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药物肠吸收的动物实验研究方法

时间:2023-04-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:刷状缘囊泡和基底膜囊泡刷状缘囊泡和基底膜囊泡分别是早期药物在小肠吸收和排出的亚细胞结构,是研究氨基酸、维生素H、单羧酸、胆碱、二肽和糖类等特定结构分子以及一些营养物质和药物主动转运的较好模型。该系统广泛用于研究药物渗透性,也可用于研究药物代谢,是预测药物在人体肠道吸收的较好模型。该法的不足是肠道吸收的药物量根据药物从肠道的减少量确定,而不是用血液中药物的出现量表示吸收量。

1.离体实验

(1)刷状缘囊泡和基底膜囊泡刷状缘囊泡(BBMV)和基底膜囊泡(BLMV)分别是早期药物在小肠吸收和排出的亚细胞结构,是研究氨基酸、维生素H、单羧酸、胆碱、二肽和糖类等特定结构分子以及一些营养物质和药物主动转运的较好模型。

动物组织来源主要为兔、猪和大鼠,采用细胞破损、梯度离心、免疫吸附剂色谱和钙镁离子选择性沉淀等方法制备BBMV和BLMV。药物摄取实验一般采用快速过滤法测定,即将一定体积的BBMV混悬液用孵育介质稀释后加入一定量药物,特定时间后终止孵育,滤过,测定滤液中的药物即可推算出BBMV吸收药物的量。

(2)Ussing Chamber系统1951年,Ussing和Zerahn设计使用扩散池技术来研究青蛙皮肤钠的转运,该扩散池模型被命名为Ussing Chamber系统。该系统广泛用于研究药物渗透性,也可用于研究药物代谢,是预测药物在人体肠道吸收的较好模型。

实验方法:将大鼠、猪或人的黏膜组织固定在两室之间,一个室为黏膜侧(顶侧),另一个为基底侧(浆膜侧),两室中为饱和混合氧的KRB缓冲液,药物加在黏膜侧或浆膜侧,定时测定药物在另外一室的转运量。

该系统的优点是双向转运和代谢研究都能够在特定的小肠段进行,药物需要量少,且可加在黏膜侧或浆膜侧,组织可以选取多种种属。缺点是完全分离浆膜侧的肌肉层很困难,肌肉层的存在以及浆膜侧没有血流,会导致低估该系统计算的药物吸收速度。此外,由于需要通入混合氧气,组织表面产生了循环的液体,削弱了黏膜表面不流动水层的影响。

(3)翻转肠囊法翻转肠囊法已普遍使用,除了可以考察药物的肠吸收外,也可以考察药物是否受到P-gp等外排转运器的作用。成本低,可以测定不同肠段的差异。缺点在于,药物必须通过所有小肠壁层;肠囊内液体停滞不动,与生理条件不同;制备翻转肠囊的时候容易损伤肠黏膜,可采用乳酸脱氢酶法进行检测。

有两种实验方案,一种是将肠囊翻转后两端都封闭,另一种是翻转肠囊后一端封闭,另一端开口取样。制备翻转肠囊的整个过程一般不能超过8min,并且整个过程都应保持在通氧的缓冲液中进行,肠囊长度可在1~10cm之间。

2.在体肠灌流法

肠灌流的缺点包括:麻醉状态的动物可能在膜渗透代谢方面出现差异,营养物质或其他内源性物质的缺少可能影响器官的功能等。

(1)小肠单向灌流法这种灌流方法主要对麻醉状态下的动物小肠套管后灌流药物溶液,血流和其他组织都保持完好;装置简便,动物手术操作简单。该法的不足是肠道吸收的药物量根据药物从肠道的减少量确定,而不是用血液中药物的出现量表示吸收量。

