中藥成分代謝化學

序言藥學總是不斷發(fā)展進步的。現(xiàn)在世界計多藥學家都在探討藥學事業(yè)向什么方向發(fā)展。其前沿在何處這一課題。多數(shù)人的答案是：臨床藥學是當代藥學的重要發(fā)展方向，其前沿在生物藥學（Biopharmacy）”。在西藥領域中是如此在中藥研究領域中，也有類似的傾向。近年來，有些中藥研究學者已開始利用生物藥學手段來研究中藥，并隱隱約約地出現(xiàn)了《中藥成分代謝化學》的學科輪廊。作者試想把現(xiàn)代西藥代謝研究的理論與方法與中藥代謝研究成果結(jié)合起來，并加以整理，使之系統(tǒng)化，以便在不久將來讓已朦朧初現(xiàn)的《中藥成分代謝化不學》作為一門學科明朗地出現(xiàn)在中醫(yī)中藥的發(fā)祥地——中國。作者希望該講義能為正在從事中藥整理提高，從事創(chuàng)立統(tǒng)一的新醫(yī)藥學派而辛勤研究的人們提供—點參考消息，為正在發(fā)奮攻讀的天然藥化研究生——未來的年輕中藥科學工作者們提供—點學習資料，以求開闊學術視野，拓寬分析問題及解決問題的思路，如果此講義能對中式研究有一點參考價值，作者將感到十分寬慰。本講義是在倉促中編寫而成，又兼作者限于水平，在代謝化學方面仍是門外漢，故缺點和錯誤在所難免，希望各位先生及使用此書的研究生同志們多加批評指正。編者：陳英杰1987年6月

總論第一節(jié)中藥成分代謝化學的概念和任務中藥成分代謝化學是研究中藥有效成分在動物及人體內(nèi)的代謝反應的一門科學。它是世界上近年來開始引人注目并且已現(xiàn)雛形的一門新興學科。它是借助于中藥化學、有機化學、現(xiàn)代分析化學、藥代動力學、藥理學及生物化學等學科的理論與方法形成的一門邊緣學科。它是中草藥成分化學與生命科學相結(jié)合的產(chǎn)物。如果說中藥藥理學是研究中藥成分對機體作用的科學。那么，中藥成分代謝化學則相反，是研究機體對中藥成分的反作用（機體中的酶系統(tǒng)等對成分的代謝轉(zhuǎn)化作用）以及在這種反作用下所產(chǎn)生的代謝物對機體的再作用的科學。中藥代謝化學的任務包括以下六個方面：1.研究中藥成分在機體內(nèi)發(fā)生代謝反應的組織，器官部位以及該代謝反應發(fā)生的條件。2．代謝產(chǎn)物的提取、分離、精制及結(jié)構(gòu)鑒定。3．代謝產(chǎn)物的定量分析以及原形成分和代謝產(chǎn)物在體內(nèi)或某一組織器官內(nèi)的動態(tài)變化（時間一數(shù)量變化）的規(guī)律。4．代謝產(chǎn)物的藥效評價，新藥的設計創(chuàng)制以及代謝途徑的研究。5．代謝產(chǎn)物的藥效評價，新藥的設計創(chuàng)制以及代謝化學研究結(jié)果的應用控討。6．新的代謝化學研究方法的控討。中藥成分代謝化學是在相關學科發(fā)展過程中逐漸形成的。植物藥品化學（中藥化學）在人們利用天然藥物治病防病及在整理提高祖國醫(yī)藥中遺產(chǎn)的研究中是很重要的一門科學。但這門科學的自身也必然繼續(xù)前進。不斷發(fā)展。結(jié)果就派生出許多分支領域。早在70年代，林啟壽先生就在《中草藥成分化不學》一書中寫道：“中草藥化學的范圍很廣，就今天所能知道的，至少可以包括以下三個方面內(nèi)容：（1）中草藥生物化學（2）中草藥成分化學、（3）中草藥藥物化學。”顯然，目前的中草藥化學學科正在向兩個方向發(fā)展；一是化學方向，發(fā)展成中藥藥物化學，重點研究活性成分的結(jié)構(gòu)與活性的關系（構(gòu)效關系），并在此基礎上對先導化合物進行結(jié)構(gòu)修飾和改造、對天然產(chǎn)物進行合成及半合成，主要用化學手段便制新藥。另一個方向則是中草藥化學與生物學及生命科學的結(jié)合。與生物結(jié)合則形成《中草藥生物化學》。正如林啟壽先生所寫道那樣，該學科“討論和研究來源于生物的中草藥在生活過程中如何形成治病的有效成分，外界條件對這些成分的形成有什么影響。怎樣做才能在中草藥中增加我們所需要的成分含量…等等”顯然中草藥成分的“生物合成學”內(nèi)容是包括在該學科范圍內(nèi)的。一句話，中草藥生物化學是研究生活狀態(tài)的中草藥本身產(chǎn)生化學成分的科學。而中藥代謝化學則完全不同。它是中藥化學向生命科學進軍過程中形成的交叉學科。特別是在八十年代初期。藥學工作者提出“藥學向生命科學前進”這一口號以來。藥學開始從過去以物質(zhì)為中心轉(zhuǎn)變到以與生命科學相結(jié)合的軌道上來。在這種學術思想的指導下，某些天然產(chǎn)物化學及生藥。中藥工作者開始把注意力集中到機體（通過酶反應）對中草藥有效成分的代謝反應上來。尤其是近年來，一些著名的天然藥物學家。例如，難波恒雄，小橋恭一、獲原幸夫，Scheline,R、R、等人所做的卓越的研究工作為這門學科的形成奠定了理論與實驗的基礎。這本講義正是在這些人的研究成果的基礎上，經(jīng)過整理歸納編目而成，可以說是宣布“中藥成分代謝化學”即將誕生的宣言書草稿。天然產(chǎn)物代謝化學的研究工作早在十九世紀就開始了，并且不斷有零星的研究報導，但始終未能形成一門科學。隨著科學的發(fā)展，世界各國學者開始對中藥重要意義有了重新認識以及生命科學的發(fā)展，促進這個學科才在經(jīng)歷了100多年之后形成了今天的雛形。一門新學科必然是由于人類的需要而形成，同時也一定在成長中為人類的幸福做出貢獻?！爸兴幋x化學”作為一種手段一定能在祖國偉大醫(yī)藥遺產(chǎn)的發(fā)掘、整理和提高中發(fā)揮其作用，為人類的防病治病，健康長壽做出貢獻。第二節(jié)中藥成分代謝化學的意義中藥代謝化學是研究，整理提高祖國醫(yī)藥遺產(chǎn)的現(xiàn)代科學之一。對闡明中藥的有效性，探求有效成分的作用原理，解釋中藥復方配伍的合理性，研究中醫(yī)辯證施治等都具有重要意義。此外，中藥代謝化學的研究是中藥成分藥代動力學和生物利用度研究的基礎和前提。中藥成分代謝化學的研究還為新的活性成分的發(fā)現(xiàn)、新藥合成及新的前體藥物的制備提供可貴的理論和實踐的依據(jù)?？傊兴幋x化學的研究是中藥研究中不可少的手段。在中藥研究向縱深發(fā)展過程中，必將發(fā)揮更大的作用。一、中藥成分的有效性與代謝化學經(jīng)數(shù)千年來的臨床實踐證明中藥是有效的。但有許多中藥在用現(xiàn)代藥理學或生物學的方法試驗時常常得出無效的結(jié)論。這是由許多原因造成的。其中包括實驗方法不妥當。有時是因為對有效成分的體內(nèi)代謝不清所造成的。例如，黃芩甙（baicalin）本身無解熱作用，但在體內(nèi)代謝產(chǎn)生的酚酸類化合物則有明顯的解熱作用。又如清熱利濕中藥秦皮中的主要有效成分為秦皮甙（esssculin），治療細菌痢疾有效。但體外抑菌試驗表明該成分幾乎是無效的。還是通過代謝的研究才證明了該成分的有效性。原來該成分經(jīng)口服后，在腸中被代謝成秦皮乙素及3、4一二羥基苯丙酸，這兩種代謝物均顯示較強的抑菌活性，而且這兩種活性代謝的生成部位正是在該藥發(fā)揮療效（止?。┑牟课灰荒c道，由于生成的代謝物“就地”發(fā)揮了抑菌作用，起到了治療痢疾的效果。以上兩例說明在闡明中藥成分有效性時，中藥代謝化學的方法有時起到很關鍵的作用。二、中藥有效成分的作用機理與代謝化學中藥藥理學是研究有效成分對機體的作用的科學。而中藥成分代謝化學則是研究機體對成分的反作用（代產(chǎn)作用）及由于這種反作用所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物對機體再作用的科學。因此，在闡明有效成分在體內(nèi)的作用機制時，中藥成分代謝化學也是有力的手段之一。例如大黃的瀉下作用正是借助于中藥代謝化學的研究成果才得以弄清的。大黃中的主要成分番瀉甙在腸中被水解為番瀉甙元，后者又被還原成大黃酸蒽酮刺激腸壁而發(fā)揮下瀉療效的。詳見第六章。三、藥代動力學與代謝化學藥代動力學亦稱藥物動力學，藥物速度論。主要是研究藥物在體內(nèi)的運行速度。進行動力學的研究，首先要了解該藥物在體內(nèi)是以原形結(jié)構(gòu)存在，還是代謝成新的結(jié)構(gòu)。然后才能做代謝速度的研究。尤如果知道某一反應速度必先了解該反應的本身一樣。因此，可以說代謝化學的研究成果是藥物動力學研究的基礎和依據(jù)。0M。Hattori,etal,Chem.pharm.Bull301338—1346（1982）四、生物利用度與代謝化學在新藥開發(fā)研究中，測定藥品的生物利用度（bioavailabilty）是極其重要的一項工作。一項完美的生物利用度的研究是離不開代謝化學的研究成果。例如，在做大豆黃素（daidzein）生物利用度時，給動物（狗等）口服大豆黃素，結(jié)果在血及尿中幾乎來檢出該成分。只有大量給藥時才能檢出微量的大豆黃素。單憑上述結(jié)果會做出“大豆黃素的生物利用度幾乎為零”的結(jié)論。這顯然與大豆黃素的療效相矛盾。為了正確地解決生物利用度的研究問題。