中药血清药理学方法探讨
作者:徐海波,李彩君
单位:广州中医药大学,广东 广州 510407
关键词:中药血清药理学;血清
中国中医基础医学杂志990806 摘 要 探讨了中药血清药理学研究中实验动物的选择、制备含药血清的给药方案、药物血清灭活与否及其与中药粗制剂作用比较时剂量和浓度的一致性等问题,提出中药血清药理学研究中可以扩大给药途径与方法,以及中药“血浆”药理学的可行性。
中药血清药理学是近十余年来才兴起的一门实验方法学,它是指将中药或中药复方经口给动物灌服一定时间后采集动物血液、分离血清,用此含有药物成分的血清进行体外实验的一种实验方法,最初是由日本学者在1984年提出的,并由田代真一命名为“中药血清药理学”[1]。由于它同用中药粗制剂直接进行的体外实验相比,既具有体外实验条件可控性强、药物效应易于检测、可深入揭示药物作用机理的优点,又能够防止中药粗制剂本身的理化性质对实验的干扰,还能反映中药在胃肠道消化吸收,再经生物转化,最后产生药理效应的真实过程,并代表了药物在体内产生作用的真正有效成分,因此它实现了体外实验和体内实验的完美结合,尤其是适合了中药及中药复方化学成分复杂的特点,为中药及其复方的药理学研究开辟了新纪元。
, 百拇医药
但是作为一门实验方法学,中药血清药理学尚处于探索阶段,其理论体系还有待完善,具体实验操作也急需规范。今笔者在此就有关理论、实验操作等问题作如下探讨:
1 实验动物的选择
在目前的中药血清药理学实验中,多选用大鼠[2~8]、家兔[9~13]、豚鼠[14]等动物来制备含药血清。但不同种属的动物,其血清成分不同,动物血清和人血清更是存在着差异,因此在选择实验动物时应尽量选用与人类生物学特性近似的物种。同时还应兼顾与体外培养细胞一致,以减少因动物种属差异而造成的免疫反应。如在大鼠肝细胞的体外培养实验中,应用大鼠制备含药血清,而不宜选用家兔和豚鼠。刘氏等在研究含扶正化瘀方的大鼠血清抗肝纤维化时发现,正常大鼠血清可维持大鼠肝细胞、星状细胞、贮脂细胞的生长,但与小牛血清相比其细胞内3H-TdR掺入明显减少,这可能与种属差异以及动物的年龄/月龄有关(所用大鼠均为成年大鼠)。因此刘氏等提出在体外培养实验中宜采用同种单一血清,既为细胞提供营养,又为药物载体,还避免了多种血清的干扰[5、6]。
, http://www.100md.com
另外,还应注意动物在正常生理状态下制备的含药血清与在病理状态下制备的含药血清不同,这是因为两种状态下的动物对药物的消化吸收功能不同,对药物的生物转化不同,尤其是在药物作用下机体的反应不同,产生的内生性有效成分也不同。因此,为了与临床病人用药的实际情况相符,宜采用病理状态下的动物制备含药血清。如在制备抗肝纤维化的药物血清时,用肝纤维化病理模型的动物代替正常动物,在制备抗动脉粥样硬化的药物血清时,用动脉粥样硬化病理模型的动物代替正常动物显然更具说服力。当然动物血量的充足性也应考虑,在这方面有兔、大鼠和豚鼠具有优势。
总之,应选用与人类生物学特性近似,与体外培养细胞一致,血量丰富的实验病理模型动物灌胃给药,制备含药血清。综合以上因素考虑,家兔和大鼠应为首选。
2 灌胃次数和时间间隔