实验方法:大鼠麻醉,沿腹中线打开腹腔,分离出需要研究的肠段,取约10cm于两端切口,体温生理盐水清洗干净内容物,于切口处插管、扎紧,开启恒流泵灌流,每隔一定时间收集流出液直至结束。实验后处死大鼠,剪下灌流肠段,用细线测量其长度和内径。

常用重量法和酚红法计算、校正流出液中药物含量,排除肠道对水分的吸收所导致灌流液体积随时间的变化。有文献采用了一种相对简单的重量法来标示灌流液体积,避免“标示物”带来的问题,即肠灌流达到稳态后,每隔一段时间用已知重量的小瓶收集肠灌流液,同时迅速更换下一个供试小瓶和收集液小瓶,称量供试液小瓶和收集液小瓶的重量直至结束。其误差来源于收集液密度的变化。

大鼠小肠的灌流速度一般为0.2mL/min,这是基于人的小肠灌流速度为2~3mL/min,而人的小肠直径是大鼠的10倍左右。单向灌流低流速更能模拟肠蠕动生理条件。空肠是哺乳动物吸收大多数药物的主要区域,面积较大,具有最多的主动吸收载体,再加上大鼠肠道和人肠道有诸多相似点,所以大多临床前药物透过性研究应用大鼠空肠。

(2)小肠循环灌流技术主要用于难吸收药物的肠透过性研究。循环灌流和单向灌流的差别是药物溶液重复地从小肠段“灌进—流出—再灌进—再流出”直至实验结束。

在单向灌流实验中,因为药物溶液通过肠道的实验时间较短,“标示物”的吸收往往可以忽略;而在循环灌流中,由于药物溶液反复通过肠腔,“标示物”的吸收就不能忽略。

(3)肠道血管灌流技术上述小肠灌流实验中渗透系数的计算以药物在肠道中的量为基础,不考虑药物在浆膜侧的出现量,通过肠道血管灌流技术可弥补这一不足。该方法可以同时进行肠道灌流实验,也可单独进行。

实验方法简述为:大鼠颈动脉插管供给血液,用于补偿后续肠系膜静脉插管灌流中的大鼠血液损失;分离回肠部分与灌流泵和灌流的药液连接好,开始药物灌流,收集肠段灌流样品;肠系膜静脉插管,启动供给血液的蠕动泵,供给血液,调节速度使与肠系膜血液流出的速度相等,在规定时间点从肠系膜静脉插管收集血样。

(4)原位肠肝灌流技术该技术可用于直接测定小肠吸收与肝脏的首过效应,阐明药物的肠肝循环与代谢。

大鼠麻醉后腹部切口,向两侧延伸至横膈水平呈“V”形,先结扎腹腔动脉与肝动脉,用含有肝素生理盐水的导管做幽门静脉插管,用于取血样。分离肠系膜上动脉、右肾动脉和腹主动脉,在右肾动脉分支的腹主动脉处置一个血管夹,结扎右肾动脉,在二者之间做小切口插管,管子经右肾动脉分支处入腹主动脉,再进入肠系膜上动脉进入右肾动脉,插管固定后开通灌流。打开胸腔,在右心房上做一切口,插入塑料管,其尖端顺下腔静脉进入肝静脉,固定插管,收集经肝脏的灌流液。

(5)小肠近端灌流实验(Loc-I-Gut法)该法测定的是药物经人体小肠的膜渗透性,与人体内结果最为接近,得到的渗透系数也最可靠,吸收实验几乎不受肠液的干扰。用于考察药物吸收、系统前代谢、药物溶出、体内外相关、药物间相互作用、个体间差异等。

使用一个灭菌聚氯乙烯制得的多重通道的管道,远端有两个伸长的球,两个宽管在管道的中心,用来输注和回收含药灌流液,余下的两个外周窄管用于矫正灌流肠道的水分变化,另外一个胃管用于引流胃液。受试对象在荧光透视技术引导下降管道从口腔插入,并固定位于空肠近端,以一定流速开始灌流实验。

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