須考慮該成分在體內(nèi)的代謝變化。事實表明大豆黃素在體內(nèi)被代謝成三種主要產(chǎn)物，其中equol占70%。以原形存在的是少量的。顯然大豆黃素的代謝產(chǎn)物的研究為正確測定生物利用度問題提供了必要的信息。五、劑型改革與代謝化學中藥的劑型改革是整理提高祖國醫(yī)藥學遺產(chǎn)的一項重要研究工作。解放后，在中藥劑型改革方面做了很多工作，出現(xiàn)了許多中藥新劑型，如中藥注射液、氣霧劑、片劑、膠襄、顆粒劑等等。取得了很大成績。但也存在不少問題。特別是在療效方面，一些新劑型的療效不如傳統(tǒng)劑型高，等等。保證療效是劑型改革必須堅持的原則問題。為了解決這個問題，要做大量的研究工作，其中包括有效成分代謝化學的研究。例如，已知大黃的瀉下成分番瀉甙是在腸內(nèi)代謝成甙元再經(jīng)還原生成大黃酸蒽酮直接刺激腸壁發(fā)揮療效的，如果要改成注射劑就不會產(chǎn)生瀉下作用。這是顯而易見的，又如艾葉揮發(fā)油的口服劑型治療咳喘有效。其主要有效成分β-丁香烯的膠襄劑經(jīng)口服也有效。但有人將β-丁香烯的劑型改為氣霧劑，結(jié)果無治療作用。動物試驗也無效。后來經(jīng)過代謝化學的研究，表明β—丁香烯是在胃中被代謝成β-丁香烯醇而發(fā)揮療效的，于是，改用代謝產(chǎn)物做氣霧劑，顯示了很好的療效。這說明在進行中藥制劑改革時，要注意不同給藥途徑體內(nèi)代謝過程的差異以及對療效的影響。六、新藥的發(fā)現(xiàn)與代謝化學研究中藥有效成分的體內(nèi)代謝產(chǎn)物及其活性是新藥發(fā)現(xiàn)的重要途徑之一。例如上例中β—丁香烯制劑口服有平喘作用，但其氣霧劑無效。藥理實驗也證明該成分對離體氣管平滑肌無松弛作用。于是對該成分作了代謝研究：給予豚鼠和人口服β—丁香烯結(jié)果分離并鑒定了有效代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)為β—丁香烯醇及其酮型互變異構(gòu)體。有效代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)不僅解釋了該成分經(jīng)口脬在體內(nèi)發(fā)揮療效的原因。而且為進一步合成這類新藥提供了有價值的先導母核。正是在β-丁香烯醇這個活性代謝物的啟發(fā)下。合成了類似結(jié)構(gòu)β-丁香醇。合成品的平喘作用強而持久，且毒性也小。詳見第六章丁香烯一節(jié)。某些有效成分在體內(nèi)代謝后生成無效或低效的代謝產(chǎn)物，稱為無效化代謝。明瞭無效化代謝途徑后就可以從兩方面開展創(chuàng)造新藥的研究：1）結(jié)構(gòu)改造，改變?yōu)檩^安定的結(jié)構(gòu)使在體內(nèi)不易發(fā)生代謝變化而降低效果。2）尋找該代謝反應的阻止劑，防止或減少無效化代謝。例如，前列腺素E2（POE2）在體內(nèi)受15—羥基前列腺素脫氫酶（15-hyroxyPGDehydrogenase:15-OHPGDH）的作用，轉(zhuǎn)變成15-酮-前列腺素E3（15-KetoPGE2）而排出體外。抑制體內(nèi)的這個代謝過程，就可能延長利尿作用。三川潮*等就是以上述代謝研究結(jié)果為出發(fā)點，從中藥中尋找抑制15-OHPGDH活性的成分。結(jié)果從決明子（CassiaObtusifolia種子）中追蹤找到兩個活性成分：Obtusin及Obtusifolin,其IC50分別為L064×10-5M及L666×10-5M。比合成的利尿藥Furonmido強數(shù)倍。三川潮等日本藥學會第三者107年會講演要旨集。P304（1987）七、中藥毒理學與代謝化學某此中藥有毒性，其毒性作用是怎樣產(chǎn)生的？搞清毒性成分在體內(nèi)的代謝過程是有助于闡明毒性的產(chǎn)生機理并為消除或減少毒性提供科學依據(jù)。例如中藥杏仁腈，后者再分解成有毒物質(zhì)HCN。實驗來表明，苦杏仁甙經(jīng)靜脈給藥則毒性極低。顯然毒性作用與該成分在腸內(nèi)的代謝有直接關系（詳見第六章之二）亞熱帶植物蘇鐵的種子。服用后會引起肝中毒乃至肝癌，這個原因也是通過有毒成分的體內(nèi)代謝研究而澄清的。蘇鐵種子中的一種甙cycasin,在腸內(nèi)菌產(chǎn)生的β—葡萄糖甙酶的催化下水解生成甙元甲基氧化偶氮甲醇（methylazoxymethanol），后者在肝臟中分解脫去甲醇，最后生成重氮甲烷。該化合物是著名的甲基化試劑。它能使核酸的鳥嘌呤發(fā)生甲基化反應，導致肝中毒，甚至產(chǎn)生肝癌。八、前體藥物的創(chuàng)制與藥物代謝研究前體藥物就是將有活性的原藥進行適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)修飾和改造所制成的新衍生物。這種衍生物（即前體藥物）在機體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化成有活性的原藥而發(fā)揮療效。簡言之，前體藥物就是在體內(nèi)經(jīng)過代謝轉(zhuǎn)化而發(fā)揮藥效的藥物。事實上，許多中藥有效成分的本身就是一種大自然精工制作的前體藥物。如番瀉甙。其本身無瀉下作用?？诜笤跈C體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化成大黃酸蒽酮而發(fā)揮瀉下藥效。所以番瀉甙是大黃酸蒽酮的“天生”前體藥物。有時，為增強某些有效成分的療效，降低其毒付作用，改善溶解度和生物利用度，需要制各某些人工前全藥物。最早的中草藥有效成分的前體藥物可推為阿斯匹林了。人們發(fā)現(xiàn)天然的水楊酸（I）。具有解熱，鎮(zhèn)痛及抗風濕作用。為減少其付作用，用合成方法制備了其乙?；苌铩＜窗⑺蛊チ郑↖I）。然而，仍有刺激胃貼膜的付作用，甚至造成胃出血。于是又創(chuàng)制了更新的前體藥物1-0-（2-乙酰氧基）—苯甲酰-α-D-2-去氧吡喃葡萄糖（III）（III）是一個中性化合物，對胃腸系統(tǒng)無刺激性。在體內(nèi)可以迅速轉(zhuǎn)化成水腸酸在37℃時半衰期為7分鐘*。上例可以看出，要設計和制造一個好的前體藥物必須以藥物代謝的理論為指南并對制成的前體藥物做代謝化學試驗。觀察該前體藥物在體內(nèi)是否能高效率的代謝轉(zhuǎn)化為有效的原藥。有時，藥物在肝臟的“首過效應”、消化道中的各種酶系、微生物的作用下分解成無效或低效物質(zhì)。了為使有效成分在達到作用部位之前盡可能的保持其活性不變、也常采取酯化，縮酮化等方法制備前體藥物，來保護有效成分的酚或烯醇性羥基等基團。例如，維生素C極易氧化分解，因結(jié)構(gòu)中的C3及C2-羥基極不穩(wěn)定之故，若導入?；⒈郊柞；蛄柞；?，就可以得到相當穩(wěn)定的前體藥物。根據(jù)藥物在體內(nèi)的代謝規(guī)律，還能設計制造靶向給藥的前體藥物，使有效成分在特定的組織部位（靶區(qū)）發(fā)揮作用。例如，已知癌組織中磷酸酯酶及酰胺酶的活性較正常組織高。因此可據(jù)此設計能被這兩種每水解而釋放出原藥的前體藥物。將治療前列腺癌有效的已烯雌酚制備成二磷酸酯，作為人體前列腺癌的特異抗癌藥是很滿意的。口服后達到癌細胞組織時，酶解為已烯雌酚的原藥濃高于正常細胞組織故于靶處能充分發(fā)揮作用。同時減輕了對其它組織器*V、J、StellaetalJ、Medchem23：1275（1980）官的副作用，此外將存在于紫河車、酸石榴中的有效成分雌二醇的羥基磷?；?，制得的雌二醇雙磷酸酯也有同樣效應。氨基酸的r—谷氨?；苌锬茉谀I臟中大量的積蓄并代謝。因此可利用r—谷氨?；鶠檩d體，使含有氨基的藥物進入腎臟。將L—多巴的氨基谷氨?；?，生成r—谷氨酰—L—多巴。將此前體藥物給大鼠后，在腎臟中釋出多巴：且進一步經(jīng)芳香氨基酸脫羧酶的作用而轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟桶?，從而增加腎臟血流量并排出鈉離子。因某在腎臟內(nèi)釋放出來，故不產(chǎn)生多巴胺引起的全身反應。這類r—谷氨酰化的氨基藥物將成為有前途的腎臟專屬性前體藥物。**郭宗儒：藥學學報，14：566、（1979）*常兆生：中草藥，15（5）：38（1984）九、中醫(yī)辯證施治與代謝化學中醫(yī)根據(jù)患者的“證”（如實證、虛證等）不同，靈活的用藥是很有道理。既使是同一種病但由于體證（實或虛）的不同，體內(nèi)藥藥物代謝酶的活性，消化道細菌叢的構(gòu)成可能有差異，對藥物代謝的能力也不盡相同，故用藥也應因證而異。例如小橋*的研究結(jié)果表明“實證”患者及“虛證”患者的腸內(nèi)細菌叢的構(gòu)成有顯然的差別，“虛證”患者的Veillbnella菌比“實證”患者高出10倍，各種細菌酶的活性也不同，“實證”患者的β—葡萄糖甙酶及β—葡萄糖醛酸甙酶的活性高；相反“虛證”患者的尿酶的活性高。