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中图分类号 G712 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)22-0338-01
兽医药物分析是动物药学专业的必修课程,是一门实践性、应用性很强的方法学科,它主要运用化学、物理化学的方法和技术研究动物药品的质量控制[1-2]。兽医药物分析实验是兽医药物分析课程的重要组成部分,是使学生认识、掌握兽医药物分析理论知识和实践技能的重要环节,兽医药物分析实验课教学的效果对学生创新能力和综合素质的培养至关重要。就本实验课程内容而言,以验证性实验、仪器的操作训练为主,缺乏创新;教学方式上,传统的兽医药物分析实验教学中,教师对学生的实验成绩判定以实验报告为主要依据,往往容易忽视学生的具体实验操作。针对兽医药物分析实验教学中存在的上述问题,为了锻炼学生的实际动手能力,培养学生对兽医药物分析实验课程的兴趣,现就兽医药物分析实验课的教学内容、教学模式、课程考核方法等进行探讨。
1 优化实验教学内容
我校动物药学专业兽医药物分析实验纳入在兽医药物分析课程中,根据动物药学专业的特点,该校兽医药物分析实验课内容包括了原料药、制剂的一般杂质检查、特殊杂质检查、药物主成分的定性及定量分析,现有兽医药物分析实验教学内容能使动物药学专业学生掌握基本实验原理方面的专业知识、熟悉和掌握兽医药物分析相关的基本实验技能,在兽医药物分析实验教学中也取得了较好的教学效果,但在兽医药物分析的实验教学中仍然存在一些问题。我校兽医药物分析本科实验教学为“课程加实验”的模式,课堂教学与实验教学合为一体,实验教学作为课堂教学的辅助教学过程,这种教学模式容易使学生在学习的过程中缺乏主动性和创新性;此外,目前兽医药物分析实验内容中印证性的实验多,综合性、研究性、开放式、自选式实验少;以上教学实验的内容,很难适应现代兽医药物分析实验教学的需要。
针对上述问题,结合我校兽医药物分析实验教学学时限制,考虑充分调动学生积极性、培养学生学习兴趣的重要性,根据分析仪器在现代动物药品质量分析中的广泛应用,对现有兽医药物分析实验教学内容进行了适当的调整。选择的实验内容,除了涵盖常用仪器如紫外-可见分光光度计、高效液相色谱仪等外,还结合兽医学院的大型科研平台,将红外光谱仪、薄层扫描仪等分析仪器的使用纳入到兽医药物分析实验教学内容中。通过这些实验的开展,使学生更多地熟悉常用药物分析仪器的使用;通过色谱、光谱等分析仪器用途的对比,巩固学生掌握色谱、光谱方面的理论知识;通过大型科研平台仪器的引入,培养学生对兽医药物分析实验课程的学习兴趣,调动学生的积极性;多种分析仪器的使用也能使学生在毕业后从事兽医药物分析工作时能更快进入工作状态。
2 改善实验教学方法
好的实验教学方法对提高实验教学质量、培养学生学习兴趣意义重大[3]。丰富多样的实验教学方法能极大提高学生对实验课的学习积极性、培养学生对实验课的学习兴趣,鉴于此,通过以下几个方面改善实验教学方法。
首先,教师在开始实验课教学之前通过预实验进行备课。因实验课与理论课程教学过程上的差异,多数实验课程任课教师往往忽视实验课的备课环节以及实验课教学前的预实验环节,认为经过几轮实验课程教学,已经掌握实验过程中可能出现的一些问题,了解了实验课程中的重难知识点,自认为没有必要再进行实验教学前的预实验。然而,作为实践性很强的兽医药物分析实验课,因每次实验所用耗材、药品不同,容易导致实验实施过程中实验现象的差异,如果教师不在实验课之前开展预实验,往往难以判断实验过程中实验现象的差异及产生差异的原因,难以透彻讲解学生实验过程中遇到的问题,进而影响学生的学习积极性,影响教学效果。因而,在兽医药物分析实验课程开始前,教师通过做预实验的方式进行实验课程备课,在预实验过程中掌握实验的重难知识点,了解由药品差异导致实验现象的差异,此外预实验中遇到的问题,可以通过向老教师请教、与同行交流等加以解决,有助于课堂上知识点的讲解[4]。通过预实验的环节,任课教师还可进一步熟悉实验仪器的使用方法、实验流程,规范实验操作步骤,有利于在课堂上对同学进行详细、具体的实验指导。
其次,在教师做好预实验的前提下,要求学生做好实验课前的预习,通过实验课前的提问式讲解,使学生掌握实验的原理,结合实验原理启发学生思考实验中可能遇到的问题。兽医药物分析实验课一般是由任课教师准备好所有的实验试剂和实验仪器,上课时学生只需按照实验讲义,根据教师示范按部就班操作即可。考虑到这种教学方法很难激发学生的主观能动性,容易让学生在实验课上被动接受惰于思考,难以获得有效的实验教学效果。鉴于此,学生在实验课开课前重视预习,课程中针对实验课重难点提问,强化学生预习效果,并将学生回答问题情况与学生平时实验成绩挂钩,使学生的主观能动性增强[5]。在部分实验如“葡萄糖的杂质检查”中,实验中需要用到的常规试剂如稀硝酸、硫酸钾溶液等,要求学生参考中国兽药典自行配制,在锻炼学生动手能力的同时,也锻炼了他们进行文献资料调研的能力。事实证明,这种强调学生课前预习的教学方法,切实提高了学生的学习积极性,促进了学生对实验的思考。
3 优化实验课程考核方法
实验课程考核是对学生实验技能及动手能力的考核[6-7]。我校兽医药物分析实验课程尚未从兽医药物分析理论课独立出来,以往任课教师对实验课程的考核以实验报告为主,且考核成绩在兽医药物分析理论课成绩中占比很低,这种考核方式使学生专注于实验报告的撰写而忽视实验的具体操作,甚至为进行较好的实验分析,不惜对实验数据进行修改。此外,这种考核方式会影响学生对兽医药物分析实验课程中实验操作的学习积极性,使学生忽视实验课程中的动手环节,极大影响实验课程的教学效果。
针对我校兽医药物分析实验课程考核方面存在的以上问题,结合我校兽医药物分析实验课程设置的现状,为提高学生对兽医药物分析实验课程的重视程度,激发学生对实验课程的学习兴趣,对现有兽医药物分析实验课程考核方式进行适当调整。
在对学生进行实验课程评分时,充分考虑学生在实验前对实验课程的预习、实验中的具体实验操作、实验后对实验数据的分析3个方面的表现,将这三方面的表现纳入实验课程成绩评定体系中。根据兽医药物分析实验课程讲解时的提问了解学生对实验课程的预习情况;观察学生实验操作的规范性衡量学生对实验操作的熟悉程度;通过学生对实验现象的讨论、实验所得数据的分析掌握学生对实验中所遇到问题的理解程度。将实验预习情况及实验操作纳入实验课程考核指标,可提高学生对兽医药物分析实验课程的重视程度;注重学生对实验数据的分析,可杜绝学生为了写出完善的实验报告编凑、修改数据的情况。通过实验数据分析,还可让学生进一步理解实验原理,结合实验原理认识到自己实验中出现的问题,提高实验教学效果。考虑到我校兽医药物分析实验课尚未独立设置,对于实验课的考核依附于兽医药物分析理论课考核,在进行兽医药物分析理论课考试命题时,适当增加部分实验方面内容,注重考核学生对实验基本知识、基本理论的掌握。如选用高效液相色谱、气相色谱等仪器原理、操作方面的试题作为2009级动物药学班兽医药物分析期末考试考题,进一步巩固学生在兽医药物分析实验课上学到的知识。
兽医药物分析实验课程中实验方法的合理应用,可对现有动物药品进行检查、鉴别和含量测定等分析,进而判断动物药品的真伪、纯度和有效性,对于我国动物药品在研究、生产、流通乃至兽医临床使用各环节中的质量控制至关重要。因而,把握学科发展最新前沿,对兽医药物分析实验教学进行改革,培养学生全面的兽医药物分析实验技能,是培养动物药品分析方面优秀人才的必要条件。作为教师,需要不断探索实践,关注兽医药物分析学科发展前言,积累教学经验,加强对实验教学工作的重视,努力提高教学水平,方能培养出适应社会发展需要的动物药品分析人才。
4 参考文献
[1] 张秀英.兽医药物分析[M].1版.北京:中国农业出版社,2008.
[2] 张秀英,李艳华,陈雪英.兽医药物分析课程教学改革的思考[J].东北农业大学学报:社会科学版,2009,7(3),36-38.
[3] 方芳,马涛,张志涛,等.药物分析实验教学的探索与思考[J].基础医学教育,2012,14(2),122-124.
[4] 肖美凤,赵碧清,周晋.药学专业药物分析实验教学探讨[J].基础医学教育,2012,14(12),979-981.
[5] 高红昌.药物分析实验教学改革与思考[J].时代教育,2009(6):113-115.