在制备含药血清的过程中,目前存在着多种给药方案,如7~10d给药法(每天灌胃1次,连续给药7~10d)[2、8~10、13],3次给药法(连续灌胃3次,第1、2次间隔20h,第2、3次间隔4h)[3、4],2次给药法(第1次给药后2h,再以相同剂量重复给药1次)[5~7]等等。各种给药方式都是为了使药物达到稳态血药浓度,从而便于药物作用和机理的研究。刘氏等在抗肝纤维化的血清药理学研究中,采用2次给药法发现,虽然高中低剂量扶正化瘀方1次给药后1h的药物血清对大鼠星状细胞3H-TdR掺入无明显影响,但2次给药后1h的药物血清却有明显抑制作用。中剂量1次给药后的药物血清对大鼠肝细胞、贮脂细胞的增殖无影响,但2次给药后的药物血清则对肝细胞增殖有明显促进作用,对贮脂细胞增殖有明显抑制作用,从而认为2次给药即可满足要求,与7~10d连续用药相比具有简便性[5、6]。但笔者认为,这违反了药代动力学的基本规律,任何药物在体内都有一定的半衰期,在不知药物半衰期的情况下,采用2次给药法势必降低了药物的达峰浓度,减小药物效力。虽然2次给药疗效高于1次给药,但并不能说明2次给药法已使血药浓度达到坪值,况且个别药物的应用特例也难以推广到其它药物,所以按药物半衰期间隔给药,连续5~7个半衰期使药物达到稳态血药浓度后,再采血制备含药血清才是科学之举。但由于中药及其复方化学成分复杂,半衰期很难测定,所以采用7~10d给药法也是权宜之计。当然,若是进行药物血清时效关系的研究,给药方法又另当别论。
, http://www.100md.com
3 药物血清灭活与否
目前采集动物血清后,多经56℃,30min灭活[4~10],但也有不经灭活[3、11、12、14]而直接进行体外实验的。刘氏等发现正常大鼠血清无论灭活与否均可维持大鼠肝贮脂细胞的贴壁生长,两组大鼠血清对肝贮脂细胞内3H-TdR掺入的影响无明显差异[6],但灭活组星状细胞内3H-TdR掺入量比未灭活组低。因灭活后有助于减少血清的非药理性干扰,又符合减少微生物感染的常规细胞培养要求,故刘氏提出药物血清经56℃30min灭活为宜[5]。但笔者认为,药物血清不宜灭活。首先药物血清灭活后,血清中含有的机体在药物作用下产生的内生性有效成分(如补体)将减少或丧失,生物活性降低,必然影响药理实验结果,其次与体内实验和临床用药情况也不相符。至于血清的非药理性干扰,可以设空白对照组来加以衡定和排除,而细胞培养中的微生物感染,也可用微孔滤膜过滤除菌法来防止。事实上,56℃,30min对绝大多数微生物来讲也根本没有杀灭作用。
, http://www.100md.com
4 中药粗制剂与药物血清作用的比较
不少实验将中药粗制剂直接添加到离体反应体系中的作用和含药血清的作用进行比较,结果有同有异、有大有小,在探讨其机理时不外乎是药物在胃肠道内消化吸收完全或不完全,在体内或代谢失活或生物转化为活性物质,或机体在药物的作用下产生内生性有效成分,或调节机体的神经体液系统通过第二信使而间接的产生作用等等。但往往忽略了一个重要问题,那就是中药粗制剂直接添加法和药物血清法在剂量和浓度上是否具有一致性。倘若两法在剂量和浓度上并不相等,那么它们的作用大小异同就无从比较,有关机理也无从探讨。由于中药及其复方化学成分复杂,血药浓度难以精确测定,因此很难将中药粗制剂和药物血清的作用进行严格比较,看来中药血清药理学的完善还有待于中药化学、中药药代动力学的发展。
5 制备药物血清的给药途径与方法
中药血清药理学最初由日本学者提出时,强调用口服给药方式来制备含药血清[1],然而中药剂型繁多,在中药的现代化研究中各种新剂型又不断产生,为了便于这些剂型的药物药理研究,我们也可以将采用胃肠道给药的中药血清药理学方法推广到采用注射给药、皮肤给药、粘膜给药和呼吸道给药的中药药理实验中,因为它们都有一个共同点,那就是制备含药血清。
, http://www.100md.com
6 中药血清药理学和中药“血浆”药理学