因此，由于“證”（實與虛）的不同，其藥物代謝也不同，治療效果亦不同。因此應該講究辯證施治，例如，中醫(yī)治療“實證”的血瘀癥用桃仁承氣湯而治療虛癥的血瘀癥則用當歸芍藥湯。實驗表明，投與上述兩種藥劑的患者糞便中的細菌構(gòu)成及酶活性是不同的。前者的clostriliumperfringens菌數(shù)明顯升高，而后者的veillonella,lactobacillns,Striptoccocus菌數(shù)增高。另一方面，桃仁承氣湯服用者的β—葡萄糖甙酶及β—葡萄糖醛酸甙酶的活性也明顯升高。*小橋恭一等：證腸內(nèi)菌叢との關連ィニ關する，研究和漢醫(yī)藥學會志，1（1）：166（1984）以上實驗結(jié)果表明體內(nèi)藥物代謝化學的研究也是闡明中醫(yī)辯證施沿的科學性的一種途徑。我國的中醫(yī)重視辯證施治已有近兩千年的歷史了。現(xiàn)在西醫(yī)學者也開始“給藥方案個體化”與“治療藥物監(jiān)護”的工作。這些工作都離不開藥物代謝的研究及血藥濃度的分析。可見藥物代謝研究的意義。十、中藥方劑配伍的合理性研究與代謝化學中藥復方配伍的科學道理是多方面的、復雜的。代謝化學的理論和實驗也是闡明中藥復方配伍合理性的重要手段之一。例如小柴胡湯中的成分柴胡皂甙類，有的是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成代謝產(chǎn)物才發(fā)揮療效的（見柴胡皂甙的代謝研究一節(jié)）。作為代謝的第一關是胃液。實驗表明胃酸的PH值越低對柴胡皂甙的第一步代謝的速度越快。小柴胡湯中配伍的干姜具有刺激胃酸分泌的作用。顯然，干姜的加入的目的之一至少是促進柴胡皂甙類在胃中的代謝。便于發(fā)揮療效；另一方面。柴胡皂甙的表面活性作用。又對干姜的揮發(fā)油成分有助溶作用。在制備湯劑過程中，使揮發(fā)油易于乳化而分散于藥液中，口服后，柴胡皂甙也能促進揮發(fā)油類的乳化及吸收。又如生脈散中的人參皂甙與五味子中的酸性成分及木脂體類成分之間的關系也有類似的情形。即五味子中的酸促進皂甙的水解及吸收，皂甙幫助木脂體類成分溶干湯劑并在體內(nèi)促進吸收。雖然這些方劑的配伍決不是單用代謝化學所能解釋的，但顯然代謝化學的研究是有一席用武之地的。近年來，中藥與西藥的配伍使用也漸漸多了起來。代謝的研究也能為合理配伍用藥提供一些可貴的信息。由復方（中藥本身的復方及中西藥組成的復方）中的各成分在體內(nèi)代謝過程中常常相互影響。或抑制或促進對方的代謝。因而必然產(chǎn)生新的效果（提高或降低藥效），例如，口服生大黃及番瀉葉時可產(chǎn)生瀉下作用，但如果與西藥抗菌素（如新霉素）合用，則幾乎無作用，是因為抗菌素抑制了腸內(nèi)細菌叢。故而阻止了番瀉甙在體內(nèi)代謝成為活性成分大黃酸蒽酮的過程。可想而知，中西藥是不能任意配伍使用的?？傊兴帍头綐?gòu)成合理化的研究及中西藥正確配伍的研究是應通過多渠道多學科的協(xié)同研究實現(xiàn)的，中藥代謝化學是其中的一種手段。第三節(jié)中藥有效成分的吸收、分布、代謝及排泄中藥有效成分經(jīng)口進入機體后，經(jīng)由何種途徑，在機體作用下發(fā)生何種化學變化，又以何種結(jié)構(gòu)形式反作用于機體而發(fā)揮療效或毒性，最后通過何種渠道，以體種結(jié)構(gòu)狀態(tài)被排泄出機體。換言之，有效成分在體內(nèi)動態(tài)如何？這個問題可用圖1.1加以扼要說明。中藥經(jīng)中服后進入胃腸道。共有效成分在胃腸道或被直接吸收。或經(jīng)過某種化學變化（代謝反應）后再被吸收。其中一部分，包括有效成分本身或其代謝產(chǎn)物，則可隨糞便排出體外。吸收的藥物（有效成分原型及其胃腸中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物）經(jīng)門靜脈進入肝臟后，又可能經(jīng)受各種酶的作用而發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變化。生成新的代謝產(chǎn)物，這些新陳代謝產(chǎn)物連同有效成分原型隨著血液的流動向體內(nèi)分布，并使其有藥理作用的代謝產(chǎn)物或有效成分原型到達靶器官或受體，而發(fā)揮療效。借助血液的流動，藥物及其代謝產(chǎn)物最后被帶到腎臟，通過尿道排出體外。其中有的成分可能被腎臟吸收再次返回血液中。通過肝臟的有效成分及其代謝物也可參經(jīng)由肝汁重新回到腸道或隨糞便排出，或再次被吸收進入肝臟，形成所謂“腸肝循環(huán)”。第四節(jié)中藥有效成分的代謝反應類型中藥有效成分在動物及人體的主要代謝反應可歸納為五類：氧化代謝、還原代謝、分解代謝、合成代謝及其它代謝反應?，F(xiàn)分述如下：一、氧化代謝藥物在氧化酶等的作用下被氧化，生成氧化代謝產(chǎn)物。這些反應應主要發(fā)生在肝臟。常見的反應規(guī)律如下：（一）側(cè)鏈烷基的氧化：母核側(cè)鏈的烷基氧化成羥甲基，最后變成羧基。氧化的結(jié)果是極性增強。易于從尿中排泄。（二）醇和醛的氧化；伯醇被氧化生成醛進而變成羧酸。仲醇及叔叔醇較伯醇難氧化。例如水楊甙口服后，在體內(nèi)水解變成水楊酸醇，進而氧化成水楊酸及龍膽酸，因此有解熱，鎮(zhèn)痛及抗風濕作用。（三）O、N、S→烷基的氧化O、N、S→烷基的氧化，首先是O、N、S的鄰位被羥化，然后烷基生成醛脫離，生成苯酚、胺及硫酚。本反應以甲基及乙基最容易發(fā)生。與上述在肝臟進行的烷基氧化反應類似，在腸內(nèi)細菌叢酶的作用下也可以發(fā)生O-烷基、N-烷基的脫烷基反應。如刺芒柄花素（Formononetin，含于光甘草根中）在胃腸道功菌叢的作用下可以脫去甲基生成大豆黃素（daidzein）。（四）芳環(huán)的羥基化芳香環(huán)，尤其是苯環(huán)，在代謝中特別容易發(fā)生羥基化反應。以電子密度高的位置最易羥化。例如有抗菌解熱作用的水楊酸可代謝生成龍膽酸。（五）N→O物的生成某些生物堿類化合物在體內(nèi)可被氧化生成極性更強較易溶于水的N→O型氧化物。例如，中藥粉防已中的有效成分粉防已堿（tetrandrine），在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成粉防已堿-N-2-氧化物。二、還原代謝藥物在還原酶，特別是在腸道細菌叢產(chǎn)生的各種還原酶的作用下被還原。生成相當?shù)倪€原型代話產(chǎn)物。（一）雙鍵的還原許多不飽和脂肪酸的雙鍵可以被氫化轉(zhuǎn)變成飽和脂及酸。具有活血作用的阿魏酸（ferulicacid）在腸細菌叢作用下，其雙鍵被還原。又如桂皮酸在代謝中被還原成苯丙酸（phrnylptopionicacid）。（二）醇的還原香草醇（Vanillylalcohol）含于中藥天麻中，具有利膽鎮(zhèn)驚作用，在消化道中，其醇羥基被還原成甲基而轉(zhuǎn)變成2-甲氧基-對甲苯酚（4-methylquaiacol）及其脫甲基產(chǎn)物4-甲基兒荼酚（4-methylcatechol）。在給大鼠投以香草醛及香草醇時可在尿中檢出化合物I和II的軛合物。（三）醛、酮的還原醛類可還原生成相適的醇或烷烴。例如苯甲醛衍生物的大鼠腸細菌叢作用下被還原，主產(chǎn)物是苯甲醇。酮類可被動物組織代謝成相應的醇類甚至還原成烷烴類。這種酮→醇成烷烴的還原代謝也可以由腸內(nèi)細菌叢的作用而發(fā)生。例如海棗及矮石榴中含有的雌酮（estone）被人腸內(nèi)細菌代謝成17β-雌二醇（17β-estradiol）膽汁中的膽酸類化合物，在厭氧條件下與腸細菌叢共孵時，其3-3-酮基而轉(zhuǎn)變成3β羥基。由酮基徹底還原成烷基的例子是大豆黃素（見第六章之五）。該成分與羊瘤胃的胃液或與大鼠腸內(nèi)容物共孵時轉(zhuǎn)變成equol。（四）N-氧化物的還原N-氧化物可被代謝還原成含氮化合物，常見于生物堿類化合物。例如天芥萊堿-N-氧化物（heliotrine-N-oxide）在羊消化道很生物的作用下被還原成天芥萊堿（heliotrine）*。該生成物具有較強的抗腫瘤作用。*A、T、Dick、A、T、Dann、L、B、Bull、andC、C、S、Culvenor：Nature(London)，197，207-208（1963）三、分解代謝某些中藥有效成分在體內(nèi)可被水解或脫掉某些官能團，生成結(jié)構(gòu)更簡單的代謝產(chǎn)物，在分解代謝中水解占主要地位。