【关键词】生物药剂学与药物动力学;PBL教学法;教学改革
【中图分类号】G640
生物药剂学与药物动力学是药学类专业的主要专业课程之一,由生物药剂学和药物动力学两门学科组成。其中生物药剂学通过研究药物及其剂型在体内的吸收、分布、代谢与排泄过程,阐明药物的剂型因素、机体生物因素和药物疗效之间的相互关系;而药物动力学则是应用动力学的原理与数学处理方法,定量描述药物通过各种途径进入机体的吸收、分布、代谢和排泄过程的动态变化规律。它的研究原理与方法在新药设计、新剂型新制剂开发、药物质量评价、提高医疗治疗水平和药品管理等方面应用广泛。
近几年,在《生物药剂学与药物动力学》教学和实践过程中,发现学生在分析问题、试验操作和数据处理等方面的能力稍显不足。为提高该课程的教学水平,我们进行了相应的教学改革,以下就我教研室在该课程的教学改革方面浅谈几点体会。
1、优化教法
1.1适当应用PBL教学法
PBL教学法即“以问题为基础的学习”,是一个注重理解和解决问题的学习过程,其实施方法为:提出问题收集资料小组讨论总结汇报。这种教学方法通过提出问题来引导学生的学习兴趣,调动自主学习的能力,克服了传统教学法的弊端,并在解决问题的过程中学习知识和技能,是提高学生综合运用所学知识的一种新型教学模式。
在讲授口服药物的吸收时,以1968年澳大利亚发生的暴发性“苯妥英钠胶囊中毒事件”为原型设计问题。先介绍事件的过程,并由此引出以下问题:患者服用苯妥英钠胶囊后,怎么会出现上述症状?苯妥英钠胶囊产生毒性反应的原因是什么?哪些因素会影响口服药物的吸收?为什么临床常常出现同种药物不同药效?这些问题的提出,可使学生带着疑问思考,对所要学习的内容更易产生兴趣。在讲授药物代谢内容时,以多巴胺为例将PBL教学法引入课堂。这种教学法,问题是PBL教学法的核心,如何精心设计问题是运用PBL教学法的关键。问题的选择必须与教学内容紧密相关,应该具有一定的复杂性并与日常生活相关。同时,所举案例应具有典型性、启发性、真实性。
1.2多种教学手段的运用
单一的教学手段用于教学往往导致课堂气氛沉闷,学生难以提高甚至产生学习兴趣。因此,在教学过程中应注重采用多种教学手段,吸引学生的注意力。
1.2.1多媒体教学。多媒体教学主要借助于文字、图像、图形、动画、声音等传输手段进行教学。比如我们在讲授药物在体内的转运过程、肾脏的生理结构等知识点时,应用多媒体课件制作的图片、动画等将抽象复杂的理论概念直观形象地表现出来,使得教学内容更为充实具体、生动形象,进而激发学生的学习兴趣。
1.2.2板书教学。多媒体虽然有诸多优势,也是教学改革的发展趋势。但对于这门课程,在药物动力学部分由不少公式的推导与应用,采用板书的形式对公式进行推导更为直观,并结合相关例题进行讲授,以加强学生对公式的理解和实际运用能力。
2、注重实践环节
生物药剂学与药物动力学是一门实践性很强的课程,实验课是培养学生将理论运用于实践的重要教学环节,注重加强实践教学是培养实用型人才教育的重点。在现有实践教学中,教学仪器和实验动物往往不能满足课程的需求,使得实验教学模式比较单调,以验证性实验为主,缺少综合性、探索性的实验,为此本教研室在实际工作中采用了以下方法。
2.1转变实验教学模式
长期以来,学生上实验课往往按照老师给的实验讲义进行操作,很少去思考问题的原因,同时存在对实验现象观察不自信,态度不端正等问题。
2.1.1验证性实验。主要是经典的基本实验方法和操作技能。针对上述现象,我们对于验证性实验采用启发式教学,教师先根据实验内容提出问题,让学生带着问题预习,熟悉实验原理和步骤。实验课开始时,由教师进行提问,促使学生在实验前认真预习,提高学生的参与意识。
2.1.2综合性实验。在实验教学中应分层次教学,既要有基本实验的训练,也要适当开展综合性实验,这样有助于提高学生的综合能力和创新能力。对于综合性的实验需要学生查阅相关文献,在验证性实验的基础上,根据老师的指导进行实验活动。同时,教师应指导学生在整个实验环节中学会规范实验操作、科学记录实验数据、正确处理实验结果,最后规范的完成实验报告的书写。
2.2指导学生处理数据、绘制图表
药物动力学部分经常需要进行大量而繁琐的数据处理,目前常用的计算软件有DAS、3P87/3P97、WinNolin等,可以进行线性和非线性药物动力学模型的拟合与计算。在教学过程中让学生应用上述软件处理自己的实验数据,得到相关药动学参数及各种图表信息。这一方面缩短了理论和实践的距离,加深了学生对药动学基本概念的理解和对公式的运用,另一方面也能给学生今后的学习及工作打下良好的基础。
3、改革考核方式
在教学改革中,我们对学生的评价方式也应从单一的笔试逐步转变为多种形式。以往评价学生的学习成绩往往是平时成绩或期中考试占30%,期末考试占70%,这样就容易存在学生为应付考试考前突击背课本、背讲义的现象,使得考试成绩并不能完全反应学生的学习能力。
现在我们对学生多方位考察,将期末考试、实验教学、实习报告、平时成绩等进行综合评定,提高实践环节所占的比例,进而确定学生的最终成绩,很大程度上促进教学质量的提高。对学生在历次PBL过程中以及在综合性实验中的相关表现,如主动性、积极性、对问题的分析和解决能力、创新能力等进行适当的评分,并在总成绩中占适当的比例,尤其是在这些过程中有突出表现、独到见解的学生给与适当的加分鼓励。
总之,生物药剂学与药物动力学这门课程,本教研室尝试着进行一些教学改革以促进教学水平的提高,经过几年的教学实践,虽然取得了一点成绩,但也认识到教学过程中的存在的不足,今后会不断加深对教学方法、课程体系的探讨,提高教学水平,培养高素质的药学专业实用型人才。
参考文献
[1]印小星,杨帆.《生物药剂学与药物动力学》[M],科学出版社:2009
关键词:药用动物;实验课;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)47-0093-02
一、引言
药用动物学是中药类、药学类、农林牧类相关的专业的一门专业基础课程。2009年出版的万德光主编的《药用动物学》作为普通高等教育中医药类“十二五”规划教材和全国普通高等教育中医药类精编教材。它是运用现代动物学及传统中药学的知识和手段,研究有药用价值的动物的外部形态、内部构造、分类鉴定以及本草考证、活性成分、主要功效等方面规律的一门课程[1]。全书主要介绍了药用的发展概况、任务及研究方法、动物体的基本组织结构和功能、药用动物的分类概述以及与药用相关的7个药用无脊椎动物门和1个脊椎动物门的5个纲(鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲)的动物主要特征、分类和药用动物举要;并对中国药用动物的地理分布、资源开发与利用以及驯化养殖进行了概述。
药用动物学是中药植物、动物和矿物中药用动物鉴定的基础课程,由于同类动物之间形态结构的异同程度和亲缘关系较接近,使得其能表现出相对共同且稳定的形态特征,因此将动物形态学来作为进行动物分类的鉴别办法。
结合我校中草药专业开设的《药用动物学》选修课,对实验教学内容和实验课的开设提出了一些需要改进措施。通过对实验课的实践教学形式、方法、内容和课程考核制度的改革,改变以往按实验指导书叙述为主的教学模式,避免成绩由实验报告决定而带来的片面性,克服单纯验证性实验造成理论与实践联系不够紧密的现象,运用药用动物标本提高学生的学习兴趣,培养学生的实验观察及动手能力,促进学生自主性和探究性的学习意识的提升。
二、实验教学的重要性
学习是对知识不断积累的认知活动,学生只有将所学的知识点通过对实体动物的验证和认知,不断加以思考和消化,才能真正理解所学的专业知识。在实验课教学中,对于学生观察的动物标本大都是由教师事先整理好和配备有具体种类鉴定标签的标本,再让学生对照标本,对所学知识去观察和验证。这样一来,学生就可以将教材中所学的理论和实践相结合,能够更形象地掌握相关的理论知识,这样不仅能充分调动学生的积极性,又可锻炼学生的动手能力、思考能力和参与意识,进而激发学生的兴趣。在实验教学中,特别是针对学习各类动物内部结构的特征时,学生可在实践操作中有效解决理论中难懂或难以理解的问题,使学生在实践操作过程中能具体掌握各类相关动物的专业知识和技能,同样也可培养和提高学生的观察、分析、解决问题的能力和实验动手操作的能力。因此,加强实验教学是激发学生学习兴趣、探求知识欲和培养学生主观能动性的关键。
