物