（一）水解1．甙類的水解甙類化合物在體內(nèi)可被水解代謝成糖及其適應的甙元。甙水解的主要場所是消化道。腸內(nèi)細菌叢含有水解酶。此外，胃酸也能開裂某些較弱的甙鍵。蕓香甙、橙皮甙等黃酮甙在體內(nèi)可水解產(chǎn)生相應甙元或其分解產(chǎn)物（見第六章之五）?？嘈尤蔬翱伤猱a(chǎn)生糖及杏仁腈，后者又分解成苯甲醛及有毒的HCN。強心甙K-毒毛旋花甙-r(K-Strophanthin-r)為K-毒旋花甙元與一分子加拿大麻糖（cymarose）及二分子葡萄糖形成的甙，該甙與大鼠糞便共孵時可水解脫去兩分子葡萄糖而轉(zhuǎn)變成加拿大麻甙（cymarim）等等。2.酯的水解中草藥成分結(jié)構(gòu)中有酯鍵存在時，在機體內(nèi)可在酯催化下水解。例如蘿芙木根中的降血壓有效成分利血平（Reserpine）在機體內(nèi)可被消化道粘膜中的酯酶（esterase）水解脫去乙酸及3、4、5一三甲氧基笨甲酸。腸道細菌微生物中也含能水解酯鍵的酶。例如，毛花洋地黃甙A就可以在腸道細菌叢作用下水解脫掉結(jié)構(gòu)中的乙?；耙环肿悠咸烟?，轉(zhuǎn)變成洋地黃毒甙（Oigitoxin0）。又如中藥金銀花中含有的清熱利膽，抗菌消炎有效成分氯原酸（Chlorogenicacid）給大鼠口服時被代謝成m-羥基苯丙酸。在這一代謝過程中包括了酯的水解，雙鍵的還原及脫羥的脫離，如下式所示。3.酰胺的水解體內(nèi)存在的酰胺酶，芳酰胺酸，β-內(nèi)酰胺酶等可促進含酰胺及內(nèi)酰胺類化合物的水解。蛋白質(zhì)及多肽類成分均有酰胺鍵，可水解成相應的氨基酸。（二）脫官能團脫羥基化（Dehydroxylation）分子中具有鄰位二酚羥基結(jié)構(gòu)的化合物在機體內(nèi)常常脫去一個酚羥基，尤其是烷基對位的酚羥基較間位酚羥基更易脫掉。例如，標記的高原兒茶酸（homoprotocatechuicacid）給兔口服，劑量為100mg/kg。其中有14%脫去對位羥基被代謝成間一羥基衍生物*R、R、Scheline,R、T、Williams,andJ、G、Wit:*R、R、Scheline,R、T、Williams,andJ、G、Wit:Nature(London),188:849-850(1960)3、4、5一三羥基苯丙酸則也可在對位脫羥形成3.5一二羥基苯衍生物，某些黃酮類化合物，如懈皮素，橙皮素及（＋）兒茶精均可在代謝中發(fā)生脫羥反應，（詳見黃酮一節(jié)）。脫羧基化（Decarboxylation）中草藥含有的酚酸類及氨基酸類成分常可在代謝中脫掉羧基。許多氨基酸在機體內(nèi)脫羧基后轉(zhuǎn)變成C02氣體及胺類，后者在尿中排泄。治療巴金森氏病的L-多巴（L-dopa）（含于螯豆和蠶豆中）給人口服后，在進入血液循環(huán)前在消化道中就脫掉了羧基。一些酚酸類化合物在腸內(nèi)細菌叢作用下以CO2形式脫去羧基轉(zhuǎn)變成酚類化合物及基軛合理，最后尿中排出體外。例如，沒食子酸（gallicacid）脫羧變成焦性沒食子酚（Pyrogalloe）及間苯二酚。又如，原兒茶酸與大鼠腸內(nèi)容物共孵時，一部分脫羧轉(zhuǎn)變成兒茶酚。酚性苯甲酸、苯乙酸及桂皮酸衍生物類均可在消化道微生物作用下脫去羧基，其規(guī)律如下**R、R、Scheline,andT、Midtvedt:Experien-tin,26：1068-1069（1970）1）脫羧反應的必要條件是對位羥基的存在。例如：咖啡酸，原兒茶酸，沒食子酸在-COOH對位均有-OH，故可脫羧。2）間位羥基的酚酸類也可脫羧。但反應速度慢。3）對位羥基酚酸類化合物的脫羧反應受苯環(huán)上其它取代基的影響。2位羥基及3.5一二甲氧基的存在可強烈抑制脫羧反應。例如芥子酸與大鼠腸細菌叢共同培養(yǎng)時，未見脫羧反應產(chǎn)物。脫氨基化（Deamination）某些分子結(jié)構(gòu)中的生物堿及許多氨基酸類成分可在消化道細菌叢作用下脫去氨基。例如酪氨酸及多巴均可脫去氨基轉(zhuǎn)變成相應的酸類成分（詳見氨基酸一節(jié)）。（三）雜環(huán)裂解雜環(huán)化合物是中草藥的重要組成成分。主要有兩在類：氮雜環(huán)（以生物堿為主）和氧雜環(huán)（如黃酮、香豆精等）。在復雜的機體內(nèi)代謝反應中，也包括某此雜環(huán)的開裂分解。例如香豆精內(nèi)酯環(huán)可以開裂。黃酮體也可以在雜環(huán)部分開裂，形成分子量更小的代謝產(chǎn)物（見貢酮及香豆精部分）。四、合成代謝合成代謝反應亦稱結(jié)合代謝。或軛合代謝。主要有酯化及甙化兩種類型。有效成分通過上述代謝反應，即還原、分解、水解以及氧化等，經(jīng)常使原來分子結(jié)構(gòu)中增添了羥基，氨基和羧基等極性基團，有時有效成分本身就具有羥，羧等極性基團。這些新增添的或原來的極性基團都是結(jié)合反應的官能部位。糖類，氨基酸以及機體內(nèi)正常成分中的一些物質(zhì)起著軛合劑（Conjugatingagent）作用，有效成分或其代謝物的羥基或羧基與軛合劑（含羧基或羥基等）縮合成軛合物（Conjugate）。已知的軛合劑很多，主要有葡萄糖醛酸，甘氨酸、硫酸、谷胱甘肽、蛋氨酸和醋酸等。上述的軛合劑多數(shù)以活性供體形式存在于體內(nèi)。通過活性供體進行軛合反應。葡萄糖醛酸的活性供體溫表尿核甙二磷酸葡萄糖醛酸（uridine-diphosphateglucuronicacid縮寫成UDPGA）。硫酸的活性供體是3′-磷酸腺甙-S′-磷酸硫酸酯（3′phosphoadenosine-S′-phosphosulfate縮PAPS）。此外，進行軛合反應時，尚需要轉(zhuǎn)移酶（transferase）的幫助，促進軛合劑進行軛合反應。（一）葡萄糖醛酸軛合葡萄糖醛酸軛合是人和動物界廣泛存在的代謝反應，具有羥基、氨基和羧基的有效成分及其代謝物可以進行該類軛合代謝。其中包括甙化反應和酯化反應。1.甙化反應：酚、醇類可與葡萄糖醛酸的半縮醛羥基，發(fā)生甙化反應，生成葡萄糖醛酸甙。一般酚類較醇類易起反應，當一個化合物有二個以上羥基時，通常是其中一個部位起軛合反應。二個以上部位均起軛合反應者，是少見的。2．酯化反應具有羧基的有效成分或其代謝物可與葡萄糖酸結(jié)合成酯，為芳香香酸代謝的常見軛合物。例如水楊酸在體內(nèi)既可與葡萄糖醛結(jié)合成甙（通過羥基），又可與其結(jié)合成酯（通過羧基），如下式所示：(二)硫酸結(jié)合硫酸結(jié)合是人和哺乳動物常見的結(jié)合反應。具有羥基和氨基的成分可與硫酸結(jié)合。與羥基物結(jié)合生成硫酸酯，與氨基物結(jié)合生成物為氨基磺酸酯（Sulfamate）。含羥基化合物的代謝過程中，常常存在葡萄糖醛酸結(jié)合和硫酸結(jié)合的競爭。往往隨著體內(nèi)羥基化合物量的增加，硫酸酯生成量的比例下降，而葡萄糖醛酸甙的生成量上升。這可能是由于生成硫酸酯的酶反應發(fā)生飽和的原因。（三）甘氨酸結(jié)合甘氨酸結(jié)合是羧基代謝物中最常見的結(jié)合反應。當然，由于羧基化合物極性大，也常常以原形排泄。例如上例中的水楊酸，在代謝中，與甘與氨酸結(jié)合成水楊酰甘氨酸（Salicyturicacid）而排泄的量最多。(四)其它結(jié)合反應1.乙?；阂阴；磻嗉创姿峤Y(jié)合反應，是在動物及人體內(nèi)，芳香族及脂肪族的氨基，2-氨基酸的氨基等可被乙?；伤苄孕〉拇x物。2.脂肪?；承┏煞值牧u基尚可與體內(nèi)的脂肪酸，如油酸、棕櫚酸、硬脂酸等發(fā)生酯化反應。有此甾體化合物的體內(nèi)結(jié)合成的脂肪酸酯可從糞便中排泄。3.甲酯化及甲醚化某些含羥基的成分在代謝中可能生成甲酯衍生物。如沒食子酸能生成沒食子酸甲酯。某些含酚羥基的化合物尚可甲醚化。尤其是鄰位二酚羥基，其中一個羥基在代謝中可甲基化，或者還原脫去一個羥基。五、其它代謝反應（一）芳構(gòu)化反應某些脂環(huán)族化合物在代謝中可轉(zhuǎn)變成芳香化合物。例如中草藥中分布很廣的常見成分奎寧酸（quinicacid），即1、3、4.5-四羥基環(huán)已烷羧酸。在人體，豚鼠及猴子體內(nèi)可芳構(gòu)化轉(zhuǎn)變成苯甲酸*R、H、Adamsonetal.:BiochemJ116:*R、H、Adamsonetal.:BiochemJ116:439-443(1970)同樣，莽草酸（Shikimicacid）即3、4.5一三羥基環(huán)已烷-1-羧酸，在體內(nèi)更容易芳構(gòu)化成苯甲酸，并以馬尿酸形式在尿中排出。莽草酸及奎寧酸除可芳構(gòu)化產(chǎn)生苯甲酸外，尚可產(chǎn)生原兒茶酸，香草酸及兒茶酚等代謝物。這些反應主要在腸細菌叢作用下發(fā)生的。（二）異構(gòu)化反應腸道微生物可使2-亞油酸異構(gòu)化，使它從順式-順式-順式十八碳三烯（9.12.15）酸轉(zhuǎn)變成其順式反式順式異構(gòu)體*P*P、Kemp,andR、M、Dawson:Biochem。f109：477-478（1968）（三）水合反應某些含雙鍵結(jié)構(gòu)的成分在代謝中可發(fā)生水合反應轉(zhuǎn)變成相應的羥基化合物。例如油酸在某些消化道微生物的作用下，因其雙鍵發(fā)生水合反應，轉(zhuǎn)變成羥基硬脂酸。又如人參皂甙-Rg2在胃液作用下，其C24與C23之間雙鍵經(jīng)水合作用，轉(zhuǎn)變成25-羥基。