中药血清药理学利用含药血清进行体外实验,顾名思义中药“血浆”药理学是用含有中药及其复方成分的血浆进行体外实验,而血清和血浆的区别仅仅在于血清中不含纤维蛋白原,那么血清药理学方法是否可以推广到“血浆”药理学呢?曾氏等用灌服雪莲虫草精后的大鼠抗凝血进行体外实验,发现该抗凝血具有明显提高NK细胞活性的作用[8]。又由于血药浓度就是指药物在血浆中的浓度,因此在不影响离体反应体系生理活性的情况下,用“血浆”药理学代替血清药理学似乎也不是不可行。
综上所述,中药血清药理学研究在制备含药血清时,应选用与人类生物学特性近似,与体外培养细胞一致而血量丰富的实验病理模型动物,采用每日灌胃1次,连续7~10d的给药方法,制备的药物血清不宜经56℃,30min灭活,在进行作用比较时应注意中药粗制剂与药物血清剂量和浓度的一致性。另外,中药血清药理学研究方法也可推广到除胃肠道给药外的其它剂型的中药。在不影响离体反应体系生理活性的情况下,也可探讨中药“血浆”药理学的科学性和可行性。中药血清药理学应紧密配合中药化学、中药药代动力学、免疫学、分子生物学、微生物学的研究,才能加速中药走向现代化的过程。
, http://www.100md.com
作者简介:徐海波,男,26岁,广州中医药大学97级硕士生,邮编:510405。
参考文献
[1]田代真一.“血清药理学”と“血清药化学”——汉方の药理学かろ始まつた药物血中浓度测定の新しい世界.TDM研究,1988,(5):54.
[2]Umeda M,et al.Effect of certain herbal medicines on the biotransformation of arachidonic acid: a new pharmacological testing method using serum.J Ethnopharmacol,1988,23(1):91.
[3]金若敏,等.复方仙人球抗肿瘤作用的实验研究.中国中医药科技,1997,4(1):16.
, 百拇医药
[4]王力倩,等.复方仙人球对肿瘤细胞体外生长影响的实验观察.上海中医药杂志,1997,(4):44.
[5]刘成海,等.抗肝纤维化有效中药复方血清药理学方法探讨.中国实验方剂学杂志,1998,4(2):16.
[6]刘成海,等.扶正化瘀复方药物血清对大鼠肝贮脂细胞增殖及胶原合成的影响.中国实验方剂学杂志,1996,2(2):16.
[7]王昌俊,等.扶正抗癌方药物血清对人肝癌细胞增殖的影响.中西医结合肝病杂志,1997,7(4):214.
[8]曾南,等.雪莲虫草精对NK细胞活性和IL-2活性的影响.中药药理与临床,1995,(2):36.
[9]张群豪,等.用血清药理学方法观察血府逐瘀浓缩丸对实验性动脉粥样硬化家兔主动脉平滑肌细胞增殖的影响.中国中西医结合杂志,1996,16(3):156.
, 百拇医药
[10]王伟,等.精制血府胶囊刺激缺氧缺糖心肌细胞RNA及蛋白质合成的研究.北京:中医药大学学报,1997,20(2):17.
[11]杨奎,等.含香薷、羌活胜湿汤和九味羌活丸血清对内生致热原产生的影响.中药药理与临床,1995,(4):1.
[12]杨奎,等.含黄芩血清及黄芩甙影响内生致热原产生的研究.中药药理与临床,1994,(6):13.
[13]何玉军,等.用血清药理学方法观察中药复方制剂诱导人胃癌细胞凋亡的研究.综合临床医学,1998,14(1):30.
[14]陈长勋,等.用血清药理学实验方法观察附子的强心作用.中国中医药科技,1996,3(3):12.