开设《药用动物学》教学时数共计32学时,其中理论课16学时,实验课16学时。实验教学是课程建设与培养学生实践能力的重要环节,通过药用动物分类学知识的学习使学生能够掌握一些常用的各门药用动物的分类特征和特点,为专业课中动物药的鉴定打下良好的基础,对动物药的鉴别及生药学研究起到积极的作用。药用动物分类实验是药用动物学实验的重要组成部分,它主要从形态结构上识别常见的动物,掌握动物基本的分类方法。全世界大约有150万种药用动物,如果不能很好地掌握动物分类的依据和方法,那么对动物类中药材进行分类鉴定,也是一件非常困难的事情[2]。
三、实验教学的改革措施
(一)利用药用动物标本进行直观教学
动物标本一般都是按照其在自然界状态中的体形、姿态等特征展现给我们的,这样便于我们直观观察,同时又能将本身的重要特征体现出来。动物学分类学是属于动物学研究的一门最基础的课程,在教学中,常利用一些常见的药用动物标本和野外采集标本过程中拍摄的图片等信息来辅助教学,其主要目的是让学生快速观察和了解不同动物的特征,从而更利于学生能够掌握动物分类学的基础理论知识。应运药用动物标本来开展启发式教学也可以激发学生的学习兴趣,促进和提高学生的观察与独立思考能力。
在实验课教学过程中,教师结合药用动物标本来指导学生如何学会观察标本的外部形态结构,根据观察及掌握到不同动物的分类特征,来区别动物标本。如:在节肢动物门的实验教学中,特别是昆虫纲,充分利用贵州大学昆虫研究所这一科研平台,针对常见药用昆虫提供不同目的昆虫标本,让学生通过对标本的细致观察及对比分析,能够快速区别出不同目的昆虫,从而掌握各目昆虫的鉴别特征,并指导学生学会编制分目检索表,可进一步提高和促进学生鉴定标本的能力。
教师在实验课中也可让学生带着问题观察动物标本,学生通过对动物标本的观察和比较去探索动物间的差异。慢慢引导学生学习和掌握动物分类的方法,便于提高学生观察标本和掌握动物分类关键特征的能力。教师在讲解实验理论课时,作进一步的分析,学生能够轻松掌握和获得知识要点,这样不仅提高了学生的主动学习能力和观察能力,也可提高学生的动手操作及知识运用的能力。
(二)增加实验课教学的生动性
为了让学生能够对所学的有关药用动物学的知识内容进行更好的巩固,在实验课的教学中,常运用标本或模型、视频等来增强学生的感性认识,加强对各类动物的认识区别,进一步激发学生的学习积极性和对知识的求知欲。针对开展较为困难的实验动物(如毒蛇或大型哺乳动物)进行多媒体教学,采集、引用大量教学图片制作教学课件,可放映一些药用动物的自然生态照片、录像、动画等,使教学内容图文并茂,从而激发学生对动物的兴趣和注意力,培养学生的探知和思维能力,同时也可提高实验课的教学效果和教学质量。
针对常见的部分药用动物,为了能够使学生更好地掌握其分类特征,常选用新鲜活动的动物进行解剖,以便学生能更直观地观察实验动物的外部形态特征和内部结构特点。如:解剖药用两栖动物蟾蜍时,先让学生自己观察蟾蜍的外形特征,再指导学生观察和掌握两栖纲代表动物的主要外部形态的鉴别特征,然后对其进行解剖,观察消化系统和循环系统等结构,便于学生更好地认知和掌握两栖纲动物的主要特征。
(三)改革实验课考核方式
传统的实验课考核方式大多是教师根据每个学生撰写实验报告进行综合评定,实验报告内容单调且具程序化,学生间相互抄袭的现象也是屡见不鲜[3]。因而,在高校考核过程中,如何探索出创新型的实验课评价考核方式是当前教师面临的一项重要教学改革工作。
《药用动物学》作为选修课,成绩根据学生平时听课、完成实验、课堂讨论、作业等进行综合评定。考核成绩时,按照平时成绩占10%、实验成绩占20%和调查报告成绩占70%综合计算最终总成绩,这种评定方式弱化了实验报告所占考核比重和减少实验报告成绩的分数比重,着重强调实验过程中的动手能力,加大了野外调查报告成绩的分数比重。调查报告是检验学生基础理论知识和实践技能相结合的重要手段,以此来判断学生分析问题和解决问题的能力。
将我校2012级中草药专业学生43人,分成8个实验小组,引导学生对学校周边开展药用动物种类资源调查。通过分小组进行野外调查,一方面可提高学生的实践动手能力,也可增强学生之间的团结合作精神意识;另一方面学生经过野外调查可掌握和了解部分动物的生活习性或行为。通过观察动物、采集标本和鉴定部分动物标本(标本的采集、制作及鉴定是野外调查实习的重要内容之一),并最终由实验小组写出一份野外调查报告,这一实践活动大大提高了学生观察、分析、动手操作等方面的能力,转变了以往只结合标本来认知动物形态特征的观念,让学生能将动物分类知识和自然界的实体动物特征相互贯通,使学生能真正将学习到的动物分类知识学有所用。
四、结语
开设《药用动物学》实验课最重要且必须具备的,是要拥有一些常规的实验设施条件。当前,高校大多都缺乏药用动物标本或动物药材室且需要补充一些当前用于实验的原材料或活体材料;高校想更长远的发展,还必须购置一些必要的实验设备,如氨基酸分析仪及蛋白质酶分析仪等,更重要且最基础的还是要积累标本,建设药用动物专用标本室,标本的充足与否在教学中起着非常重要的作用,且标本室收藏的药用动物标本规模情况,也可客观地反映一个学校相关学科建设的历史沿革与水平。
如何让学生在比较少的学时内掌握药用动物学的分类基础知识,且能在实践中应用,适应专业要求,进一步适应未来的需要,是高等学校教育工作者深思的问题。尽管在实验课教学过程中进行了一些探索和改革,但仍需要在实验教学内容和教学方法等方面进行进一步探索,还有待今后继续去开发、挖掘。
参考文献:
[1]万德光.药用动物学[M].上海科学技术出版社,2009.
目的研究生脉散中五味子醇甲在大鼠体内药物代谢动力学规律。方法大鼠灌胃给予生脉散2.16 g/kg,在不同的时间点采血样,用 HPLC法测定五味子醇甲浓度的经时变化,以3p97 药代动力学软件进行分析,计算药动学参数。结果五味子醇甲在大鼠体内药动学参数分别是:t1/2(Ka) 为0.245 h, t1/2(Ke)为 1.506 h ,T(peak)为0.767h, Cmax为0.926 mg·L-1 ,AUC为2.863 mg·L-1·h-1。结论生脉散中五味子醇甲可吸收进入体内,其在体内吸收和消除速度均比较快,符合线性动力学规律。
【关键词】 生脉散;五味子醇甲;药物动力学;大鼠;高效液
Abstract:ObjectiveTo study the pharmacokinetics of schizandrin in Shengmai powders in normal rats. MethodsAfter ig administration of the drug(2.16 g/kg )for the rats,the plasma was collected at different time points. The schizandrin in Shengmai powders and in the plasma were analyzed by HPLC.Pharmaconetic parameters were calculated from the plasma concentration-time data with the 3p97 software package.ResultsThe main pharmacokinetic parameters were as follows:t1/2(Ka) was 0.245 hour, t1/2(Ke) was 1.506 hour ,T(peak) was 0.767 hour, Cmax was 0.926 mg·L-1,AUC was 2.863 mg·L-1·h-1.ConclusionThe schizandrin in Shengmai powders can be absorbed into body, and its absorption and elimination is rapid.The pharmaconetics of plasma schizandrin complies with linear kinetic course.