人參皂甙-Rg2（25-hydroxyginsenoside-Rg2）為一新的人參皂甙的代謝產(chǎn)物。****陳英杰等：沈陽藥學院學報，3：25（1987）中成藥成分在消化道內(nèi)的代謝研究藥物在消化道內(nèi)的代謝，對中藥來說，有著特殊的意義。因為中藥多數(shù)經(jīng)中服用，其有效成分必然要接受消化道內(nèi)各種化學物質(zhì)及細菌叢的洗禮。另外，經(jīng)消化道吸收到達肝臟的化學成分及其代謝物中，又有相當一部分被排泄到膽汁中再次回到腸道，形成了化合物的腸肝循環(huán)（Enterohepaticcirculation）。如圖1.1所示。靜注，肌肉及皮下注射的藥物也隨著血流，有一部分通過上圖循環(huán)經(jīng)路進入消化道。因此研究中藥成分，尤其是經(jīng)口服用的中藥的有效成分在消化道中的代謝是十分重要的。研究表明，有些中藥成分是在消傾道中經(jīng)代謝后才產(chǎn)生了有治療作用的有效物質(zhì)。即所謂增效代謝，口服的成分本身無效或低效，所產(chǎn)生的代謝物有效或高效。另有些中藥成分是在經(jīng)代謝后其毒性降低，即所謂減毒代謝。由此可見，研究消化道代謝，對闡明中藥成分在消化道中的變化，有效代謝產(chǎn)物的生成及其在體內(nèi)的作用是很重要的。這對研究中藥的炮制，中藥藥理，中藥劑型改革及臨床用藥方面都有一定意義。第一節(jié)消化道的構(gòu)造及引起代謝反應的化學介質(zhì)和微生物環(huán)境一、消化道的構(gòu)造及藥物的吸收與代謝（一）、消化道的構(gòu)造：消化道的構(gòu)造，如圖2.1所示，可分為胃，小腸及大腸。小腸又可分為十二指腸、空腸及回腸。大腸則由盲腸、結(jié)腸及直腸三部分組成。胃為消化道中最膨大的部分，其入口稱噴門，出口稱幽門。整個胃可分為胃底、胃體及幽門部。胃的大小因人而異成年男子的胃容量平均為1.4立升（極限量為2.4立升），女子為1.3立升（極限量為2.1立升）。胃粘膜在收縮狀態(tài)可見到長縱摺與短橫摺，其表面有無數(shù)凹陷，每個凹陷底部有數(shù)個胃線，胃內(nèi)表面的這種構(gòu)造有利于胃執(zhí)行其消化與吸收功能。小腸為消化道中最長的部分，其中由胃出中幽門部伸延而來的部分稱為十二指腸，長約22厘米。輸膽管及胰腺管通向十二指導腸，釋放膽汁與胰液。十二指導腸下面是空腸和回腸，長約2-3米。小腸表面有環(huán)輪，每個皺裂有絨毛突起，而絨毛上還有許多微絨毛，以增加吸收表面積，故小腸是藥物吸收的有利器官。大腸在小腸之后，約1米長左右、沿腹腔外圍，呈馬蹄形走向。包括盲腸，結(jié)腸（升結(jié)腸、橫結(jié)腸、降低腸及乙狀結(jié)腸）及直腸三部分。大腸內(nèi)有大量的微生物，對藥物代謝有重要作用。（二）藥物的吸收與代謝消化道是藥物吸收及代謝的重要器官。藥物通過消化道上皮細胞膜及毛細管壁兩通屏障，吸收入血并隨血運行到達靶區(qū)而發(fā)生治療作用。藥物在消化道中的吸收主要受以下因素的影響：1.藥物本身的理化性質(zhì)：一般的規(guī)律是脂溶性的有效成分易于被消化道吸收。因為消化道上皮細胞膜是由脂質(zhì)構(gòu)成的。若有效成分既可以分子形式存在，又可以離子形式存在，如有機酸及生物堿。一般情況下，分子形式較易于吸收。所謂脂溶性成分易于吸收，并不是說脂溶性越強越容易吸收。這里還有一個水溶解度問題。成分必須有一定的溶解度才能在消化道中很好的分散。以便于吸收，因此。脂溶性過強的物質(zhì)往往由于在消化道中的溶解度不好而影響吸收。故一個易于吸收的成分往往有一定的油水分配比，詳見有關定量構(gòu)效關系專著。此外從略。2.消化道的PH值：消化道的PH對成分的吸收有影響。尤其對酸性或堿性化合物影響更大。通常胃的PH為1-3。小腸為7，大腸為8左右。生物堿類成分。如奎寧在胃中以陽離子形存在，脂溶性小。吸收率幾乎為0，當進入小腸后，腸內(nèi)PH升高，奎寧逐漸變成脂溶性的分子型成分，故易吸收。并且隨著PH的上升，其吸收率也升高。如圖2.2所示。酸性藥物則與上述情形相反。例如：水楊酸在胃中吸收效果較好。3.胃內(nèi)容物排出速度：胃內(nèi)容物向小腸排出的速度對藥物的吸收與代謝影響很大。顯然，對胃吸收型藥物而言，胃排空越快，藥物吸收率越低，而多數(shù)藥物在小腸有最大吸收效率，故胃排空越快，藥物吸收越早開始顯效時間越快。在另一方面，從代謝角度考慮。顯然是在胃中易于分解變化的成分隨著胃內(nèi)容物排出速度的減少而增加其代謝分解的比例。4.伴隨物質(zhì)對藥物吸收的影響：伴隨物質(zhì)是指在消化道中與藥物共存的物質(zhì)，包括食物、飲食及復方中其它成分的影響。一般情況下，食物能減緩藥物的吸收。因為食物往往造成消化管內(nèi)容物的粘度增高。妨礙藥物向消化道壁的擴散。此處消化道內(nèi)的食物，特別是脂肪的存在，由于能促進膽汁的分泌，增加血液及淋巴液的流速，有時對特別難溶的藥物也能增加其吸收量。這對于服用有毒性成分時應引起特別注意。例如驅(qū)絳中藥有效成分鶴草酚，在服用時應禁忌油賦食物。就是這個道理某些中藥復方制也有禁忌生冷油賦的要求。飲料，特別是酒類，對藥物吸收有一定影響。適量的乙醇能增加血流量，而且增加某些成分的溶解度，因而促進藥物的吸收，增強療效。在某些中藥方劑中，主張用黃酒引服，可能與這個道理有關。復方中藥中各成分間的相互作用對藥物的吸收及代謝也有很大影響。例如：皂甙，作為表面活性劑。能增加某些脂溶性成分的溶解度，并能改變消化道上皮細胞的通透性，從而有助于藥物的吸收。消化道是藥物吸收的場所。也是藥物代謝的環(huán)境。藥物在消化道內(nèi)停留期間，在消化道內(nèi)酶類、酸堿等化學物質(zhì)以及腸內(nèi)微生物作用下，發(fā)生的化學反應，稱為代謝反應。詳在下節(jié)敘述。二、消化道內(nèi)的化學物質(zhì)及其代謝作用（一）、胃液的成分和作用胃液的成分胃液是胃腺內(nèi)多種細胞分泌的混合液。純凈的胃液是無色透明。呈強酸性的液體。PH約為1～2。其中主要成分有胃蛋白酶，鹽酸和粘液。此外，還含有脂肪酶及無機鹽類。例如，氯化鈉和氯化鉀等。胃底及胃腺體分泌的胃液呈酸性。這些腺體含有三類分泌細胞。即主細胞、壁細胞和粘液細胞。所有這些細胞都分泌水和無機鹽，但每種細胞又有其特殊的分泌物：主細胞分泌胃蛋白酶，壁細胞分泌鹽酸，粘液細胞分泌粘液和粘蛋白酶噴門腺和幽門腺分泌的胃液與胃體及胃底腺分泌的不同，僅含粘液，且呈堿性反應。2.胃蛋白酶的作用胃蛋白酶是胃液中的主要消化酶。胃蛋白酶先以無活性的酶元（胃蛋白酶元）形式分泌出來。在鹽酸或已有活性的胃蛋白酶的作用下，變?yōu)榫哂谢钚缘奈傅鞍酌改芊纸怆逆I，使蛋白質(zhì)類化合物水解為胰，多肽和氨基酸。胃蛋白酶只有在酸性較強的環(huán)境中和能發(fā)揮作用，其最適PH值為1.8左右。有些胃酸缺乏或胃酸過多的人，均能影響胃蛋白酶的活性。蛋白質(zhì)類成分，有些需要經(jīng)過口服，在消化酶的作用下，水解成小分子的多肽或氨基酸后再吸收。但有些蛋白類成分是以其原形（非水解產(chǎn)物）發(fā)揮療效的。例如，抗早孕的天花粉蛋白等，就要避免口服。以防在消化道內(nèi)分解失去療效。3.胃酸（鹽酸）的作用胃液中的鹽酸以兩種形式存在，一種是處于游離的狀態(tài)，稱為游離酸；另一種則是與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，稱為結(jié)合酸。游離酸和結(jié)合酸的總濃度稱為總酸度，胃液的酸性反應主要取決于游離酸。該游離的鹽酸在中草藥有效成分的代謝過程中主要有以下作用。（1）水合化作用鹽酸的存在常能催化水合化反應。例如，可使某些成分的雙鍵發(fā)生水合化作用，轉(zhuǎn)變成羥基化合物。人參皂甙-Rb1.及Rg1等在胃酸的作用下，其△24雙鍵水合化，分別生成25-羥基-人參皂甙-Rb1及25-羥基-人參皂甙-Rg1。顯然，水合反應的結(jié)果能化合物極性增大，以便溶于消化液中，便于血行連輸分布。（2）異構(gòu)化作用某些酸不安定的化合，可在質(zhì)子的進攻下，發(fā)生異構(gòu)化反應。例如，柴胡皂甙-a，其烯丙醚上的氧原子在H+進攻下,形成正離子,并誘導電子轉(zhuǎn)移,使醚鍵開裂,產(chǎn)生兩種共軛結(jié)構(gòu)一同環(huán)二烯的柴胡皂甙-g及異環(huán)二烯的柴胡皂甙-b1。如圖2.3所示。（3）水解作用在甙類中藥成分中，某些甙鍵很薄弱，可以在胃酸作用下水解生成次級甙。例如人參皂甙-Rg1，其C-20位羥基上接的糖的甙鍵不安定，在胃液作用不易水解開裂。形成人參皂甙-Rh1五碳糖或甲基五碳糖等形成的甙鍵，也可在胃液作用下發(fā)生水解。但一般甙鍵在胃酸作用下，在短時間（胃正常排空時間）內(nèi)不會被水解。胃液的鹽酸除了能促進上述代謝反應外，還能抑制酸性的解離，使其成分分子型易于在胃部被吸收。（二）腸液的成分及作用與中草藥成分代謝有關的腸內(nèi)化學物質(zhì)主要來自于胰液、膽汁和小腸液。1.