姜黄素的生物代谢产物在小鼠体内减少及葡萄糖醛酸结合研究

Songling s1210322
姜黄素的生物代谢产物在小鼠体内减少及葡萄糖醛酸结合研究
MIN-HSIUNG PAN, TSANG-MIAO HUANG, AND JEN-KUN
LIN
Institute of Biochemistry, College of Medicine, National Taiwan University, Taipei, Taiwan, Republic of China; Y ung-Shin Pharmaceutical
Ind.
Co., Ta-Cha, Taiwan, Republic of China
(Received March 17, 1998; accepted December 10, 1998)
This paper is available online at 摘要
姜黄素，存在于姜黄和咖喱中的黄色颜料，具有抗氧化和抗癌活动。

在本项研究中，我们考察了姜黄素在小鼠体内的药代动力学性质。

在腹腔注射给予小鼠0.1g/kg的姜黄素，在15min后血浆中姜黄素的量为2.25微克每毫升。

给药一小时后，在肠道，脾脏，肝脏和肾脏的姜黄素分别是177.04 ，26.06 ，26.90 ，7.51毫克/克。

在脑中存在的药物仅为0.41毫克/克。

为了阐明姜黄素的代谢产物的本质，由反相HPLC等离子体鉴定两个假定共轭物。

用β-葡萄糖醛酸苷酶的等离子体处理导致在这两个假定的共轭物浓度减少和随之而来的四氢姜黄素（THC ）和姜黄素的出现。

为了研究这些葡萄糖醛酸化产物的体内过程，由电喷射分析血浆样品。

由二级质谱分析这些代谢物的化学结构，建议姜黄素第一个生物转化二氢姜黄素和THC ，随后
这些化合物转换为与葡萄糖醛酸的共轭物。

由于THC是姜黄素的主要代谢产物，我们在不同的pH的条件下研究其稳定性。

THC的0.1M 的磷酸盐缓冲液中是非常稳定的。

此外，THC在0.1M磷酸盐缓冲液，pH值7.2（37℃）是更稳定。

这些结果与之前的发现，显示姜黄素葡萄糖醛酸结合物，二氢姜黄素葡萄糖醛酸结合物，THC葡萄糖醛酸结合物及THC是姜黄素在体内的主要代谢产物。

药用植物及其活性成分的使用，从传统医学预防和治疗慢性疾病。

在过去的十年中，大量的天然产品和膳食成分被作为潜在的化学预防剂来研究。

化学预防剂的应用癌症的预防和控制是有吸引力的，因为传统的治疗一直没有充分有效地打击各种形式的癌症的发病率或成活率低。

多酚类药物，存在于饮食中的化合物，目前正在深入评估作为潜在的癌症化学预防剂（Stoner和穆赫塔尔，1995年）。

姜黄林恩是几种药用植物之一，已吸引了科学家的兴趣。

这种植物姜黄粉末状的根茎，广泛用于食物中的颜色和味道的的调节。

它的黄颜
色主要由姜黄素（diferuloyl甲烷）多酚类色素（Cooper等人，1994 ）。

尽管姜黄素被认为有化学预防性，摄入后的分布研究不是很充分。

一些研究针对于在口服400,80，10mg的[3H]标记的姜黄素后药物的吸收，代谢及组织分布。

血浆的测定显示肠道只能吸收少量的姜黄素。

这些研究显示从肠道吸收的姜黄素发生转化，转化产物较姜黄素极性大且颜色浅。

研究表明，在静注后[3H]标记的姜黄素出现在胆汁中，胆汁中主要的标记物质是THC的葡萄糖醛酸结合物及姜黄素的氢化物。

之前的研究都没有HPLC来测定姜黄素的代谢产物，所以低浓度的代谢产物可能被忽略。

姜黄素在中性和碱性pH值下是不稳定的，并且是降解阿魏酸
（[ 4 - 羟基-3 - 甲氧基肉桂酸）]和4 - 羟基-3 - 甲氧基肉桂甲烷。

在我们的研究过程中，我们发现，超过90％的姜黄素能够快速地分解缓冲系统。

用分光光度法也发现姜黄素在pH7.4的缓冲溶液中会迅速分解。

尽管确切的代谢产物不是特别清楚，但是已经证明为氧化机制，
因为存在抗氧化剂如抗坏血酸，N-乙酰半胱氨酸，或谷胱甘肽完全阻断姜黄素的降解。

在胃和小肠pH值是1和6之间姜黄素应该是稳定的，在这样的条件下姜黄素降解是极其缓慢的。

pH对于姜黄素的降解的影响还未阐明
因此，虽然姜黄素的药代动力学性质及用药后分布有许多问题仍然存在。

为了进一步洞察其新陈代谢，我们研究了姜黄素口服或腹腔内注射后的代谢产物的生物转化的其特点。

我们使用了敏感的高效液相色谱法测定技术，因此，即使是少量的姜黄素和它的代谢产物可以被检测到。

由于THC是一个重要的姜黄素的代谢产物，我们还调查了在缓冲区不同pH值的溶液其稳定性。

材料与方法
化学试剂。

姜黄素及其葡萄糖醛酸物从Sigma试剂公司购买。

实验动物。

姜黄素衍生物的制备
姜黄素和四氢大麻酚的高效液相色谱分析
在小鼠体内的药代动力学研究
组织分布研究
代谢产物的分离和鉴定
制备的血浆样品的质谱分析
四氢大麻酚的稳定性分析HPLC
结果
THC的HPLC色谱。