(收稿日期 1998—09—07 修回日期 1998—12—08), 百拇医药
单位:广州中医药大学,广东 广州 510407
关键词:中药血清药理学;血清
中国中医基础医学杂志990806 摘 要 探讨了中药血清药理学研究中实验动物的选择、制备含药血清的给药方案、药物血清灭活与否及其与中药粗制剂作用比较时剂量和浓度的一致性等问题,提出中药血清药理学研究中可以扩大给药途径与方法,以及中药“血浆”药理学的可行性。
中药血清药理学是近十余年来才兴起的一门实验方法学,它是指将中药或中药复方经口给动物灌服一定时间后采集动物血液、分离血清,用此含有药物成分的血清进行体外实验的一种实验方法,最初是由日本学者在1984年提出的,并由田代真一命名为“中药血清药理学”[1]。由于它同用中药粗制剂直接进行的体外实验相比,既具有体外实验条件可控性强、药物效应易于检测、可深入揭示药物作用机理的优点,又能够防止中药粗制剂本身的理化性质对实验的干扰,还能反映中药在胃肠道消化吸收,再经生物转化,最后产生药理效应的真实过程,并代表了药物在体内产生作用的真正有效成分,因此它实现了体外实验和体内实验的完美结合,尤其是适合了中药及中药复方化学成分复杂的特点,为中药及其复方的药理学研究开辟了新纪元。
, 百拇医药
但是作为一门实验方法学,中药血清药理学尚处于探索阶段,其理论体系还有待完善,具体实验操作也急需规范。今笔者在此就有关理论、实验操作等问题作如下探讨:
1 实验动物的选择
在目前的中药血清药理学实验中,多选用大鼠[2~8]、家兔[9~13]、豚鼠[14]等动物来制备含药血清。但不同种属的动物,其血清成分不同,动物血清和人血清更是存在着差异,因此在选择实验动物时应尽量选用与人类生物学特性近似的物种。同时还应兼顾与体外培养细胞一致,以减少因动物种属差异而造成的免疫反应。如在大鼠肝细胞的体外培养实验中,应用大鼠制备含药血清,而不宜选用家兔和豚鼠。刘氏等在研究含扶正化瘀方的大鼠血清抗肝纤维化时发现,正常大鼠血清可维持大鼠肝细胞、星状细胞、贮脂细胞的生长,但与小牛血清相比其细胞内3H-TdR掺入明显减少,这可能与种属差异以及动物的年龄/月龄有关(所用大鼠均为成年大鼠)。因此刘氏等提出在体外培养实验中宜采用同种单一血清,既为细胞提供营养,又为药物载体,还避免了多种血清的干扰[5、6]。
, http://www.100md.com
另外,还应注意动物在正常生理状态下制备的含药血清与在病理状态下制备的含药血清不同,这是因为两种状态下的动物对药物的消化吸收功能不同,对药物的生物转化不同,尤其是在药物作用下机体的反应不同,产生的内生性有效成分也不同。因此,为了与临床病人用药的实际情况相符,宜采用病理状态下的动物制备含药血清。如在制备抗肝纤维化的药物血清时,用肝纤维化病理模型的动物代替正常动物,在制备抗动脉粥样硬化的药物血清时,用动脉粥样硬化病理模型的动物代替正常动物显然更具说服力。当然动物血量的充足性也应考虑,在这方面有兔、大鼠和豚鼠具有优势。
总之,应选用与人类生物学特性近似,与体外培养细胞一致,血量丰富的实验病理模型动物灌胃给药,制备含药血清。综合以上因素考虑,家兔和大鼠应为首选。
2 灌胃次数和时间间隔