胰液胰液是消化系統(tǒng)中起重要作用的消化液。它是由胰腺的腺細胞所分泌，經(jīng)胰導管流入十二指腸。胰液為無色透明的堿性液體，其PH值在7.8-8.4之間。正常成人每日分泌量約為1-2升。胰液的主要成分是碳酸氫鈉、胰演粉酶、胰脂及酶、胰蛋白酶元和糜蛋白酶元等。碳酸氫鈉能中和由胃進入十二指腸的鹽酸，為小腸內(nèi)的酶提供適宜的堿性環(huán)境。胰蛋白酶元進入小腸后，在腸激酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘囊鹊鞍酌浮Ｒ鹊鞍酌赣挚裳杆偌せ蠲拥鞍酌冈推溆啻罅康囊鹊鞍酌冈蔀槊拥鞍酌负鸵鹊鞍酌?。后兩者能將蛋白質(zhì)類成分水解成為多肽和少量氨基酸。存在胰液中的淀粉酶和少量胰麥芽糖酶可裂解α糖甙鍵，將淀粉和麥芽糖分解為葡萄糖。胰脂肪酶可催化酯鍵水解，將脂肪分解為脂肪酸和甘油。并能使酯類中藥成分代謝成其相應的酸和醇。2.膽汁膽汁是由肝細胞分泌的，在非消化期間，膽汁經(jīng)肝膽管及膽襄管貯于膽襄中。只在消化期間才排入十二指腸。正常成人每日分泌量約為0.5-1升。初分泌出的膽汁因含膽紅素和碳酸氫鈉，故為堿性的金黃色液體。當膽汁流入膽襄貯存時，由于膽汁的水分被吸收而濃縮3-10倍。致使膽襄膽汁成為棕黃色粘稠液體；又因碳酸氫鈉被吸收，使膽襄膽汁變?yōu)樗嵝浴Ｄ懼谑改c內(nèi)與腸液混合，又變?yōu)榈S色，其PH約為74。膽汁中的主要成分有粘液，膽色素、膽汁酸鹽、膽固醇、卵磷脂及無機鹽等。膽汁中沒有消化分解酶，但其中的膽汁酸鹽對于脂肪以及脂溶性中藥成分的吸收具有重要意義。它可使脂溶性有效成分及脂肪乳化成極細小的微粒，以增加與酶的接觸面積。同時可激活胰脂肪酶，有利于脂肪的分解與吸收及脂溶性中藥成分的吸收。3.小腸液小腸液是小腸粘膜內(nèi)的腸腺分泌的弱堿性液體，PH約為7.6。成人每日分泌量約1-3升。小腸液中除含腸激酶外，還含有多種消化酶，如淀粉酶、麥芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶、腸肽酶和脂肪酶等。這些酶的作用是進一步分解多糖、脂肪及酯類成分、蛋白質(zhì)和肽類成分等，使它們成為可吸收的物質(zhì)?，F(xiàn)將三種主要成分在消化道中的分解過程綜述如下：1.具有α-甙鍵的成分、如淀粉、主要在小腸中水解。胰液和腸液中的淀粉酶?？蓪⒌矸鄯纸鉃辂溠刻恰⒃俳?jīng)腸麥芽糖酶分解為葡萄糖。2．具有酯鍵結(jié)構(gòu)的成分，如脂肪，在小腸中經(jīng)膽汁酸鹽乳化，再被脂肪酶分解為相應的酸和醇。3.具有肽鍵結(jié)構(gòu)的成分，如蛋白質(zhì)，在胃中被胃蛋白酶分解為胰，在腸內(nèi)經(jīng)胰蛋白酶進一步水解為多肽，后者經(jīng)腸肽酶水解為氨基酸。三、消化道內(nèi)的微生物及其代謝作用中藥口郛后，其有效成分很容易在消化道內(nèi)受微生物的作用發(fā)生一系列的代謝反應，尤其是吸收緩慢的成分，受細菌叢的影響更大。這對有效成分的吸收、分布、排泄及其它生物性質(zhì)均有不可忽視的影響。（一）消化道中的微生物消化道中的微生物，與中藥成分代謝有關的主要有以下種類：類桿菌（baoteroides）乳桿菌類（Lactobaceilli）厭氧菌（雙岐桿菌bifidobacterium）嚕氧菌類梭桿菌屬（fusobacterium）4.腸桿菌（enterobacteria）大腸桿菌（Escherichiacoli）氣桿菌（Aerobacter）克氏桿菌（Klebsiella）變形桿菌（Proteus）天命菌叢（Provindencegroup）5.梭菌類(Clostridia)6.鏈球菌類（Streptococci）腸球菌（Enterococci）厭氧菌(Anaerobic)7.假單胞菌（Pseucdomonads）假單胞菌屬（Pseudomonas）糞產(chǎn)堿菌（Alcaligenesfaecalis）8.葡萄球菌類（Staphylococci）9.韋榮氏球菌類（Veillbnella）10.酵母菌素（Yeasts）在人及多數(shù)動物的消化道中，占支配的菌類是類桿菌和雙岐桿菌（厭氧乳桿菌）。對氧極為敏感的梭桿菌屬在小鼠消化道中也有相當?shù)臄?shù)量。常見的革蘭氏陰性的腸桿菌、腸球菌和梭菌類僅占細菌叢的一小部分。人體的嗜氧菌類主要有鏈球菌、乳桿菌等僅占總細菌數(shù)的5%左右。微生物在腸道中的分布是有區(qū)域性的。一般，在人的上消化道（包括胃、十二指腸、空腸和回腸上部）中只存在少數(shù)微生物。胃酸的存在決定了胃中微生物叢的特點是耐酸性菌，包括鏈球菌，嗜氧乳桿菌和真菌*S.Gorbach:Gastroentrology,60:1110-1129(1971)*S.Gorbach:Gastroentrology,60:1110-1129(1971)在人的小腸上部也只有少數(shù)微生物。主要是革蘭氏陽性菌。也有類大腸桿菌（Coliforms）及類桿菌類存在。至于實驗室常見的動物。家兔與人相近，胃中有少數(shù)類桿菌及雙岐桿菌?；啬c中的微生物群介于上消化道與大腸之間，成為過渡類型?；孛ぐ暌韵碌奈⑸镉幸痪呙黠@的變化，占統(tǒng)治地位為厭氧菌，主要有類桿菌和雙岐桿菌。大腸內(nèi)的分泌液呈中性或弱堿性，故細菌可以大量繁殖。據(jù)統(tǒng)計，糞便中的細菌可占糞便固體總量的20-30%。其它實驗動物也和人一樣，大腸是大量細菌繁殖的場所，其細菌類型也與人的相近。不論是人或動物。消化道細菌群的種類，數(shù)量都受食物、年令、疾病、藥物等的影響，因此對有效成分的代謝也會產(chǎn)生差異，這在代謝研究中應予以充分注意。（二）消化道微生物對中藥有效成分的代謝作用微生物對中藥有效成分的代謝是通過酶實現(xiàn)的。因為細菌體內(nèi)產(chǎn)生多種酶，能催化多種反京戲，使中藥成分發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變化。細菌體內(nèi)常見的藥物代謝酶列入2.1表中。在這些酶的作用下，有效成分可能發(fā)生水解。還原，裂解、轉(zhuǎn)位等反應，變成結(jié)構(gòu)不同的代謝產(chǎn)物。許多重要代謝反應是由腸道策生物完成的。例如：常用中藥甘草中的主要有效成分甘草酸在消化道中發(fā)生的水解、脫氫、還原、羥基空間位置的變化等，都是在細菌體酶的作用下完成的。由甘草酸到甘草酸到甘草次酸，水解脫去兩分子葡萄糖醛酸。是在Eubacterium菌中的β-葡萄糖醛酸甙酶催化下實現(xiàn)的。而由3β-羥基甘草次酸到3-酮基甘草次酸的轉(zhuǎn)變，則是由3β-羥基甘草次酸脫氫酶在NADP+存在下完成的。該酶存在于Ruminococcus菌體中。最后由3-酮基甘草次酸代謝成3α-羥基甘草次酸的反應乃是在Clinnocuum中存在的3α-羥基甘草次酸酶的催化下,借助NADPH完成的?？梢娋w內(nèi)酶在中藥成分代謝中的作用。表2.1:消化道內(nèi)微生物的藥物代謝酶酶名稱代謝實例（一）水解酶1.β-葡萄糖甙酶蘆丁、K毒毛旋花子甙，番瀉甙2.β-葡萄糖醛酸甙酶甘草酸，葡萄糖醛酸結(jié)合體3.酰胺酶β-內(nèi)酰胺類抗菌素4.多肽酶多肽、甘氨酸結(jié)合體，牛磺酸5.羧酸酯酸乙酰洋地黃毒甙6.硫酸酯酶硫酸抱合體7.β-半乳糖甙酶Lactulose（二）還原酶1.酮、醛還原酶香草醛2.雙鍵還原酶桂皮酸、香豆精3.脫羥基酶多巴、膽汁酸4.酮甾羥甾轉(zhuǎn)化酶甾類成分（三）裂解酶1.脫氨基酶C-N多巴2.脫羧酶C-C沒食子酸、氨基酸、水楊酸3.脫甲基酶C-O橙皮素4.裂解酶C-O，C-C蘆丁、香豆精（四）轉(zhuǎn)位酶1.AMP化酶鏈霉素2.N-乙?；赴被穷惪咕?.硫酸轉(zhuǎn)位酶中藥化學成分在消化道的代謝反應消化道內(nèi)的主要代謝反應類型正如前節(jié)所述，消化道內(nèi)的酸、堿、酶及細菌叢是中藥成分發(fā)生代謝反應的要因。在這些因素作用下，可發(fā)生如下主要代謝反應。（一）水解反應1.糖甙鍵的水解1）α-糖甙鍵的水解：主要由胰淀粉酶、胰麥芽糖酶，小腸液中的淀粉酶、麥芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶及微生物體內(nèi)的有關α-甙鍵水解酶。在這些酶的催化下，α-構(gòu)型的糖甙水解成小分子化合物。例如淀粉，首先被淀粉酶水解為麥芽糖，再被麥芽糖酶水解為葡萄糖。2）β-糖甙鍵的水解：能催化水解β-糖甙鍵的酶較多。主要存在于在腸細菌體內(nèi)。①β-葡萄糖甙酶（β-glucosidase）：能選擇地水解β-型的葡萄糖甙鍵。例如，蕓香甙、秦皮甙、苦杏仁甙均可在該酶的催化下水解。具有抗癌活性的云多糖，PSK等也能在該酶的催化下水解成分子最較小的寡糖碎片而發(fā)揮療效。植物纖維素也在這種菌體酶的作用下首先產(chǎn)生單糖，最后生成CO2及乳酸。②β-葡萄糖醛酸甙酶（β-glucuronidase）：選擇性地水解β-構(gòu)型的葡萄糖醛酸甙鍵。例如黃芩中的黃芩甙，甘草中的甘草酸可在該酶的作用下水解成葡萄糖醛酸及相應的甙元。