藥物腸吸收的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究方法
1.離體實(shí)驗(yàn)
(1)刷狀緣囊泡和基底膜囊泡刷狀緣囊泡(BBMV)和基底膜囊泡(BLMV)分別是早期藥物在小腸吸收和排出的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),是研究氨基酸、維生素H、單羧酸、膽堿、二肽和糖類(lèi)等特定結(jié)構(gòu)分子以及一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和藥物主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的較好模型。
動(dòng)物組織來(lái)源主要為兔、豬和大鼠,采用細(xì)胞破損、梯度離心、免疫吸附劑色譜和鈣鎂離子選擇性沉淀等方法制備BBMV和BLMV。藥物攝取實(shí)驗(yàn)一般采用快速過(guò)濾法測(cè)定,即將一定體積的BBMV混懸液用孵育介質(zhì)稀釋后加入一定量藥物,特定時(shí)間后終止孵育,濾過(guò),測(cè)定濾液中的藥物即可推算出BBMV吸收藥物的量。
(2)Ussing Chamber系統(tǒng)1951年,Ussing和Zerahn設(shè)計(jì)使用擴(kuò)散池技術(shù)來(lái)研究青蛙皮膚鈉的轉(zhuǎn)運(yùn),該擴(kuò)散池模型被命名為Ussing Chamber系統(tǒng)。該系統(tǒng)廣泛用于研究藥物滲透性,也可用于研究藥物代謝,是預(yù)測(cè)藥物在人體腸道吸收的較好模型。
實(shí)驗(yàn)方法:將大鼠、豬或人的黏膜組織固定在兩室之間,一個(gè)室為黏膜側(cè)(頂側(cè)),另一個(gè)為基底側(cè)(漿膜側(cè)),兩室中為飽和混合氧的KRB緩沖液,藥物加在黏膜側(cè)或漿膜側(cè),定時(shí)測(cè)定藥物在另外一室的轉(zhuǎn)運(yùn)量。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是雙向轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝研究都能夠在特定的小腸段進(jìn)行,藥物需要量少,且可加在黏膜側(cè)或漿膜側(cè),組織可以選取多種種屬。缺點(diǎn)是完全分離漿膜側(cè)的肌肉層很困難,肌肉層的存在以及漿膜側(cè)沒(méi)有血流,會(huì)導(dǎo)致低估該系統(tǒng)計(jì)算的藥物吸收速度。此外,由于需要通入混合氧氣,組織表面產(chǎn)生了循環(huán)的液體,削弱了黏膜表面不流動(dòng)水層的影響。
(3)翻轉(zhuǎn)腸囊法翻轉(zhuǎn)腸囊法已普遍使用,除了可以考察藥物的腸吸收外,也可以考察藥物是否受到P-gp等外排轉(zhuǎn)運(yùn)器的作用。成本低,可以測(cè)定不同腸段的差異。缺點(diǎn)在于,藥物必須通過(guò)所有小腸壁層;腸囊內(nèi)液體停滯不動(dòng),與生理?xiàng)l件不同;制備翻轉(zhuǎn)腸囊的時(shí)候容易損傷腸黏膜,可采用乳酸脫氫酶法進(jìn)行檢測(cè)。
有兩種實(shí)驗(yàn)方案,一種是將腸囊翻轉(zhuǎn)后兩端都封閉,另一種是翻轉(zhuǎn)腸囊后一端封閉,另一端開(kāi)口取樣。制備翻轉(zhuǎn)腸囊的整個(gè)過(guò)程一般不能超過(guò)8min,并且整個(gè)過(guò)程都應(yīng)保持在通氧的緩沖液中進(jìn)行,腸囊長(zhǎng)度可在1~10cm之間。
2.在體腸灌流法
腸灌流的缺點(diǎn)包括:麻醉狀態(tài)的動(dòng)物可能在膜滲透代謝方面出現(xiàn)差異,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或其他內(nèi)源性物質(zhì)的缺少可能影響器官的功能等。
(1)小腸單向灌流法這種灌流方法主要對(duì)麻醉狀態(tài)下的動(dòng)物小腸套管后灌流藥物溶液,血流和其他組織都保持完好;裝置簡(jiǎn)便,動(dòng)物手術(shù)操作簡(jiǎn)單。該法的不足是腸道吸收的藥物量根據(jù)藥物從腸道的減少量確定,而不是用血液中藥物的出現(xiàn)量表示吸收量。
實(shí)驗(yàn)方法:大鼠麻醉,沿腹中線打開(kāi)腹腔,分離出需要研究的腸段,取約10cm于兩端切口,體溫生理鹽水清洗干凈內(nèi)容物,于切口處插管、扎緊,開(kāi)啟恒流泵灌流,每隔一定時(shí)間收集流出液直至結(jié)束。實(shí)驗(yàn)后處死大鼠,剪下灌流腸段,用細(xì)線測(cè)量其長(zhǎng)度和內(nèi)徑。
