没食子酸的药理作用及其药物代谢动力学研究进展

高 雅 ，李 骅 ，王四旺 ，谢艳华，杨 倩，张邦乐（1.第四军医大学药学系学员队，西安 710032；2.第四军医大学药学系天然药物学教研室，西安 710032；3.秦巴山区中药发展协同创新中心，西安 710032；4.第四军医大学药学系药剂学教研室，西安 710032）

没食子酸（gallic acid，GA），又名棓酸、五倍子酸，是存在于牡丹皮、山茱萸、五倍子、虎耳草等中药及其复方制剂（如双丹口服液等）中的中药分子，亦是葡萄和红茶中重要的多酚类化合物［1－4］。GA的化学名为3，4，5－三羟基苯甲酸，通常以一水合物的状态存在，其相对分子质量为188.12，分子式为C6H2（OH）3COOH·H2O。GA味苦、涩，熔点235～240℃，溶于水、乙醇和乙醚，几乎不溶于苯、氯仿及石油醚等有机溶剂。由于分子结构中存在3个酚羟基，GA具有较强的还原性，在空气中易被氧化而变成褐色，还可与蛋白质、凝胶、重金属、生物碱等结合，其酯类化合物作为抗氧化剂被广泛应用于食品、制药及轻工等行业［5］。

1 制备工艺

GA的提取工艺较为多样，一般有酸水解法、碱水解法、发酵法、酶法等方法。酸水解法［6］是将从原料中浸提出的单宁水溶液（单宁是植物体内的复杂酚类次生代谢物［7］）加热后再加入硫酸，经过均相酸催化反应得到。酸水解法的不足之处是提取率较低，且提取周期较长。韦国锋等［8］通过调节酸、活性炭以及还原剂等的用量与时间，缩短了生产周期，提高了提取率。碱水解法将单宁水提液在碱性条件下进行水解，用酸中和得到GA。陈茜文等［9］以倍花为原料，在不同的温度、碱度以及反应时间下利用碱水解法提取GA，表明在温度为106℃，单宁酸－氢氧化钠为1∶38，水解100min时，可使GA得率达到48.3%。发酵法是利用微生物在单宁水溶液中进行发酵，通过诱导产生的生物酶对单宁产生催化水解作用。但此法的反应时间较长且反应条件也很难达到最佳状态，为克服其缺点与不足，酶法应运而生。通过制取高效的单宁酶，可以高效专一地提取GA［6］。冯务群等［10］利用超临界CO2的方法提取石榴皮中的GA，也使提取率大大提高。

2 药理作用

2.1 抗肿瘤作用 研究表明，鸟苷酸脱羧酶（ODC）能够促进鸟苷酸脱羧酶生成腐胺，腐胺可以再继续转化成多胺类化合物，这种多胺对DNA的复制起着至关重要的作用，而ODC能够导致肿瘤细胞的生长和细胞的转化［11］。李沐涵等［12］认为GA对ODC的活性有很强抑制作用，从而抑制肿瘤细胞生长。然而，肿瘤的发生、发展不仅与细胞的异常增殖有关，还与细胞凋亡有关［13］。Inoue等［14］研究表明，GA诱导细胞凋亡的作用并不依赖细胞周期，ROS的产生（如H2O2）和胞内Ca2＋浓度上升可作为GA诱导细胞凋亡的共同信号，且细胞凋亡可被胞内抗氧化剂N－乙酰L－半胱氨酸、过氧化氢酶和胞内Ca2＋鳌合剂抑制。GA使细胞内ROS呈剂量依赖性地增加，可能由于胞外产生的超氧阴离子得到H2O2内流，从而增加胞内H2O2水平，与胞内Ca2＋一起使染色体DNA在核小体间断裂，从而诱导细胞凋亡。Ruohola等［15］研究显示，GA可以直接杀伤肿瘤细胞，并且这种细胞毒作用不同于其他的有机酸类化合物。钟振国等［16］研究表明，GA对人肝癌细胞株Bele－7404、人胃癌细胞株SGC－7901、小鼠肝癌细胞株－H22和小鼠肉瘤细胞株－S180 4种细胞株具有直接杀伤作用。