體內(nèi)許多代謝產(chǎn)物生成葡萄糖醛酸軛合體，這種軛合體當經(jīng)肝一膽系統(tǒng)再次排泄到腸內(nèi)時，自然會在這種酶的催化下水解。③β-半乳糖甙酶（β-galactosidase）：主要催化水解β-半乳糖甙鍵。例如Lactulose在該酶的作用下水解生成半乳糖。3）胃酸對甙鍵的水解作用：在正常胃排空時間內(nèi)，胃酸對α-及β-兩種甙鍵幾乎都不發(fā)生水解作用。但在胃酸較長期作用下，兩種甙鍵均有一定程度的水解，特別是比較脆弱的甙鍵較易水解，如前述的人參皂甙中C-20位羥基相連的葡萄糖即可在胃中被水解。2.酰胺鍵的水解具有酰胺鍵結(jié)構(gòu)的有效成分可在下列因素作用下在消化道中被水解。1）蛋白酶：包括胃蛋白酶、胰蛋白酶及糜蛋白酶等。高分子的蛋白質(zhì)類成分在上述酶的作用下可水解成分子量較小的蛋白腺及至分子量更小的多肽。2）腸肽酶：小腸液中的腸肽酶可將多肽類成分水解成氨基酸。3）酰胺酶及內(nèi)酰胺酶：主要存在于大腸細菌叢體內(nèi)的酰胺酶及內(nèi)酰胺酶能使酰胺類成分轉(zhuǎn)變成相應的胺類和酸類成分，使內(nèi)酰胺環(huán)開裂形成氨基酸。3．酯鍵的水解具有酯鍵結(jié)構(gòu)的成分在消化道中受下列因素的影響發(fā)生水解作用。1）脂肪酶：包括小腸液中的脂肪酶及胰脂肪酶?？蓪⒅绢惓煞炙獯x成脂肪酸及甘油。2）羧酸酯酶：主要存在于腸內(nèi)細菌中的羧酸酯酶（Carboxyesterase）可將具有酯鍵結(jié)構(gòu)的成分代謝分解成相當?shù)挠袡C酸和醇類化合物。例如：乙酰化洋地黃毒甙在該類酶的作用下可脫去乙?；裳蟮攸S毒甙。3）硫酸酯酶及磷酸酯酶：存在于腸道細菌叢體內(nèi)，可使硫酸酯及磷酸酯水解。中藥成分在體內(nèi)生成的硫酸酯軛合體（結(jié)合體）經(jīng)肝腸循環(huán)被排泄到腸道中后，可在該酶作用下脫去硫酸。（二）還原反應中藥有效成分的還原代謝幾乎都是在大腸內(nèi)的厭氧環(huán)境下，受細菌叢酶的催化作用發(fā)生的。其中主要的還原酶及還原反應如下：1.酮醛還原酶：可將酮或醛類成分還原成醇類化合物。例如香草醛可被還原成香草醇。3-酮-甘草次酸被代謝成相應的3-羥基化合物。2.雙鍵還原酶：可將含有雙鍵的不飽和成分代謝成相適的飲和成分。例如，桂皮酸被還原成苯丙酸；不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)變成相應的飽和脂肪酸。3.脫羥酶：含羥基的有效成分在該類酶的催生命線下可發(fā)生脫羥作用。例如多巴，一次膽汁酸，黃酮類成分在消化道內(nèi)均見有脫羥代謝產(chǎn)物的生成。4.其它還原酶：偶氮還原酶可將偶氮色素還原為氨基化合物。芳香硝基化合物可被硝基還原酶代謝成苯胺類化合物等。（三）開裂反應許多中藥成分在腸道細菌叢體內(nèi)酶的作用下發(fā)生C-N，C-O，C-C1，C-C鍵的開裂，生成分子量較小的代謝物。常見的開裂酶如下：1.脫氨基酶：能切斷C-N鍵，使氨基酸等類化合物從分子結(jié)構(gòu)中脫去氨基。例如多巴。2.脫羧酶：能切斷C-0鍵，使氨基酸，有機酸等類中藥成分發(fā)生脫羧反應。例如水楊酸，沒食子酸在該類酶作用下可脫去羧基，生成極性較小的化合物。3.脫烷基酶：常常是切斷OCH3，-OC2H5中的O-C鍵，脫去甲基、乙基等烷基。黃酮類成分中的OCH3在胃腸道代謝中常?？擅撊?OCH3中的CH3。4.其它開裂酶：脫鹵酶能切斷C-X（X=F、C1、Br、I）鍵。環(huán)裂酶能使某些雜環(huán)類成分如蕓香甙，香豆精等的雜環(huán)部分開裂，生成分子量較小的化合物。二、消化道內(nèi)藥物代謝反應的特點及意義有效成分在消化道內(nèi)的代謝有以下諸特點：1）小分子化代謝：通過水解反應，開裂反應等。高分子聚合的成分，如多糖，蛋白等轉(zhuǎn)變成低分子物質(zhì)；普通分子量的化合物也?？纱x成分子量更小的分解產(chǎn)物?？傊?，分子量變小是消化道代謝的一個特點。2）低極性化代謝：多數(shù)中藥成分經(jīng)消化道代謝后變成極性更小的化合物。例如：甙類水解變成甙元，雙鍵的還原，羥基及羧基的脫離等都使化合物的極性減少。3）還原及水解代謝占主導：藥物在消化道中的代謝。與在肝臟中的代謝不同。在消化道中的代謝以還原和水解反應為主。因為消化道中主要存在的酶為水解酶，而且腸道是厭氧環(huán)境（乏氧）故很少有氧化代謝發(fā)生。占支配的是水解和還原代謝。消化道內(nèi)代謝的上述諸特點對藥物及其代謝產(chǎn)物的吸收，發(fā)揮療效極為有利。由于小分子化及偌極性化代謝的結(jié)果，使這些分子量小極性低的代謝產(chǎn)物易于透過脂溶性細胞膜。吸收入血達到作用部分，從而發(fā)揮治療作用。例如：蘆丁不被吸收，但在消化道中代謝成小分子的酚酸后則易于吸收并在尿中杯出這些代謝產(chǎn)物及其結(jié)合體。第三節(jié)中藥成分消化道內(nèi)代謝研究法中藥成分在消化道內(nèi)的代謝研究。常采用離體當，必要時配合以在體法及整體試驗法。一、離體研究法（invitro）常用的離體法有：糞便溫孵法、純菌溫孵法（研究微生物對藥物的代謝），離體消化道內(nèi)容物溫孵法等（研究消化道內(nèi)的酸、堿、各種酶及微生物對藥物的代謝）。（一）糞便溫孵法由于許多中藥有效成分是在消化道細菌叢作用下進行代謝的，因此用富含微生物的動物或人的糞便懸浮液（或其上清液）與有效成分在厭氧條件下溫孵，并經(jīng)時檢查原型成分及其代謝產(chǎn)物的種類和含量，是研究微生物對藥物代謝的有效方法之一。尤以用人的糞便共孵進行研究更有實際意義。糞便溫孵法的主要步驟如下：1.糞便月懸浮液或上清液的制備一般是將新鮮糞便懸浮于5倍的100mM的磷酸鹽緩沖液（PH7.3左右）中。也可用Davis培養(yǎng)液。為了保持厭氧環(huán)境，應向懸浮液中通CO2氣體以排出其中的空氣。有時還采用活性鋼綿以便盡量除去氧。2.溫孵（培養(yǎng)）將樣品（中藥成分）加入上述懸浮液或上清液中，在37℃下培養(yǎng)，為保持其厭氧條件，需經(jīng)常通入CO2氣體。在培養(yǎng)過程中，每隔一定時間取出樣品，用TLC，HPLC等進行分析檢查，注意原型成分的消失及代謝產(chǎn)物的生成情況。為了及時準確地在糞便干擾成分的存在下發(fā)現(xiàn)代謝產(chǎn)物，應同時設未加藥物的空白對照實驗。例如，若空白的糞便懸浮液經(jīng)同樣培養(yǎng)后，在用TLC檢查時有a、b、c、d四個斑點；而加藥組出現(xiàn)一個藥物斑點M及a、b、c、d四個斑點，則表明藥物M未被代謝，如果在TLC上出現(xiàn)了新斑點e及f。則表明藥物M經(jīng)代謝后生成了兩個代謝產(chǎn)物e及f。在實驗分析檢查時，為了盡量排出雜質(zhì)的干擾，常須多一些凈化（如萃取）等處理。3.代謝產(chǎn)物的分離與鑒定操作同上，首先取較大量的藥物，進行較大規(guī)模的培養(yǎng)，然后用常規(guī)方法提取、分離并測定代謝物的結(jié)構(gòu)。4.有效成分及其代謝產(chǎn)物的反應動態(tài)（經(jīng)時含量變化）研究。5.有效成分代謝途徑（過程）的研究下面以番瀉葉甙A及B的代謝研究為例，說明糞便溫孵法的操作過程。為了研究重要常用中藥大黃及番瀉葉中主要有效分的體內(nèi)代謝過程以便闡明此二中藥的作用機理，服部**MHattorietal.:Chem.PharmBull30（4）：338（1982）大鼠糞懸浮液及上清液的制備取Wistar大鼠（雌性，180-220g體重）鮮糞20g，懸浮于是100mM的磷酸鹽緩沖液200ml（PH7.3）中，所用磷酸鹽緩沖液事先通CO2氣以排除空氣，并加入0.05%半胱氨酸。上述懸浮液經(jīng)離心（每分鐘一萬轉(zhuǎn)）10分鐘即可得上清液。2.番瀉甙在大鼠糞便中的溫孵及代謝產(chǎn)物的定量分析。取5ml大鼠新鮮糞便懸浮液置試管中，加入500的番瀉甙A或B的磷酸鹽緩沖液（濃度為100mMPH7.3每1ml中溶藥物1mg）。通CO2排逐空氣，然后置于37℃下培養(yǎng)，經(jīng)一定時間，取出試管立即冷卻并離心（10000rpm）10分鐘，取上清液2ml，加入EDTA0.5ml（消除金屬離子對蒽酮及蒽醌類化合物的螫合作用）0.5NHcl0.5ml及正丁醇2ml，充分振搖，將有效成分及其代謝物轉(zhuǎn)移至有機層中，離心3000rpm10分鐘使分層，取上層液5點加于硅膠薄層板上，用含數(shù)滴乙酸的溶劑系統(tǒng)n-proh-acoet-h2o(4:4:3,V/V)展開，層析譜在紫外線下觀察并用島津CS-910層析掃描儀測定各代謝含量。結(jié)果如圖2.4及2.5所示。圖2.4及2.5表明隨著培養(yǎng)時間的延長，原型成分的量不斷減少，與此同時，番瀉甙元A-8-單葡萄糖甙的量逐漸增加至多40分鐘左右形成高峰然后又逐漸分解。