常用重量法和酚紅法計(jì)算、校正流出液中藥物含量,排除腸道對(duì)水分的吸收所導(dǎo)致灌流液體積隨時(shí)間的變化。有文獻(xiàn)采用了一種相對(duì)簡(jiǎn)單的重量法來(lái)標(biāo)示灌流液體積,避免“標(biāo)示物”帶來(lái)的問(wèn)題,即腸灌流達(dá)到穩(wěn)態(tài)后,每隔一段時(shí)間用已知重量的小瓶收集腸灌流液,同時(shí)迅速更換下一個(gè)供試小瓶和收集液小瓶,稱(chēng)量供試液小瓶和收集液小瓶的重量直至結(jié)束。其誤差來(lái)源于收集液密度的變化。
大鼠小腸的灌流速度一般為0.2mL/min,這是基于人的小腸灌流速度為2~3mL/min,而人的小腸直徑是大鼠的10倍左右。單向灌流低流速更能模擬腸蠕動(dòng)生理?xiàng)l件。空腸是哺乳動(dòng)物吸收大多數(shù)藥物的主要區(qū)域,面積較大,具有最多的主動(dòng)吸收載體,再加上大鼠腸道和人腸道有諸多相似點(diǎn),所以大多臨床前藥物透過(guò)性研究應(yīng)用大鼠空腸。
(2)小腸循環(huán)灌流技術(shù)主要用于難吸收藥物的腸透過(guò)性研究。循環(huán)灌流和單向灌流的差別是藥物溶液重復(fù)地從小腸段“灌進(jìn)—流出—再灌進(jìn)—再流出”直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
在單向灌流實(shí)驗(yàn)中,因?yàn)樗幬锶芤和ㄟ^(guò)腸道的實(shí)驗(yàn)時(shí)間較短,“標(biāo)示物”的吸收往往可以忽略;而在循環(huán)灌流中,由于藥物溶液反復(fù)通過(guò)腸腔,“標(biāo)示物”的吸收就不能忽略。
(3)腸道血管灌流技術(shù)上述小腸灌流實(shí)驗(yàn)中滲透系數(shù)的計(jì)算以藥物在腸道中的量為基礎(chǔ),不考慮藥物在漿膜側(cè)的出現(xiàn)量,通過(guò)腸道血管灌流技術(shù)可彌補(bǔ)這一不足。該方法可以同時(shí)進(jìn)行腸道灌流實(shí)驗(yàn),也可單獨(dú)進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)述為:大鼠頸動(dòng)脈插管供給血液,用于補(bǔ)償后續(xù)腸系膜靜脈插管灌流中的大鼠血液損失;分離回腸部分與灌流泵和灌流的藥液連接好,開(kāi)始藥物灌流,收集腸段灌流樣品;腸系膜靜脈插管,啟動(dòng)供給血液的蠕動(dòng)泵,供給血液,調(diào)節(jié)速度使與腸系膜血液流出的速度相等,在規(guī)定時(shí)間點(diǎn)從腸系膜靜脈插管收集血樣。
(4)原位腸肝灌流技術(shù)該技術(shù)可用于直接測(cè)定小腸吸收與肝臟的首過(guò)效應(yīng),闡明藥物的腸肝循環(huán)與代謝。
大鼠麻醉后腹部切口,向兩側(cè)延伸至橫膈水平呈“V”形,先結(jié)扎腹腔動(dòng)脈與肝動(dòng)脈,用含有肝素生理鹽水的導(dǎo)管做幽門(mén)靜脈插管,用于取血樣。分離腸系膜上動(dòng)脈、右腎動(dòng)脈和腹主動(dòng)脈,在右腎動(dòng)脈分支的腹主動(dòng)脈處置一個(gè)血管夾,結(jié)扎右腎動(dòng)脈,在二者之間做小切口插管,管子經(jīng)右腎動(dòng)脈分支處入腹主動(dòng)脈,再進(jìn)入腸系膜上動(dòng)脈進(jìn)入右腎動(dòng)脈,插管固定后開(kāi)通灌流。打開(kāi)胸腔,在右心房上做一切口,插入塑料管,其尖端順下腔靜脈進(jìn)入肝靜脈,固定插管,收集經(jīng)肝臟的灌流液。
(5)小腸近端灌流實(shí)驗(yàn)(Loc-I-Gut法)該法測(cè)定的是藥物經(jīng)人體小腸的膜滲透性,與人體內(nèi)結(jié)果最為接近,得到的滲透系數(shù)也最可靠,吸收實(shí)驗(yàn)幾乎不受腸液的干擾。用于考察藥物吸收、系統(tǒng)前代謝、藥物溶出、體內(nèi)外相關(guān)、藥物間相互作用、個(gè)體間差異等。
使用一個(gè)滅菌聚氯乙烯制得的多重通道的管道,遠(yuǎn)端有兩個(gè)伸長(zhǎng)的球,兩個(gè)寬管在管道的中心,用來(lái)輸注和回收含藥灌流液,余下的兩個(gè)外周窄管用于矯正灌流腸道的水分變化,另外一個(gè)胃管用于引流胃液。受試對(duì)象在熒光透視技術(shù)引導(dǎo)下降管道從口腔插入,并固定位于空腸近端,以一定流速開(kāi)始灌流實(shí)驗(yàn)。
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