在制备含药血清的过程中,目前存在着多种给药方案,如7~10d给药法(每天灌胃1次,连续给药7~10d)[2、8~10、13],3次给药法(连续灌胃3次,第1、2次间隔20h,第2、3次间隔4h)[3、4],2次给药法(第1次给药后2h,再以相同剂量重复给药1次)[5~7]等等。各种给药方式都是为了使药物达到稳态血药浓度,从而便于药物作用和机理的研究。刘氏等在抗肝纤维化的血清药理学研究中,采用2次给药法发现,虽然高中低剂量扶正化瘀方1次给药后1h的药物血清对大鼠星状细胞3H-TdR掺入无明显影响,但2次给药后1h的药物血清却有明显抑制作用。中剂量1次给药后的药物血清对大鼠肝细胞、贮脂细胞的增殖无影响,但2次给药后的药物血清则对肝细胞增殖有明显促进作用,对贮脂细胞增殖有明显抑制作用,从而认为2次给药即可满足要求,与7~10d连续用药相比具有简便性[5、6]。但笔者认为,这违反了药代动力学的基本规律,任何药物在体内都有一定的半衰期,在不知药物半衰期的情况下,采用2次给药法势必降低了药物的达峰浓度,减小药物效力。虽然2次给药疗效高于1次给药,但并不能说明2次给药法已使血药浓度达到坪值,况且个别药物的应用特例也难以推广到其它药物,所以按药物半衰期间隔给药,连续5~7个半衰期使药物达到稳态血药浓度后,再采血制备含药血清才是科学之举。但由于中药及其复方化学成分复杂,半衰期很难测定,所以采用7~10d给药法也是权宜之计。当然,若是进行药物血清时效关系的研究,给药方法又另当别论。
, http://www.100md.com
3 药物血清灭活与否
目前采集动物血清后,多经56℃,30min灭活[4~10],但也有不经灭活[3、11、12、14]而直接进行体外实验的。刘氏等发现正常大鼠血清无论灭活与否均可维持大鼠肝贮脂细胞的贴壁生长,两组大鼠血清对肝贮脂细胞内3H-TdR掺入的影响无明显差异[6],但灭活组星状细胞内3H-TdR掺入量比未灭活组低。因灭活后有助于减少血清的非药理性干扰,又符合减少微生物感染的常规细胞培养要求,故刘氏提出药物血清经56℃30min灭活为宜[5]。但笔者认为,药物血清不宜灭活。首先药物血清灭活后,血清中含有的机体在药物作用下产生的内生性有效成分(如补体)将减少或丧失,生物活性降低,必然影响药理实验结果,其次与体内实验和临床用药情况也不相符。至于血清的非药理性干扰,可以设空白对照组来加以衡定和排除,而细胞培养中的微生物感染,也可用微孔滤膜过滤除菌法来防止。事实上,56℃,30min对绝大多数微生物来讲也根本没有杀灭作用。
, http://www.100md.com
4 中药粗制剂与药物血清作用的比较
不少实验将中药粗制剂直接添加到离体反应体系中的作用和含药血清的作用进行比较,结果有同有异、有大有小,在探讨其机理时不外乎是药物在胃肠道内消化吸收完全或不完全,在体内或代谢失活或生物转化为活性物质,或机体在药物的作用下产生内生性有效成分,或调节机体的神经体液系统通过第二信使而间接的产生作用等等。但往往忽略了一个重要问题,那就是中药粗制剂直接添加法和药物血清法在剂量和浓度上是否具有一致性。倘若两法在剂量和浓度上并不相等,那么它们的作用大小异同就无从比较,有关机理也无从探讨。由于中药及其复方化学成分复杂,血药浓度难以精确测定,因此很难将中药粗制剂和药物血清的作用进行严格比较,看来中药血清药理学的完善还有待于中药化学、中药药代动力学的发展。
5 制备药物血清的给药途径与方法
中药血清药理学最初由日本学者提出时,强调用口服给药方式来制备含药血清[1],然而中药剂型繁多,在中药的现代化研究中各种新剂型又不断产生,为了便于这些剂型的药物药理研究,我们也可以将采用胃肠道给药的中药血清药理学方法推广到采用注射给药、皮肤给药、粘膜给药和呼吸道给药的中药药理实验中,因为它们都有一个共同点,那就是制备含药血清。
, http://www.100md.com
6 中药血清药理学和中药“血浆”药理学