Key words:Shengmai powders; Schisandrin;
Pharmacokinetics; Rats; HPLC
生脉散最早见于金代张元素的《医学启源》,是著名的中医古方之一,由人参、麦冬、五味子组成,用于治疗“肺中伏火,脉气欲绝”,以其“补肺中元气不足”。生脉散临床用于心血管系统疾病,如心绞痛、心肌梗塞、心率失常、心肌炎等[1]。生脉散有改善心功能、增加冠脉流量、抗心肌缺血、调整心肌代谢、降低耗氧量、保护心肌细胞等药理作用[2]。方中之北五味子性味酸、甘、温,归肺、心、肾经,具有敛肺止咳定喘、滋肾涩精止泻、益气生津敛汗之功,用于气阴两伤所致的心悸等症[3]。现代药理学研究发现北五味子能减弱心肌收缩性、减慢心率、减少心肌耗能、提高心肌对缺氧的耐受性、抗心律失常、降血脂、防治动脉粥样硬化等,可用于心绞痛、高血压病等疾病的治疗[4]。北五味子为《中国药典》2005年版收载品种,除含有机酸挥发油类成分外,主要含有木脂素类成分,其中五味子醇甲含量较高[5]。实验对方中五味子醇甲的药动学规律进行研究,以阐明该方剂有效成分的药物动力学特征,为生脉散的临床应用提供依据。
1 器材与方法
1.1 动物
SD大鼠,雄性,体重 200~250 g。由湖北省实验动物中心提供(医动字第21-68号),灌胃前禁食12 h,自由饮水。
1.2 仪器
高效液相色谱仪系统(岛津LC-10Avp),LC-10ATvp泵;SPD-10Avp紫外检测器,7725i手动进样阀,TC-100柱温箱(天津特纳科技公司),WML色谱工作站(广西威玛龙色谱科技公司);超声波清洗器(250W,29~34 kHz;北京医疗设备二厂)。TGL-16G-A型高速冷冻离心机 (上海安亭科学仪器厂),XW-8A 漩涡混合器 (上海医科大学仪器厂)。
1.3 药品与试剂
五味子醇甲标准对照品购于中国药品生物制品检定所。生脉散由湖北民族学院中医药研究所提供。甲醇为色谱纯,实验用水为超纯水,其它试剂为分析纯。
1.4 色谱条件
色谱柱为Kromasil C18 (200 mm×5.0 mm,5 μm大连依利特);流动相为甲醇∶水(60∶40);流速1 ml/min;柱温40℃;检测波长230 nm。
1.5 血样的预处理
抗凝后血液立即离心分离血浆,低温冰箱冷藏待测,测定时微量加样器精取冻融血浆0.5 ml置具塞离心管中,精密加入乙腈2 ml旋混60 s,5 000 r/min离心15 min,精取上层乙腈,约60℃水浴中用氮气吹干,用100 μl甲醇溶解残留物,进样20μl。
1.6 血浆五味子醇甲浓度测定方法学考察
1.6.1 专属性
五味子醇甲标准对照品、空白血浆、给药后血浆样品测定结果显示血浆中内源性成分及代谢物不干扰生脉散中成分的检测。
1.6.2 线性范围及检测限
配制五味子醇甲浓度分别为0.53,1.06,2.65,5.30,10.6 mg·L-1的标准血浆5份,按血浆样品进行预处理,用HPLC法测定峰面积,以浓度为横坐标,峰面积积分值为纵坐标,进行线性回归,得标准曲线方程Y=3 644.9X+1 054.4,r=0.999 1。结果血清五味子醇甲浓度在0.26~10.6μg范围内,峰面积与血浆浓度间线性关系良好。以信噪比S/N≥3测定检测限,结果为0.10 mg·L-1。
1.6.3 精密度实验配制浓度为0.53,2.65,10.6 mg·L-1高,中,低浓度五味子醇甲血清,在1 d内测定5次,计算RSD(%),结果为日内精密度;连续5 d,每天测定1次,计算RSD(%),结果为日间精密度。高、中、低3种浓度样品的日内精密度分别为3.8%,5.2%,2.9%;日间精密度分别为5.9%,5.6%,4.8%。
1.6.4 回收率实验制备血清浓度为0.53,2.65,10.6 mg·L-1高、中、低浓度系列含药血清,按血清预处理方法处理,HPLC法测定峰面积,计算回收率。3个浓度的回收率分别为(86.32±1.7)%,(81.36±4.5)%,(78.66±2.5)%。
1.7 药物动力学实验
取大鼠15只,分别给予生脉散(给药量2.16 g/kg体重,相当于临床剂量2倍);实验前12 h禁食,给药前取空白血清,给药后于0.25,0.5,0.75,1,1.5,2,3,4,6 h将大鼠用1%戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔麻醉,经动物眼内眦静脉丛采血(肝素抗凝)。
2 结果
2.1 血药浓度
采用HPLC法测定不同时间点的五味子醇甲血药浓度。结果见表1。表1 五味子醇甲血药浓度测定结果(略)
2.2 药动学参数血药浓度-时间数据经397药代动力学软件处理,得药代动力学参数。结果见表2。表2 大鼠口服生脉散五味子醇甲药物动力学参数(略)
3 讨论
五味子醇甲的血药浓度-时间数据以3p97药动学软件处理,分别以一,二,三室模型,权重系数1,1/c,1/c2计算,得出9种结果,以最小AUC判断,结果生脉散中五味子醇甲在大鼠体内过程为一房室模型,权重系数选1/c2。
中药复方的药物动力学研究相对复杂,还处于探索性阶段,对绝大多数中药复方的药物动力学规律不清楚,对复方在人体内的有效成分变化及药动学规律更不清楚;目前对中药复方新药研究尚未有药物动力学方面的要求,因而,在临床上开展中药复方药物动力学研究存在很大的难度。本文对生脉散在大鼠体内的有效成分变化及药动学规律进行了一些研究,以期对中药复方在大鼠体内的药物动力学研究方法进行探索。由于中药复方的复杂性,全面阐明中药复方的药物动力学规律难度很大。本课题研究复方可吸收的成分及其动态变化和有效成分在体内的代谢变化,对于阐明中药复方的药效物质基础、配伍规律和指导剂型改革及临床用药具有一定的意义。
【参考文献】
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关键词:微透析; 药动学; 药物代谢
微透析(Microdialysis,MD)技术是近些年来临床上发展起来的一种新型取样技术,其原理与透析相同,可通过器官与组织中的体液进行连续、动态取样,取得的透析液较为纯净,且均为小分子物质,能与HPLC/MS或HPLC联用,组成HPLC/MS或HPLC联用新技术进行原位在线分析,具有“微创、高效、实时、活体”等特点。在麻醉或清醒的生物体上进行深部组织的操作以及重要器官的生化研究具有重要的意义。随着近年来微透析技术的不断发展,该项技术在临床上的推行也越来越广泛。目前微透析技术在药物代谢和中药药动学研究领域同样发挥着重要的作用[1]。
1基本原理
微透析技术是以透析原理作为基础的在体取样技术,是在非平衡条件下即流出的透析液中待测化合物的浓度低于它在探针膜周围样品基质中的浓度,灌注埋在组织中的微透析探针,组织中的待测化合物沿浓度梯度扩散进入透析液,被连续不断地带出,从而达到从活体组织中取样的目的[2],通过测定流出液即透析液中待测物的浓度来研究组织中待测物的水平。这是一种动态连续的取样方法。简单地说,微透析技术的原理就相当于在组织中创造了一个“毛细血管”[3],使化合物在浓度差的作用下扩散而进入此毛细血管,然后随液体流动带出体外进行检测原理及其系统组成微透析技术不同于以往传统的研究手段,它是一种动态连续取样方法。简单地说,微透析技术的原理就是创造一个“人造血管”[1],使待测化合物在浓度差的作用下扩散而出入此“人造血管”。在体微透析技术首先在组织中植入具有半透膜的探头(probe)装置,透析膜能允许小分子物质及水分通过,体外微流泵能允许一定的灌流也通过探头,由于透析膜两侧存在浓度差,物质会从高浓度方向向低浓度方向扩散。膜外的浓度通常会高于膜内,能穿过透析膜的小分子会随之扩散进入透析管,同时随着透析管内的液体持续性的流动被不断带出,以此获取活体组织中的样本 [2]。
2微透析系统
微透析系统通常由连接管、微透析探针、灌流液、收集器及微量注射泵构成。微透析探针是整个系统的核心组成,通常是将管式透析膜置入由钢、塑料或石英毛细管制成的双层套管中。探针是微透析系统中最关键的部分,随着近年来微透析技术在各个领域中不断推行,促进了探针技术的发展。现阶段常用的探针主要包含以下几种:①柔性探针:多用于血液;②同心圆形探针:多用于脑部;③分流探针:多用于胆管等流体;④线性探针:多用于皮肤、肌肉、肿瘤、肝脏等外周组织。临床上会根据患者的组织生理特点的不同进行合适类型的探针选择。
3技术特点
微透析技术是一种在体取样技术,具有以下显著特点:①对机体造成的损伤小,能在自由活动、清醒的动物体内进行同一器官的多个位点或是进行多个器官的连续取样。②微透析作为一种给药途径,可将药物直接传送到用药的指定位置,对药物疗效进行直接研究,能降低药物通过血液循环对全身造成的不良反应。③透析膜能有效的对大分子进行滤过,提取液中不含有酶与蛋白质等物质,可无需二次处理进行直接的测定,也不会出现酶解现象,提高样品的稳定性,轻松的进行分离和测定。④取样对正常生命活动基本不会造成任何影响,可实时、在体及在线取样。⑤具有时间分辨性,能连续性的跟踪体内多种化合物在一定时间内发生的变化。⑥具有空间分辨性,取样时无需进行匀浆,取样位点目标化合物的浓度能真实的表现出来,且能根据目标化合物在体内的分布对不同部位进行探针的插入。
4微透析技术在药物代谢和药物动力学研究中的应用
4.1研究药物向中枢神经系统(CNS)分布和转运微透析在药动力学中的研究主要来源于药物向脑组织的转用及分布,①在于早期微透析的探针设置主要适用于脑组织内,②在于微透析技术最初的发展初衷就在于脑神经化学方面的研究。相比其他方法测定药物对脑组织的影响及转运,脑微透析具有以下优点,能对动物体进行动态、连续性的取样,通过良好的时间及空间分辨率测定药物的游离浓度,并且采用脑微透析法,不会受到药物代谢产物的影响。利用脑微透析取样技术对药物的分布和转运测定在大量临床研究中已有详尽的介绍 [3]。李菊等[4]用微透析技术观察到五菟颗粒剂与丹参注射液联用能有效降低脑缺血时海马细胞兴奋性氨基酸的释放,起到保护脑组织的作用。而程敬君等[5]人采用脑内微透析技术动态发现,脑缺血后细胞外液中的谷胱甘肽、半胱氨酸、兴奋性氨基酸及NO代谢产物浓度迅速升高。
5结论与展望
微透析技术用于临床研究中最早是药物在脑组织中的分布情况,现阶段有大量文献报道发现微探针能埋入各种不同组织中,并进行相对的研究。利用多个微透析探针能在同一器官的不同组织或是在不同器官中进行取样。微透析技术相比传统方法对于药物浓度的分布,能有效降低研究时所需的动物数量。随着生物分析化学、聚合物技术、工程科学及理论药动学的发展,也促进了微透析技术在药动学领域内的迅速发展。微透析技术除了用于动物模型的研究外,在对人体的研究中也取得了迅速的发展。采用组织微透析能直接测定药物在靶器官中的浓度及分布情况,为其提供了更有效的手段。但微透析在使用过程中存在一定的缺点,例如探针置入机体内造成的损伤是否对药物动力学及代谢造成一定的影响、由于水溶性差或是蛋白结合率较高的药物在测定时需要极高的灵敏度、更优良的与组织相溶的探针的开发,以上问题都需要有待相关人员进一步的研究。
微透析虽然有许多优点,但也存在相应的不足。由于透析膜的体积较小,所以灌流速度相对较低,只有1~5μL/min,无法采用秒进行动态观测。探针置入机体内部会造成局部轻微的损伤,尤其是某些记性试验会对结果造成不同程度的影响。虽然微透析测定的种类多样,但每种测定方法均不够完善,在实际浓度的计算中存在一定的偏差。在对于浓度极低的生物活性物质的检测中,由于检测方法不同,所以结果上往往存在一个数量级的差距。对于很小的脑内神经核团取样,微透析技术并不适用,其原因在于微透析技术必须要将探头准确的插入同一部位。
微透析技术为“药物浓度-时间”的动态变化提供了完整的资料,在实验过程中能有效减少动物的使用数量,同时其时间及空间分辨率还能提高药动力学资料的准确性,能通过动态层次分析中药的药效与浓度分布情况。微透析技术在中药中的研究提供了重要的途径,是中药对靶器官中的代谢及分布研究中的有力工具。该技术在中药药动力学及药物代谢中的应用具有广阔的发展前景。随着现阶段微透析技术的不断深入及发展,必定会为药学工作带来更广阔的的天地。
参考文献:
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[3]Parsons L H, Justice J B Jr.Quantitative approaches toinvivobrain microdialysis [J].Crit Rev Neurobiol, 1994, 8.(3): 189-220.