2.2 抗炎作用 刘国卿等［17］分别用新鲜蛋清、60mg·mL－1中分子右旋糖酐、0.2mg·mL－15－羟色胺、25mL·L－1甲醛液致大鼠实验性关节肿胀模型，对GA抗炎活性进行评价，当ip（腹腔注射）给予不同剂量GA后，对蛋清、右旋糖酐、5－羟色胺诱发急性炎症及甲醛所引起的慢性炎症均有显著抗炎作用，且GA的治疗指数明显高于水杨酸钠阳性对照药物。

2.3 抗氧化作用 李沐涵等［12］证实，GA对人肝微粒体细胞色素P450 3A（CYP3A）介导的氧化具有抑制作用，对Fenton反应产生的羟自由基和黄嘌呤－黄嘌呤氧化酶自由基反应产生的超氧阴离子自由基具有较强的清除作用，从而减少组织细胞反应性氧原的堆积。牛淑敏等［18］研究显示，GA能够抑制小鼠红细胞溶血活性及小鼠脑、肾匀浆的脂质过氧化效应。谢晓艳等［19］研究表明，GA质量浓度在50～400μg·mL－1范围内，具有明显清除DPPH自由基、一氧化氮以及羟自由基的作用，且对脂质过氧化效应有抑制作用，其自由基清除能力及脂质过氧化抑制效应均远远高于维生素C，推测这也是其在体内起到抗氧化作用的重要因素之一，同时在一定程度上说明GA具有潜在的抗细胞损伤作用。

2.4 抑菌作用 刘国卿等［17］在细菌培养基中添加定量GA，培养24h，在1∶10 000时能完全抑制金黄色葡萄球菌生长，但对溶血性链球菌、肺炎球菌及革兰氏阴性菌的抑制作用较弱，对大肠杆菌以及绿脓杆菌无作用。许维国等［20］研究表明，GA对鼠伤寒沙门菌的抑菌效果好，最小抑菌质量浓度为10mg·mL－1。郑曙明等［21］证实，GA对柱状黄杆菌、温和气单胞菌、豚鼠气单胞菌和迟缓爱德华菌4种水产动物致病菌具有体外抑菌作用，其中对迟缓爱德华菌抑制作用更显著。张雅丽等［22］实验显示，GA可使高敏感菌单增李斯特菌从中间处凹陷、大部分出现破损、细胞原生质泄漏从而达到抑菌的目的。GA还能够显著抑制白色假丝酵母菌的生物膜形成［23－24］。GA对生物膜的抑制作用具有明显量效依赖关系，且细胞毒作用明显比两性霉素B小。

2.5 心血管保护作用 张浩楠等［25］实验显示，GA对乌头碱、哇巴因和心肌缺血所致的心律失常具有明显抑制作用。王乃利等［26］以抗ADP诱导血小板聚集为指标，跟踪分离广枣乙醇提取物并进行光谱分析，发现GA具有抑制血小板聚集的作用。卜丽梅等［27］的研究表明，GA可明显降低血清乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CK）以及谷草转氨酶（AST）水平，缩小心肌梗死区范围，对大鼠实验性缺血／再灌注损伤具有保护作用，其机制可能与GA分别下调促凋亡基因Bax和上调抑制凋亡基因Bcl－2的蛋白表达降低心肌细胞的凋亡有关。Priscilla等［28］证实，GA能够降低血清心肌肌钙蛋白T及心肌标志酶的水平，对异丙肾上腺素造成的大鼠急性心肌梗死具有明显保护作用。Sanae等［29］研究了GA对鼠胸主动脉的血管作用，结果显示，内皮裸露动脉用GA预先处理可显著减少乙酰胆碱和硝普纳诱导的血管松弛作用。