在姜黄素的1HNMR谱所有的烯烃质子中的1H NMR谱都缺失。

THC的HPLC谱出现了2个峰。

THC的HPLC 谱图随着流动相的pH变化而变化可能是因为THC的酮- 烯醇结构，通过氢键以形成一个六元环（图1）。

当流动相的pH在3.5-4.0之间出现一个宽峰。

这种现象可能反映快速转变之间的酮- 烯醇的β-二酮的THC。

当流动相的pH在6.0-7.0时，峰型变宽显示两个氢键连接为六元环结构。

这可能是由于无论是酮- 烯醇互变异构体结构的四氢大麻酚的能力，THC形成的b -二酮部分，如图1所示。

姜黄素的药代动力学性质。

当口服（ 1.0克/公斤）姜黄素，在大鼠体内15min后可以被检测到，在1h达到峰浓度，在此后的6h 内血药浓度开始下降。

在腹腔注射0.1克/千克，15min时达到了峰浓度，并且在1小时内迅速下降，用HPLC检测葡萄糖醛酸的结合物，显示90%的姜黄素及85%的THC在血浆中与葡萄糖醛酸结合。

在腹腔注射最大浓度比口服给药的最大浓度的值高，显示姜黄素灌胃给药只有少量能吸收入血。

姜黄素的组织分布。

姜黄素腹腔给药1小时后在小鼠血浆，肝，肾，脾，脑，和肠子的分布，数据见表1。

血浆和脑组织呈姜黄素的唯一痕迹。

相应地，姜黄素1小时后浓度，在肠道内最高。

根据姜黄素浓度估计，在肝脏和脾脏为26.9％和26.06毫克/克。

β-葡萄糖醛酸酶水解的假定姜黄素结合物。

图4示出的反相HPLC的等离子体用β-葡萄糖醛酸苷酶处理后。

两个主要的代谢物P2，P4在3.30及5.18min时出峰。

姜黄素经β-葡糖苷酸酶的代谢后产物HPLC图谱见表F4。

β-葡萄糖醛酸苷酶存在的条件下，P2和P4进行水解有效为THC（P4 ，P4’）和姜黄素（P6）。

在腹腔给药1h后，HPLC发现游离和结合两种形式中的姜黄素。

姜黄素及其代谢产物用HPLC进行分离和收集。

由二级质谱来确证各代谢物的特点。

THC的稳定性研究。

反相HPLC用于研究在37℃下在磷酸盐缓
冲液
的各种pH值条件下THC的稳定性（图7）。

无论pH值怎样变化，THC在0.1 M的磷酸盐缓冲液存在8小时不分解。

我们还比较了在pH值7.2，0.1M磷酸盐缓冲液，姜黄素与的THC的稳定性。

在这
些条件下，90％以上的姜黄素在37 ℃下4小时下稳定性下降的。

THC是非常稳定。

讨论
早期研究姜黄素的组织分布以及在其吸收由外翻肠囊的体外研究表明姜黄素吸收过程中发生生物转化（Ravindranth和钱德拉塞卡拉，
1982）。

口服给予大鼠1克/公斤的剂量时，约75％的姜黄素在粪便中排出，而只有痕量在尿中出现（Wahlstrom和Blennow ，1978年）。

口服[3H]姜黄素（0.6毫克/大鼠），导致约89％的放射性物质经粪便
被排出体外，在尿液中的排泄量为6％。

腹腔给药，粪便排泄占73％，而胆汁排泄占11％（Holder等人，1978）。

鉴于姜黄素分子的高度亲脂性的，人们可能会期望体内脂肪中含有高比例的姜黄素。

姜黄素的肠道吸收差，代谢高，在肝脏和胆汁中迅速消除，使得它不可能在体内长时间存在。

在这项研究中，我们通过HPLC技术证实了姜黄素这些药代动力学性质的。

我们还用反相高效液相色谱法展示了pH值对THC的峰分离（图2）。

为确认姜黄素的结构，如图所示。

1和8所示，是酮- 烯醇构象。

这可能是它是如何存在于极性溶剂中，有利于酮- 烯醇互变异
构体。

然而，在非极性溶剂中，该二酮互变异构体将占主导地位。

THC是姜黄素的主要代谢物之一，虽然其生物学功能有一些争议。

有文献报道，THC是一种较强的抗氧化在体外。

他们还建议，THC 也可能会出现与姜黄素的药理活性相同的药理活性，可能表现出母体化合物的性质。

正如我们上面提到的，一个主要部分姜黄素减少内源性还原酶系统，以逐步的方式，随后葡糖醛酸结合的UDP -葡萄糖醛酸转移酶（图8）
虽然姜黄素是已知的抑制诱变，脂质过氧化作用，生成自由基的，很少有人知道药物产品在体内的代谢变化。

我们以前的研究表明，姜黄素在10％血清中比在磷酸盐缓冲溶液更稳定（Wang等人，1997）。

有趣的是，我们发现THC更稳定，比姜黄素在生理（pH值为7.2 ）和基本的pH值的缓冲溶液。

THC在血浆中也很稳定。

这可能表明，作为衍生工具，如葡糖糖醛酸结合的姜黄素和THC是姜黄素在体内可能存在的形式。

最后，先前的研究的结果，连同研究结果呈现在这里，显示在姜黄素的生物转化过程中，姜黄素的生物代谢产物及THC的稳定性都发挥着重要作用。

更深一步的研究正在继续。