[4]李菊,杨期东.微透析技术和丹参注射液对Wistar大鼠脑缺血时海马细胞外液兴奋性氨基酸释放的影响[J].中风与神经疾病杂志, 1995, 12(5): 258.
关键词:纳米药物;药代动力学;进展
中图分类号:R969.1
文献标识码:A 文章编号:1673-7717(2008)01-0127-03
纳米是一种长度单位,通常人们将尺度在1―100am的物质体系称为纳米体系。纳米技术通常是指尺寸在100nm以下的微小结构,在这种水平上对物质和材料进行研究处理的技术称为纳米技术。随着科学技术的发展,纳米技术开始应用于药物研究领域,纳米药物的研究已取得飞速发展。药代动力学是一门借助先进仪器设备,利用动力学原理,用数学模型反映药物在体内过程的定量化科学。用药代动力学研究成分复杂或有效成分尚未明确的药物,对纳米药物的进一步发展有着重要作用。
1 纳米药物药代动力学研究的一般方法
1.1 血药浓度法
血药浓度法是药代动力学研究的经典方法,主要研究纳米药物中有效成分明确者,也是计算药代动力学最常用最准确的一种方法。如张海霞等用HPLC-荧光法测定兔血浆中羟基喜树碱的浓度。赵惠如等用HPLC法测定当归挥发油藁本内酯在家兔中的药代动力学。结果表明兔口服当归挥发油后,藁本内酯在体内的药时过程为线性动力学过程,符合一级吸收二室模型,t1/2为2.6638h,t1/β为108.88h。
1.2 生物效应法
纳米中药复方成分复杂,干扰因素多,难以用常规的血药浓度的方法测定其药代动力学参数。80年代产生了以药效为指标进行药代动力学研究的理论和方法。生物效应法主要有药理效应法、药物累积法和微生物法。
1.2.1 药理效应法药理效应法是以药物的效应强度,包括量效关系、时效关系为基础的研究药代动力学的方法。早在1975年,Smolen等提出一种以药理效应为指标测定药动学参数的方法。该法的基本原理是建立在假定药物在体内呈线性配置,药物在作用部位(生物相)的药量Q(t)与效应强度(E)存在函数关系Q(t)=f[E(t)],而Q(t)又与给药剂量(D)成正比,所以给药后某一时刻,生物相药量Q(t)与该时刻的效应强度E之间的函数关系便可以用给药剂量D与E的函数关系D=f[E(t)]来表示。首先建立时一效曲线,经一定变换后可得出“血药浓度-时间”曲线,据此分析药物的动力学特征,求得各参数。目前,该法已越来越广泛地用于纳米中药及其复方,尤其是有效成分不明及成分复杂难以控制的中药药代动力学研究。薛焰等以药理效应法研究超细粉体技术对马钱子药物药代动力学的影响。结果显示2种马钱子粉末给药后存量的表观动力学过程符合一室开放模型并得出主要药物动力学参数。
1.2.2 药物累积法药物累积法是将药物动力学中血药浓度多点动态测定原理与用动物急性死亡率测定蓄积性的方法相结合,求出不同时间体内百分率的动态变化,以估测药代动力学参数。该法系在用药后不同间隔对多组动物重复用药,从而求出保存率,并据此进行药动学计算。如汪银雄等在对P物质-PLGA纳米缓释微粒的性质测定时,以时间为横坐标,累积释放率为纵坐标,作出P物质纳米微球体外释药曲线图。董怡民等用此法研究了纳米活性炭对氟尿嘧啶的吸收和缓释作用。
1.2.3 微生物指标法微生物指标法是对具有抗菌活性的药物,选择适宜试验菌株,利用微生物法测定生物样品的浓度,然后拟和模型计算药动学参数。其原理主要是含有试验菌株的琼脂平板中抗菌药扩散产生的抑菌圈直径大小与抗菌药浓度的对数呈线性关系。选择适宜的敏感菌株测定体液中抗菌中草药的浓度,然后按照药代动力学原理确定房室模型,并计算其药代动力学参数。如陈鹏等以抑菌效应为指标,测定纳米羟基磷灰石复合胶原材料药动学参效。
2 纳米药物药代动力学研究的分析方法
研究纳米药物药代动力学的分析方法有分光光度法、原子吸收光谱法、薄层层析法、薄层扫描法、高效液相色谱法、质谱法、液相色谱一质谱联用、放射性同位素法和放射性免疫法等。下面主要介绍高效液相色谱法、质谱法、液相色谱-质谱联用在药代动力学研究中的应用。
2.1 高效液相色谱法
高效液相色谱法是现在应用最广泛的方法,由经典液相色谱法发展而来。高效液相色谱法应用高压输液泵进行洗脱,并配有紫外检测器等,组成了自动输液、自动检测的液相色谱仪。克服了经典液相色谱法柱效低,分析周期长的缺点。本法灵敏度高,血液浓度低时也能被检测出来。且在RP-HPLC图谱中能同时反映原药及其代谢物的情况。何蕾等通过HPlc法研究紫杉醇注射剂及自制紫杉醇纳米乳剂在大鼠体内的药代动力学。
2.2 质谱法
质谱法在药物代谢动力学中常用于对代谢物的分析,有着样品用量少、分析速度快、范围广、灵敏度高、精密度好的优点。王晓波等用HP4500型电感耦合等电子体质谱比较传统雄黄粉与纳米级雄黄粉的药代动力学行为,为雄黄纳米化研究提供了有力依据。
2.3 液相色谱一质谱联用
色谱法具有分离效能高,分离范围广,灵敏度高等优点。但是色谱法对未知物的定性分析往往由于标准品不易求得,给分析带来了困难。考虑到质谱分_析法在定性方面的作用,把色谱、质谱仪联用,以收到相辅相成的效果。张芳等用HPLC-MS研究9-硝基喜树碱在大鼠体内的代谢物。
3 纳米药物的体内代谢研究
3.1 纳米药物的吸收
3.1.1 提高生物利用度研究药物产生的药理效应与药物的化学组成和药物的状态有关。按目前的认识,有半数以上的新药存在溶解和吸收的问题,将药物的单元尺寸减至纳米尺度,不溶性药物转变成稳定的纳米颗粒,其表面积大大增加,与给药部位接触面积增大,可提高生物利用度。把中药粉末或溶液包埋在直径为纳米级的微粒中,其渗透性或溶解度将大大提高。齐墩果酸具有护肝解毒的作用,但因它的一般制剂溶出度不理想,生物利用度不高,限制了使用。当药物粒径>100nm时,在骨髓、脑和肾脏中极少被检出,粒径在150-500nm时具有肝靶向性,且在其余组织部位分布较少。制备出一定粒径范围的纳米粒提高生物利用度可提高临床应用价值。
3.1.2 缓释控释研究将中药纳米粒进行一定的表面修饰后,可能使中药具有缓释作用,一般将其粒径大小界定在1-1000nmt。另有研究证实,纳米药物粒子表面所带电荷对其缓释作用也具有重要意义。中药纳米粒因非常小而易被包裹,从而可以进行表面修饰,也可控制其表面电荷,以达到缓释的目的。如吴道澄用复凝聚法制备Se和sj的明胶纳米微粒与单纯Se和si对照组相比,体内滞留时间延长2-4倍,具有缓释作用,生物利用度提高1.6-2.2倍。
3.1.3 改变药物吸收方式研究采用纳米技术可将中药
制成纳米微囊,或进一步将现有的中药复方改造成纳米级粉针剂,大大提高其稳定性和疗效,降低毒副作用。还可将中药制成高效透皮释放制剂、口服控释片、含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌下速溶片以及植入剂等多种剂型。梅云南等用雷公藤内酯固体脂质纳米粒制剂透皮给药被网状内皮系统吞噬而激活机体得自动免疫功能,并改变包封药物的体内分布以恒定速率在靶向部位释放,抑制水肿活性的血药浓度比游离药物浓度要高2-3倍,而且维持时间较长即使为较低浓度,也能产生非常好的疗效。
3.2 纳米药物的分布
靶向分布研究:中药的有效部位中或复方中药的提取物中的有效成分很难自动运送到人体的病患部位,只有利用特定技术才可能有效地将中药运送到预防疾病部位发挥药物作用效果。药物颗粒纳米化后可以将药物输送到身体任何极微细的组织管道(如血管、支气管)及疾病变异的组织细胞(如肿瘤细胞)中,因此可大幅度地提高药物的定位性、时效性和功效,使疾病能更有效地得到控制和治疗。并可降低某些中药的副作用,提高治疗效果。喜树碱固体脂质纳米粒注射给小鼠后,发现喜树碱在老鼠的脑、肝、心及脾脏富集,其中脑部AUC/dose和MRT分别提高10.4和4倍,提示这种纳米微粒能通过血脑屏障,对治疗脑肿瘤有特别意义。尼莫地平微乳及其乙醇溶液和胶束溶液小鼠尾静脉注射后,脑组织中药物浓度微乳明显高于后二者,脑组织相对摄取率分别为2.54和2.51,血浆和肝组织中的药物则没有显著性差异,说明尼莫地平微乳具有一定的脑靶向性。
3.3 纳米药物的转化和代谢
理想的纳米粒载体是无毒和可生物降解的,药物或靶基因片断与载体形成的复合物定向进入靶细胞之后,载体被生物降解,药物或靶基因被定向释放出来发挥疗效,避免在转运过程中在其他组织释放,产生毒副作用或过早被灭活。研究表明,以高分子纳米药物载体携带药物,可有效地提高药物的生物利用度,提高疗效。目前,被用做药物载体的纳米聚合物粒子多由可生物降解和生物相容性俱优的聚合物制成,而聚乳酸类则由于其生物相容性好而被广泛使用。聚乳酸PLA是目前使用最多的纳米材料之一,它在体内外的降解受其共聚物单体的比例、分子质量、粒子大小及降解环境pH值、离子强度、表面电荷等的影响。PLA在体内有较好的生物相容性,在体内降解是非酶与酶解共同作用,分解成乳酸,再经三羧酸循环代谢生成co2和h2o。
动物学真的不重要了吗?