2.6 其他药理作用 Latha等［30］和 Punithavathi等［31］的研究均显示，GA显著降低链脲霉素所致糖尿病大鼠的血糖水平，其降糖的机制可能与促进胰岛素分泌、提高血清C肽水平以及加强胰岛β细胞再生等效应有关。牛淑敏等［18］报道，GA具有降低正常小鼠餐后血糖的作用。Mansouri［32］发现，预防性给予GA能够显著改善侧脑室注射链脲霉素所造成的大鼠记忆障碍，提示GA对防治神经退行性疾病具有潜在价值。此外，还有报道GA对非甾体抗炎药所致的胃病也具有保护及治疗作用，其机制可能与抗凋亡及抗氧化作用有关［33］。

3 药物动力学研究

3.1 大鼠体内药物动力学 王晓莉等［34］建立大鼠血浆中GA的HPLC测定方法，采用甲醇沉淀法处理血浆样品，以对乙酰氨基酚为内标，流动相为甲醇－5mL·L－1冰醋酸水溶液（体积比7∶93），检测波长为272nm。GA在0.3～30.0μg·mL－1内，线性关系良好（r＝0.998 2）。灌胃（150mg·kg－1）和静脉（75mg·kg－1）给药后，GA在大鼠体内的药物动力学行为均符合二室模型，其在大鼠体内的绝对生物利用度为42.9%。大鼠静脉给予GA后，分布相生物半衰期为9.91min，消除相生物半衰期为78.88min，表明GA进入体内后，由中央室迅速向周边室分布，药物由周边室向中央室的转运较慢；表观分布容积Vc为31 326L·kg－1，约为大鼠平均血容量的60倍，提示GA在大鼠体内分布广泛。

3.2 家兔体内药物动力学 兰薇等［35］比较了广枣酚酸溶液中GA在正常和气滞血瘀家兔体内的药代动力学差异。灌胃广枣药材酚酸水溶液5g·kg－1后，GA在各组家兔体内的药－时曲线均符合二室开放模型，其在正常家兔体内的Cmax为136.224ng· mL－1，tmax为 78.0min，CL／F 为 492.992 L·min－1·kg－1；气滞血瘀组 GA 的Cmax、AUC0－t、AUC0－∞均明显增大，提示GA在病理动物体内吸收入血快，血药质量浓度增加，或对心血管疾病有较好的疗效。

3.3 人体内药物动力学 志愿者分别口服一定剂量（等剂量换算后均含0.3mmol GA）的GA片剂和红茶，采集给药后不同时间段的血样和尿样。分析结果显示，口服片剂和红茶后GA均能被快速吸收进入血液循环，血药峰浓度分别为1.83±0.16和2.09±0.22μmol·mL－1，平均半衰期分别为1.19±0.07和1.06±0.06h，36.4%～39.6%的 GA以原形从尿液中排出。与片剂相比，口服红茶后GA的相对生物利用度约为106%，提示从红茶中获取GA能够与直接摄入GA片剂取得同样的效果［36］。

4 结语

研究资料证实，GA药理活性广泛，作为有效的中药分子［37］在肿瘤、衰老及心脑血管疾病防治等方面具有广阔的药用开发前景。我们前期研究证实，GA在药典收录的标准化制剂双丹口服液中含量达到0.89～0.95mg·mL－1，是其主要的药效成分之一［3，38］。然而，GA的药理、体内代谢及其应用等研究还很不足。以心血管作用为例，研究多局限在“有效”层面，细胞、分子水平的作用机制尚待阐明；而药物动力学研究方面，研究对象给予的多为含GA提取物以及饮品，GA单体给药后全面系统的吸收、分布、代谢、排泄的研究还不足；GA在中药复方制剂中多成分功效作用扮演的角色尚需探讨等。综上所述，综合运用传统中医药学理论以及现代分子生物学技术手段，积极开展GA及其与其他中药有效分子的药理活性、作用机制、组方原理及药物动力学等研究，对创制安全、有效、作用机制明确的分子中药，促进中医药研究现代化具有重要意义。

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