中药血清药理学利用含药血清进行体外实验,顾名思义中药“血浆”药理学是用含有中药及其复方成分的血浆进行体外实验,而血清和血浆的区别仅仅在于血清中不含纤维蛋白原,那么血清药理学方法是否可以推广到“血浆”药理学呢?曾氏等用灌服雪莲虫草精后的大鼠抗凝血进行体外实验,发现该抗凝血具有明显提高NK细胞活性的作用[8]。又由于血药浓度就是指药物在血浆中的浓度,因此在不影响离体反应体系生理活性的情况下,用“血浆”药理学代替血清药理学似乎也不是不可行。
综上所述,中药血清药理学研究在制备含药血清时,应选用与人类生物学特性近似,与体外培养细胞一致而血量丰富的实验病理模型动物,采用每日灌胃1次,连续7~10d的给药方法,制备的药物血清不宜经56℃,30min灭活,在进行作用比较时应注意中药粗制剂与药物血清剂量和浓度的一致性。另外,中药血清药理学研究方法也可推广到除胃肠道给药外的其它剂型的中药。在不影响离体反应体系生理活性的情况下,也可探讨中药“血浆”药理学的科学性和可行性。中药血清药理学应紧密配合中药化学、中药药代动力学、免疫学、分子生物学、微生物学的研究,才能加速中药走向现代化的过程。
, http://www.100md.com
作者简介:徐海波,男,26岁,广州中医药大学97级硕士生,邮编:510405。
参考文献
[1]田代真一.“血清药理学”と“血清药化学”——汉方の药理学かろ始まつた药物血中浓度测定の新しい世界.TDM研究,1988,(5):54.
[2]Umeda M,et al.Effect of certain herbal medicines on the biotransformation of arachidonic acid: a new pharmacological testing method using serum.J Ethnopharmacol,1988,23(1):91.
[3]金若敏,等.复方仙人球抗肿瘤作用的实验研究.中国中医药科技,1997,4(1):16.
, 百拇医药
[4]王力倩,等.复方仙人球对肿瘤细胞体外生长影响的实验观察.上海中医药杂志,1997,(4):44.
[5]刘成海,等.抗肝纤维化有效中药复方血清药理学方法探讨.中国实验方剂学杂志,1998,4(2):16.
[6]刘成海,等.扶正化瘀复方药物血清对大鼠肝贮脂细胞增殖及胶原合成的影响.中国实验方剂学杂志,1996,2(2):16.
[7]王昌俊,等.扶正抗癌方药物血清对人肝癌细胞增殖的影响.中西医结合肝病杂志,1997,7(4):214.
[8]曾南,等.雪莲虫草精对NK细胞活性和IL-2活性的影响.中药药理与临床,1995,(2):36.
[9]张群豪,等.用血清药理学方法观察血府逐瘀浓缩丸对实验性动脉粥样硬化家兔主动脉平滑肌细胞增殖的影响.中国中西医结合杂志,1996,16(3):156.
, 百拇医药
[10]王伟,等.精制血府胶囊刺激缺氧缺糖心肌细胞RNA及蛋白质合成的研究.北京:中医药大学学报,1997,20(2):17.
[11]杨奎,等.含香薷、羌活胜湿汤和九味羌活丸血清对内生致热原产生的影响.中药药理与临床,1995,(4):1.
[12]杨奎,等.含黄芩血清及黄芩甙影响内生致热原产生的研究.中药药理与临床,1994,(6):13.
[13]何玉军,等.用血清药理学方法观察中药复方制剂诱导人胃癌细胞凋亡的研究.综合临床医学,1998,14(1):30.
[14]陈长勋,等.用血清药理学实验方法观察附子的强心作用.中国中医药科技,1996,3(3):12.
(收稿日期 1998—09—07 修回日期 1998—12—08), 百拇医药