上世纪70年代以前,国际动物学领域衍生出了大量的分支学科。随着队伍的扩大,它们纷纷成立自己的学会,并且在自己分会的基础上开展活动,从而导致了动物学本身被逐渐“吃掉”。虽然动物学的专业学科如分类学、生理学、胚胎学等取得不少新成就,但这些成果在各分支学科间相互的交流和跨学科的应用严重不足。
自上世纪90年代以来,随着干细胞科学、克隆技术、基因组学等分子生物学的迅猛发展,再加上信息科学的应用,动物学的研究方法有了交叉融合的趋势。一些动物学分支领域的学科方法可以运用到动物学的大多数领域。比如,在动物地理学方面,过去主要靠对动物种类和形态特征来确定,现在则可以从分子标记的角度加以研究。与此同时,由于人类活动影响及气候异常的加剧,物种保护、生物灾害控制、资源可持续利用等对动物学的需求日益增强。在此背景下,动物学界的有识之士希望重新振兴动物学。
2000年,在停办20余年后,第18届国际动物学大会在雅典召开,恢复了具有100多年历史的国际动物学大会活动。到2004年,第国际动物学大会在北京召开时,大会宣布成立国际动物学会,大张旗鼓地推动国际动物学的发展。
整合动物学是趋势
关键词:药代动力学;补阳还五汤;脑健片;阿魏酸;洋川芎内酯A;藁本内酯
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2016.07.021
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2016)07-0082-05
Comparative Study on Pharmacokinetics of Components of Buyang Huanwu Associated Prescriptions LIU Fang1, YANG Yan-tao1, HE Fu-yuan1, LIU Lin2, WU Shuang1, WANG Yu-hong2, 3, CAI Guang-xian3 (1. Pharmacy School, Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410208, China; 2. The First Hospital of Hunan University of Chinese Medicine, Changsha, 410007 China; 3. National Key Laboratory Co-built by Departments of Herbal Powder and New Drugs of Hunan Province, Traditional Chinese Medicine Powder Technology and Equipment of National and Local Joint Engineering Laboratory, Changsha 410208, China)
Abstract: Objective To study the pharmacokinetic features of ferulaic acid, senkyunolide A and ligustilide in Buyang Huanwu associated prescriptions (Buyang Huanwu Decoction and Naojian Tablets). Methods HPLC-DAD was applied for simultaneous determination plasma concentration of three ingredients with jugular venous cannula rats after intragastric administration of Buyang Huanwu associated prescriptions. The pharmacolinetic parameters of each ingredient was calculated by DAS2.0, and then the total quantum statistical moment (TQSM) standard similarity was used to measure the overall pharmacokinetics behaviors. Results There were great differences in the three ingredients after the administration of two prescriptions, while the total quantum statistical parameters were very closely. The TQSM pharmacokinetic parameters of the three components in Buyang Huanwu Decoction and Naojian Tablets showed that AUC, MRT, VRT were 240.6 and 133.0, 3.192 min and 3.259 min, 21.59 min2 and 19.75 min2, respectively. The similarity was up to 0.977 8. Conclusion The metabolic processes in vivo of Buyang Huanwu Decoction and Naojian Tablets have similarities. The efficacy of Chinese herbal compounds mostly depends on the multi-components overall contributions.
Key words: pharmacokinetics; Buyang Huanwu Decoction; Naojian Tablets; ferulaic acid; senkyunolide A; ligustilide
基金项目:国家重点基础研究发展计划(2012CB723503);湖南省中医药科研计划项目(2014135);湖南省“十二五”中药学重点学科(2011年)
通讯作者:贺福元,E-mail:;蔡光先,E-mail:
补阳还五汤类方包括补阳还五汤及其精简方(脑健片)。补阳还五汤出自《医林改错・瘫痿论》,由黄芪、川芎、当归等7味中药组成,系清代医家王清任创立的治疗半身不遂辨证属气虚血瘀证的经典名方。脑健片处方是遵循补阳还五汤之方义,秉承“益气祛瘀生新法”,将补阳还五汤精简为黄芪、川芎和地龙,经过二次开发而成的新型制剂。本课题组前期研究表明,脑健片治疗脑缺血疗效显著[1-2],现进一步对其代谢动力学进行研究,选择补阳还五汤类方均含有的阿魏酸、洋川芎内酯A、藁本内酯3种入血成分为检测指标,研究大鼠灌胃后体内药代动力学参数变化,旨在探讨精简方配伍变化后其同类成分的药物动力学变化行为。
1 材料与方法
1.1 药物与试剂
补阳还五汤干浸膏(黄芪120 g,当归6 g,赤芍4.5 g,川芎3 g,红花3 g,桃仁3 g,地龙3 g)和脑健片干浸膏(黄芪30 g,川芎9 g,地龙6 g)均由湖南省中医药研究院中药所张水寒教授提供,所有药材质量均符合2010年版《中华人民共和国药典》标准。补阳还五汤按传统水煎法浓缩干燥后制备成干浸膏,相当于原药材4.5 g/g。脑健片按新工艺制备,其中川芎以挥发油量为考察指标,对川芎粗粉进行SFE-CO2萃取,不加夹带剂,提取1.5 h;地龙以醇浸膏得率及氮含量为指标,温浸2次,第1次加5倍量50%乙醇温浸48 h,第2次加4倍量50%乙醇温浸48 h;再合并药渣,与黄芪药粉一同水煎,所有药液浓缩干燥后即得干浸膏,相当于原药材4.7 g/g。
阿魏酸对照品(批号MUST-12112204)、洋川芎内酯A对照品(批号MUST-12121202)、藁本内酯对照品(批号MUST- 12082702),北京盈泽纳新化工技术研究院;乙腈,美国Tedia公司,色谱纯;甲醇,美国Tedia公司,色谱纯;怡宝纯净水(华润怡宝饮料有限公司),其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器
Instech自动采血系统(Instech Solomon公司),离心浓缩仪(Centri Vap,LABCONCO),Agilent-1260型高效液相色谱仪,配有自动进样器,四元梯度泵,在线真空脱气机,柱温箱和二极管阵列检测器(DAD);超声波清洗仪(SB-3200D,宁波新其生物科技股份有限公司),分析天平(JA-3003,上海恒平科学仪器有限公司),Elipse XDB-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm, 5 ?m,安捷伦公司)。