番瀉甙元A及遲些出現(xiàn)的番瀉甙元B則隨培養(yǎng)時間的延長而一直增加直到期120分鐘達到最高。用人糞培養(yǎng)的結(jié)果與上述大鼠糞便培養(yǎng)結(jié)果類同。3.代謝產(chǎn)物的分離及鑒定取番瀉甙Alg。加到大鼠糞懸浮液2.5l中，于37℃培養(yǎng)30～60分鐘，然后離心（10000rpm）20分鐘，上清液用鹽酸調(diào)至PH3，用n-BuOH（2.5l）萃取正丁醇提取液用水洗，并用三乙胺中和，再于37℃以下進行真空濃縮至小體積（1-2ml）。上柱（SephadexLH-20.3×41cm）。用70%MeOH洗脫。每流份收集2ml，并于370nm處測吸收度，結(jié)果如圖2-6所示。峰Ⅰ為糞便中的干擾物。Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分別鑒定為番瀉甙A（原形物）、番瀉甙元首-8-單葡萄糖甙及番瀉甙元-A。4.番瀉甙代謝途徑的研究從以上實驗中，可初步判斷番瀉甙A的代謝途徑可能是番瀉甙A徑水解生成番瀉甙元A-8-單葡萄糖甙，后者再水解生成番瀉甙元。為了證實這一代謝路徑，必須分步地對各中間代謝產(chǎn)物進行溫孵，追蹤觀察下步的產(chǎn)物，其過程如下：（1）番瀉甙A轉(zhuǎn)變成番瀉甙元A-8-單葡萄糖甙的試驗：方法同前，證明第一級代謝產(chǎn)物確為番瀉甙元A-8-葡萄糖甙甙。（2）番瀉甙元A-8-單葡萄糖代謝成番瀉甙元的試驗：取番瀉甙元-8-單葡萄糖甙溶液（0.3mg/ml）與大鼠糞懸浮液（2.0ml）在37℃培養(yǎng)2小時，然后加2%EDTA（0.5ml），0.5NHCL（0.5ml），用正丁醇萃?。ǚ椒ㄍ希２⒂肨LC分離，用TLC掃描儀定量。結(jié)果如圖2-7所示。隨著培養(yǎng)時間的延長，番瀉甙元-8-單葡萄糖的量逐漸減少；而與此相反。番瀉甙元A及B的量隨時間而增長，至2小時達到最高，說明了第二級代謝產(chǎn)物為番瀉甙元A及B。這個實驗也表明在代謝中番瀉甙元A可以部分地轉(zhuǎn)變成甙元B。（3）番瀉甙元代謝成大黃酸蒽酮的試驗：取番瀉甙元A或B3mg，溶入0.6ml100mM的磷酸緩沖液中，加入2.4ml大鼠糞便懸浮液在37℃進行培養(yǎng)。在規(guī)定時間內(nèi)停止溫孵，加入1%P-亞硝基-N、N一二甲基笨胺度劑1ml。室溫下放置10分鐘，使生成有色的甲來胺（azomethine）類衍生物。然后離心（10000rpm）20分鐘，取上清液2ml，加氯仿1ml萃取并再次離必（3000rpm）10分鐘。氯仿層過濾，取濾液30點于聚酰胺薄層板上，用吡喧一氨水（100：3，V/V）展開，用TLC掃描儀測定含量。結(jié)果如圖2-8所示。大黃酸蒽酮的含量隨培養(yǎng)時間的延長逐漸增大，至5小時達到最大量。證明了第三級代謝產(chǎn)物為大黃酸蒽酮。大黃酸蒽酮具有還原性，易氧化生成大黃酸及番瀉甙元A及B。綜上實驗，可以勾劃番瀉甙的代謝徑路，如圖2.9所示。番瀉甙B的代謝徑路與甙A類同。但有二種單葡萄糖甙（一級代謝產(chǎn)物）生成，在TLC上于Rf0.04及0.42處可見到兩個斑點。該兩種一級代謝產(chǎn)物在30分鐘時達到峰值。然后逐漸減少，與此同時，番瀉甙元B及A則逐漸增多。番瀉甙的代謝研究對解釋大黃及番瀉葉的瀉下作用提供了科學依據(jù)。可見代謝的研究在闡明中藥有效性中的作用。（二）純菌溫孵法上述糞便溫孵法是研究腸細菌叢整體對藥物的代謝作用。為了搞清某種純菌對某一代謝反應的作用，進而研究某菌體的某種特殊的酶的代謝功能，在必要時可用純菌進行溫孵試驗。例如在搞清番瀉甙代謝途徑及細菌叢在代謝中的作用后，用純菌進行了試驗。方法是取0.3ml番瀉甙元A溶液（5mg/ml.100mM磷酸鹽緩沖液，PH7.3），加到無菌的GAM中，然后向該培養(yǎng)四接種人體腸道菌純種并于厭氧條件下（通CO2，加活化鋼綿）培養(yǎng)24小時，加1%P-亞硝基-N，N一二甲基苯胺試劑（1ml）。使代謝產(chǎn)物大黃酸蒽酮生成有色物，再用上述TLC-光密度法測定含量。結(jié)果列入表2.2中。說明在人體腸管中有clostridiumsphenoides等六種菌能將番瀉甙元代謝成大黃酸蒽酮，其代謝活性很強；Eubacteriumlentum等五種菌有一定活性，其它菌則無明顯活性。BactcrialspcciesPheinan-ThroneBacterialspeciesRheinan-throneClostridiumsphenoides＋＋Clostridium-butyricum±Clostridiumperfringens＋＋Eubacteriumrectale±Bifidobacteriumadolescentis＋＋Bacteroidesfragilisssthetaiotus±Eubacteriumlimosum＋＋Bacteroidesfragilisssvulgatus±PeptostreptococcusIntermedius＋＋Bifidobacteriumlomgum±Lactobacillusxylosus＋＋Streptococcusfaecalis±Eubacteriumlentum＋Peptostreptococcusanaerobius±Proteusmirabilis＋Veillonellaparvulassparvula±Lactobacillusbrevis＋Veillonellaalcalescens±Lactobacillusacidophilus＋Lactobacillusleichmannii±Lactobacillusformenti＋Lactobacillusplantarum±注：++示大量；+示小量；±示恒量（三）消化道內(nèi)容物溫孵法用離體消化道內(nèi)容物與藥物共同溫孵。是研究消化道內(nèi)藥物代謝的好方法。如果將消化道分割成不同部分，再與藥物共孵，則可判定消化道不同部分對藥物的代謝不同貢獻。這對闡明藥物的代謝途徑和作用原理是很有益的。例如，番瀉甙與大鼠消化道不同部分內(nèi)容物進行溫孵法，其代謝情況是不同的：胃、十二指腸和空腸內(nèi)容物對番瀉甙A迅速代謝。所以在研究時，常觀察消化道不同部位對有效成分的代謝作用。下面以柴胡皂甙a及b在消化道中的代謝為例加以說明。1.柴胡皂甙a及d在胃中的代謝取wistar雄性大鼠（180～200g），絕食12小時，用戌巴比妥鈉輕麻（64.8mg/ml,0.1mli.p.）、剖腹、結(jié)扎幽門部，縫合2小時后再部腹取出胃液用棉花過濾，供溫孵試驗中。取柴胡皂甙-a及-d各50pg，分別溶于2ml大鼠胃液內(nèi)，在37℃下振蕩溫孵5小時，在一定時間內(nèi)取培養(yǎng)液50pl,用sepak予柱處理此時，加入1ugPapyriogening(Oleana-11.13(18)-diene-3.21,28-triol)作為定量用的內(nèi)標準。Seppak柱先以15%MeOH洗去雜質(zhì)，再用85%MeOH洗脫出皂甙及其代謝物，通過0.45pm的濾膜，濾液減壓蒸干。加50ulMeOH使溶，取其30ul進行HPLC定量。流動相柴胡皂甙a、b、g用CH3CN：H2O（46：54）柴胡皂甙d、b2用CH3CN：H2O（47：53）柴胡皂甙c、h、I用CH3CN：H2O（35：65）檢出：UV檢出器，柴胡皂甙a及其衍生物用210nm，而c及其衍生物用280nm波長。實驗結(jié)果見圖2.10。柴胡皂甙a經(jīng)30分鐘就消失了60%，而其代謝產(chǎn)物柴胡皂甙b1（異環(huán)二烯型）及柴胡皂甙g（同環(huán)二烯型）以3：1的比命名生面江逐漸增多，3小時后甙a完全消失（圖2.10-A）。柴胡扛甙c的代謝變化與甙a相似（圖2.10-C）。其代謝產(chǎn)物柴胡皂甙h及I以3：1的比例生成。柴胡皂甙d與上兩種皂甙的代謝不同。溫孵30分鐘后，甙d完全消失，完全轉(zhuǎn)變成異環(huán)二烯的柴胡皂甙b2（圖2.10-B）。柴胡皂甙a及d的開環(huán)反應與胃液中的PH值有關。柴胡皂甙a代謝成甙b1及g與胃酸PH的關系：取柴胡皂甙a分別在PH1.2、2.0及3.0的人工胃液中培養(yǎng)，結(jié)果（見圖2.11-A、B及C）表明PH越低，甙a向甙b1和g代謝的速度越快。柴胡皂甙d及a不同，既使在PH3.0時也很迅速的代謝成b2。甙a與d的代謝差別可能與C-16位的羥基的立體取向有關。2．柴胡皂甙的腸內(nèi)代謝前已敘及，柴胡皂甙a及d在胃液作用下代謝成b1、g（來自甙a）及b3(來自甙d)，這樣胃液中共有甙a、b1、g、d及b2等成分。這些成分必然要進入腸道繼續(xù)代謝。在腸內(nèi)的代謝研究方法和結(jié)果如下*清水孝次、荻原幸夫：博士論文（日本、名市大），1985*清水孝次、荻原幸夫：博士論文（日本、名市大），1985Ddy系雄性小鼠（25～30g）取其盲腸和大腸內(nèi)容物3g，加Davi培養(yǎng)液5ml，在37℃予培養(yǎng)30分，然后加入上述皂甙及其代謝產(chǎn)