1.3 动物
SPF级雄性SD大鼠20只,9~10周龄,体质量260~300 g,湖南斯莱克景达实验动物有限公司,许可证号SCXK(湘)2011-0003。室温无菌喂养,自由饮食饮水。
1.4 分组、给药及处理
建立大鼠实时活体采血方法。将SD大鼠麻醉后固定于手术台上,切开颈下静脉,分离颈静脉,埋线,待血液充盈时用眼科剪将颈静脉剪开一小口,插入特制PU软管约20 mm深并固定,缝合伤口。灌胃后将插管大鼠与Instech自动采血系统连接。将颈静脉插管的健康SD大鼠分为补阳还五汤组和脑健片组,每组5只。二方均以4倍于人体剂量的原药材给药[3],折算成干浸膏量分别为12.04 g/kg体质量和9.64 g/kg体质量。灌胃前采血作为空白血浆,再分别于5、15、30、45、60、90、120、180、240、300、360、480 min采血0.5 mL,并取上层血浆,-80 ℃冰箱保存备用。
1.5 供试品溶液的制备
取药物血浆100 μL,加0.1 mol/L盐酸50 μL,混匀后加800 μL乙酸乙酯,涡旋震荡5 min,8000 r/min离心10 min,取上清液;重复上述操作,合并上清液,离心浓缩仪挥干溶剂后残渣用50 μL甲醇复溶。
1.6 对照品溶液的制备
分别精密称量阿魏酸、洋川芎内酯A、藁本内酯对照品,用甲醇溶液制成浓度分别为0.125、0.1、2.5 g/L的标准溶液。其中阿魏酸对照品溶液中含5%乙酸,4 ℃冰箱避光保存备用,藁本内酯-20 ℃冰箱避光保存备用。
1.7 色谱条件
本研究采用HPLC-DAD法与脑健片体外成分测定建立的方法[4]一致。色谱条件:Elipse XDB-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 ?m),柱温30 ℃;以0.3%乙酸水(A)和乙腈(C)为流动相进行梯度洗脱(0~5 min,15% C;5~30 min,15%~31% C;30~32 min,31%~36% C;32~82 min,36%~72% C;82~90 min,72%~95% C),流速1.0 mL/min;检测波长为阿魏酸325 nm、洋川芎内酯A 280 nm、藁本内酯328 nm。
1.8 数据分析
采用DAS2.0软件,分别获得阿魏酸、洋川芎内酯A和藁本内酯3种成分的经典药代动力学参数,参照文献[5-6]按总量统计矩(相似度)法计算药代动力学总量统计矩参数,并进行比较分析。
2 结果
2.1 系统适用性与专属性考察
分别取空白血浆,加入阿魏酸、洋川芎内酯A、藁本内酯标准品溶液的空白血浆,补阳还五汤和脑健片给药后30 min的药物血浆样本,处理后上样分析,见图1。结果显示血浆中内源性物质不干扰测定,该方法专属性良好。根据前期研究结果,由保留时间和紫外光谱图确定1号峰为阿魏酸,2号峰为洋川芎内酯A,3号峰为藁本内酯[4]。
2.2 标准曲线的建立及线性关系考察
取空白血浆100 μL,依次加入“1.6”项下3种对照品各20 μL,处理后上样分析,采用程序进样,设定进样体积依次为0.05、0.1、0.2、1.0、2.5、5、15、20 μL。记录各成分最大吸收波长下的峰面积,以进样的绝对质量为横坐标,以峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。结果见表1。
2.3 精密度和重复性考察
将“2.2”项下药物血浆连续进样5次,每次10 μL,记录峰面积值,计算RSD值。结果所得血浆中阿魏酸、洋川芎内酯A、藁本内酯峰面积RSD分别为0.85%、0.84%、1.79%,表明本法精密度良好。取5份空白血浆100 μL,按“2.2”项下方法平行加入3种对照品溶液,处理后分别进样10 μL,记录峰面积值,计算RSD。结果表明,5份空白血浆中加入3种药效成分,测得阿魏酸、洋川芎内酯A、藁本内酯峰面积RSD分别为1.50%、2.91%、3.32%,表明本法用于体内药物血浆测定重复性良好。
2.4 体内加样回收率试验
按高、中、低3个浓度进行加样回收率试验。分别取大鼠空白血浆100 μL,加入一定量的阿魏酸、洋川芎内酯A、藁本内酯对照品溶液,配制高、中、低3个不同浓度的样品,处理后进样分析,计算加样回收率,结果见表2。阿魏酸和洋川芎内酯A均具有较高的回收率,远高于生物样品药物回收率至少为80%的要求,说明本研究采用离心浓缩仪挥干血浆样品能有效避免化学成分的丢失,此法明显优于传统的吹氮法。其中藁本内酯的加样回收率略有偏高,这可能与藁本内酯自身化学结构的稳定性相关。
2.5 药代动力学测定
将各组血浆样品预处理后进样分析,分别计算补阳还五汤和脑健片给药后阿魏酸、洋川芎内酯A和藁本内酯在不同时间点的血药浓度,得各成分量-时曲线,见图2。采用DAS2.0药代动力学软件处理得出3种成分的药代动力学参数,见表3。结果发现,阿魏酸在补阳还五汤类方灌胃大鼠后药代动力学行为较相似,Cmax持平,且AUC值也基本相同,但是洋川芎内酯A和藁本内酯在大鼠体内的药代动力学特征相差较大。采用总量统计矩法对补阳还五汤类方中3种成分在体内的药代动力学参数继续深入分析,计算单成分及3种成分总和的统计矩参数,见表4。结果发现,补阳还五汤类方灌胃大鼠后,3种成分在体内的零阶矩、一阶矩、二阶矩参数均相差较大。但是,3种成分总和的统计矩参数却比较接近,特别是总量的一阶矩和二阶矩参数非常接近,MRT值分别为3.192 min和3.259 min,VRT值分别为21.59 min2和19.75 min2,提示补阳还五汤类方在体内的代谢过程较为相似,体现了中药复方发挥功效确实依赖于多成分的整体贡献。
2.6 补阳还五汤类方单成分及总量两两间药物动力学相似度分析
依据文献[7]方法对补阳还五汤类方中单成分及3个总成分的总量统计矩参数进行相似度分析,见表5。从单成分看,补阳还五汤和脑健片灌胃大鼠后,阿魏酸在体内的代谢相似度仅为0.506 9,洋川芎内酯A相似度为0.804 1,藁本内酯为0.347 8,证实仅对1种成分进行分析不能代表中药复方多成分在体内的整体代谢过程。而对3种成分总量分析则发现,补阳还五汤和脑健片在体内代谢过程相似度达到0.977 8,说明二方的总体功效相似。
3 讨论
中药发挥药效往往取决于多种药效成分的协同作用,讲究君臣佐使配伍原则。采用传统西药药代动力学模型对中药复方药代参数进行分析,发现同一药效成分在不同药效部位、不同药材及不同配伍复方中的药代动力学特征均不尽相同[8-10]。本研究表明,采用房室模型对补阳还五汤类方中单个成分分析,洋川芎内酯A和藁本内酯在体内药代动力学特征均存在较大差异,说明处方的精简较大程度改变洋川芎内酯A和藁本内酯在大鼠体内的代谢过程,这可能是由于补阳还五汤与脑健片处方中其他单味药的差异引起各有效成分相互作用而产生不同结果。但是,采用总量统计矩法对补阳还五汤类方中3种成分药代动力学参数深入分析,发现3种成分总和统计矩参数差异较小;进一步对3种成分总量分析,发现补阳还五汤和脑健片在体内代谢过程的相似度达到0.977 8,体现了中药复方发挥功效依赖于多成分的整体贡献。而我们前期研究结果表明,补阳还五汤类方均能发挥抗脑缺血损伤功效[1-2],且总体功效相当,提示两方在一定程度上有相似的代谢过程,这是否暗示两方基本药效物质基础类似?后续将展开相关研究。
采用传统西药单一成分药代动力学模型对中药多成分在体内药代动力学行为进行评价存在一定的局限性[11],不能充分体现补阳还五汤类方整体成分在体内的真实代谢过程。本研究采用总量统计矩参数对经典房室模型的药动参数继续深入分析,既能反映总量药物浓度的动力学行为,又能与单个成分的统计矩参数关联,是整合多成分药物动力学较宜的数学处理方法,同时更能体现出中药多种化学成分多靶点、多途径、多环节进行整合调节的优越性。
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传统的药代动力学研究取样频繁,病人遭受痛苦大,很难在临床中推广。群体药代动力学的研究方法改变了传统研究方法获取药动学参数的途径,通过将群体研究的方法与Bayes反馈法结合,可以较准确地估算个体药动学参数,优化用药方案。近年来,群体药代动力学发展迅速,国内外有关群体药代动力学的研究日益增多。儿童是一个特殊群体,有关儿童群体药代动力学的研究也在不断开展。但我国关于儿童的群体药代动力学研究还很有限,为更好地提高儿科临床药物治疗水平,推进儿童个体化用药进程,现就有关群体药代动力学方面的知识及其实施和应用进行简要介绍。
1 儿童药物试验和评价面临的困难
目前用于儿童疾病的治疗药物,大多数在上市前是以成年患者为研究对象的。众所周知,儿童并不是成人的缩小版,儿童的药物治疗是有别于成人的。但由于儿童群体的特殊性,一些适用于成人的药物临床试验方法,无法将其应用于儿童。现有的儿童用药剂量多来自于对成人用药剂量的外推,药物安全性方面信息却无法通过简单的外推法获得,因此人们渴望获得直接源于儿童群体的药物研究信息。目前,为数不多的儿童药物临床试验也存在许多问题,例如试验例数不足或缺乏计算依据,试验方案设计中对安全性、有效性的评价标准不规范,药品临床试验中对药物不良反应缺少比较全面的预测等。
在儿童群体中进行药物研究要比在成人群体中进行研究困难得多,主要有以下四方面原因:①有些疾病是在儿童阶段特发的,相对罕见,难以获得试验所必需的样本量;②儿童这一概念自身的多样性给临床试验带来一定的困难,比如试验群体入组年龄的限定问题;③伦理学方面对儿童临床试验的限制;④如何确定试验的终点。
2 群体药代动力学的有关概念
通过药物临床试验计算机仿真(clinical trial simulation,CTS),可以较好地解决以上这些问题。CTS可考察某些特定因素,如人口学特征(包括性别、年龄、身高、体重、体表面积、种族等)、遗传背景(如某些与药物代谢有关的遗传代谢性疾病)以及病理、生理状态等对研究结果的影响。药物临床试验仿真简单而言就是根据试验目的建立仿真模型,然后将试验数据输入模型,通过计算机拟合,定量描述药物的药动学、药效学特征,从而研究给药方案和效应之间的关系,预测不同方案的试验结果并加以分析,从而确定试验药物的有效性和安全性。
群体药动学/药效学(population pharmacokinetics/pharmacodynamics,PPK/PD)的研究方法是目前正在得到广泛应用的一种仿真临床试验[1]。该研究方法避免了传统药代动力学研究方法取样频繁、病人遭受痛苦大、难以推广的缺点,通过分析大量病人零散的临床常规药物浓度监测数据,应用专业软件计算群体药代动力学参数,然后测定病人的1~2个血药浓度,结合病人个体的生物学资料和用药信息,利用Bayes反馈法与药物的群体药代动力学参数混合运算后得到该病人的个体药代动力学参数,从而优化用药方案,指导临床个体化治疗。此法适于儿童、老年人、孕妇等特殊群体。PPK用于儿童药物研究的优势在于:侵入性较小;对于儿童这个特殊年龄段的群体更符合伦理;样本的采集更灵活,减少了对患者的不利影响。因此,有必要开展PPK研究,寻找真正适合儿童的药物治疗方法。试想如果没有PPK的研究方法,那么对于儿童疾病特别是罕见疾病的药物治疗方案的确定,则只能寄希望于国内、国际的合作,将需要投入大量的时间和资源。
概括来讲,群体药代动力学是研究药物在某一特定群体中的动力学特征,通过将药代动力学模型与统计学原理相结合,全面分析药物与机体的相互作用。通过群体药代动力学研究可以了解特定群体的药代动力学和药效动力学的整体特征,求算药代动力学群体参数即参数典型值;观察有关因素对群体药代动力学、药效动力学的影响并确定影响作用的大小;评估群体中个体间、个体内的变异性及测定误差对药代、药效动力学参数的影响等。
3 群体药代动力学模型的建立
与普通药物动力学的研究方法相似,群体药动学也是通过建立药物代谢动力学模型以非线性拟合的方法找出一组药动学参数,使得由模型求出的拟合值与实际观测值之间的偏差最小。
群体药动学模型的建立是群体药动学研究的重点。建立群体药动学模型实际上就是确立和完善预测模型的过程,是药动学、药效学、生理学、病理学、毒理学及数理统计学等多门学科知识的综合运用。
概括来讲,群体药代动力学研究是通过建立药动学和统计学联合模型,将影响药动学参数的固定效应和随机效应统一定量考察,估算药动学参数。定量考察固定效应的模型称为固定效应模型,而表达随机变异的数学模型称为统计学模型。
3.1 群体药动学模型的建立模式
注:OFV是指加入或去除某一影响因素后目标函数值的变化
根据研究目的不同以及分析人员的个人经验不同,加上所采用的药动学模型与误差模型的组合不同,对于相同的一组数据,不同的研究人员得到的研究结果不可能完全相同。
3.2 群体药动学模型的建立过程
3.2.1 样本采集 样本的采集主要通过两种方式实施,第一种是属于前瞻性的,在范围较小的群体内搜集研究资料,并根据药物自身的特点合理安排固定的采样时间;第二种为回顾性的,是在较大的样本群体中进行资料搜集,其标本的采样时间为随机的。
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3.2.2 模型建立 按以下步骤建立PPK模型:
(1)检视数据:首先要保证数据录入的准确,接着对数据资料进行初步分析,对其中包含的信息尽可能掌握,并检查资料中有无异常数据。
(2)建立基础模型:先建立初始结构模型,即建立药代动力学或药效动力学模型。可以根据相关的文献报道或采用类似药物的模型。例如,丙戊酸、卡马西平、拉莫三嗪,根据文献报道均为一室一级吸收和消除的药物,药代动力学模型采用一室模型。再建立随机误差模型,随机误差的加入形式有加和型、比例型、指数型及混合型,多数情况下,药动学的个体参数与群体参数间是对数正态分布的关系,多采用指数型。最后确定模型参数的初始值,多根据文献值或以往的试验结果进行设定。参数初始值是否处于适当的范围内是影响模型目标函数值能否收敛的众多因素中较为重要的一个因素。
(3)建立全量回归模型:在模型化的初始阶段,由于许多固定效应因素和随机效应因素尚未放入模型中考虑,所以没有必要在这一阶段浪费太多的精力。但在建立全量回归模型的过程中,也就是各因素逐渐加入的过程中,模型所采用的形式要进行一番取舍,取舍的标准主要有两点:一点是拟合吻合度,即模型拟合值与实际观测值之间的吻合程度;另一点是保证模型的相对简单。
(4)建立最终回归模型:模型的建立过程就是个体参数的求算和固定效应与随机效应的区分过程。在建模初期,个体参数与群体参数之间的差异包括了固定效应因素和随机效应因素两部分。在全量回归过程中将个体的混合效应因素加入群体参数中就得到了个体参数。但是为了校验各因素在全量回归模型中存在的必要性,还应采用更严格的标准将各因素逐一从模型中除去,去掉该因素后目标函数值的变化至少大于7.78(df=1)才能将该因素留在模型中。
(5)最终模型的验证:即有效性验证。模型的有效性检验根据验证数据来源的不同可分为外部有效性检验和内部有效性检验,一个模型只有内部有效后才能尝试外推。效能的验证,预测误差是衡量拟合准确程度和精密程度的尺度,其可以再细分为预测偏差和预测精度。预测偏差包括平均预测误差、标准平均预测误差;预测精度包括平均绝对误差、平均方差等。
4 群体药代动力学的应用
笔者曾经所在的课题研究组最先将群体药动学/药效学模型引入我国儿科临床,利用常规监测的血浓研究。药理学研究的重要内容之一。其通过运用各种灵敏的现代分析测定手段,定量分析生物样品(特别是患者用药后血浆或其它体液)中药物或其代谢产物的浓度。随着药师的工作重心向临床药学转移,在临床药效学和药动学研究的基础上,解释患者体内血药浓度
度数据和完整的生物学资料,取得了较好的研究成果,指导常用抗癫痫药物的合理应用。姜德春等[2,3]回顾性地收集了246例癫痫患儿应用丙戊酸(VPA)的临床数据(570个稳态血药浓度),用NONMEM法和USCPACK软件成功建立了中国癫痫儿童VPA的PPK和PK/PD模型,得出丙戊酸在儿童体内的分布容积与体重成正比,清除率与年龄成正比,并定量地计算出某一血药浓度获得不同疗效等级的概率。何大可等[4]建立了测定拉莫三嗪(LTG)的反相高效液相色谱法,收集了60例癫痫患儿应用拉莫三嗪(LTG)完整的临床数据(114个常规监测的稳态血药浓度),应用NONMEM法和USCPACK软件,成功建立了LTG的儿童PPK模型,认为拉莫三嗪在儿童体内的分布容积与体重成正比,清除率与是否同时应用影响肝药酶活性的药物和患儿体重有关。我们曾建立HPLC方法并回顾性地收集了168例癫痫患儿服用卡马西平的临床资料,共229个血药浓度数据[5]。应用NONMEM法对数据进行分析,采用一室一级吸收和消除模型,建立了卡马西平(CBZ)和卡马西平环氧化物(CBZE)的群体药代动力学模型,得到CBZ的清除率与体重相关,分布容积与药物剂量相关;CBZE的清除率与是否合用丙戊酸及体重相关,分布容积与药物剂量相关。并应用已建立的CBZ、CBZE模型预测9例患儿的CBZ、CBZE血药浓度,预测结果良好。张珅等[6]回顾性收集165例服用拉莫三嗪(LTG)的癫痫患儿,303个常规监测的稳态浓度及临床资料,用NONMEM法建立中国癫痫患儿LTG的PPK模型。用平均预测误差(ME)、标准平均预测误差(SME)、平均方差(MSE)、平均根方差(RMSE)及加权残差(WRES)作为模型预测准确程度和精密程度的评价指标,对基础模型和最终模型的预测效能进行比较,经过内部验证和外部验证,所建立的最终模型有良好的稳定性和预测效能。
利用PPK的研究方法能够尽可能充分的了解药物在儿童群体的代谢特点,可准确的预测药物血药浓度,促进临床个体化用药的实施,提高儿童群体的药物治疗水平。
参考文献
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