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马钱子散对家兔肌电潜伏期的影响及其效量动力学研究

来源:中华现代中医学杂志 作者:李昭辉, 李成韶王竹梅, 杜以兰 2007-4-26
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摘要: 【摘要】 目的 选择马钱子散的药效学观测指标。探讨以药效为指标的中药动力学研究方法。为马钱子散的合理用药提供实验依据。方法 健康清醒家兔,灌胃给药,以单个脉冲刺激坐骨神经根部,观测其远端肌肉诱发电位的潜伏期,比较用药前后潜伏期的变化。...


 【摘要】 目的 选择马钱子散的药效学观测指标;探讨以药效为指标的中药动力学研究方法;为马钱子散的合理用药提供实验依据。方法 健康清醒家兔,灌胃给药,以单个脉冲刺激坐骨神经根部,观测其远端肌肉诱发电位的潜伏期,比较用药前后潜伏期的变化。以动物各自药前的潜伏期为标准,将药后潜伏期转化为药前的百分率(E%)及百分变化率(△E%),再进行统计分析及药物量效关系和时效关系的研究。用效量逐点转换法和房室模型拟合法进行效量动力学参数估算。结果 在一定剂量范围内,马钱子散用药后其潜伏期明显缩短(P<0.01),其药效强度与给药剂量正相关(r=0.9544,P<0.05),其量效关系可用直线回归方程Δ=4.5683×LnD-10.59来表达,式中LnD为对数剂量,Δ%为相应剂量下药效强度的估算值。其40mg/kg的时效关系可用多项式Δ%=1.654919-0.240459t+0.021403t2-0.00464t3+4.248E-06t4-1.788E-08t5+2.855E-11t6来表达,式中t为给药后的间隔时间。其效量动力学过程基本符合血管外给药的二室开放模型。其主要动力学参数ka=0.0661min-1; t1/2a=10.5min;α=0.0506min-1;t1/2α=13.7min;β=0.0059min-1;t1/2β=118.1min。 结论 诱发电位的潜伏期,可作为马钱子散进行药效学和效量动力学研究的观测指标,其效量动力学的主要参数值与其主要有效成分士的宁的药代动力学参数相近,可为临床合理用药作参考。

    【关键词】 马钱子; 药效; 药物动力学; 肌电图; 潜伏期

     Effect and pharmacodynamics on the latent period of the electromyogram of MQZ pulvis in rabbit

    Li Zhao-hui, LI Cheng-shao, WANG Zhu-mei,et al. Zhongshan Hospital of Xiamen University, Xiamen 361004,China

    【Abstract】 Objective To select effective guideline and discuss the method on pharmacodynamics of Chinese medicine, and provide parameters on pharmacodynamics of MQZ pulvis. Methods The rabbits which were health and clear-headed were given MQZ pulvis with gastric injection. Stimulating the root of sciatic nerves with single impulse, observing the latent period of the electrical activity of the muscles of far off end, comparing the changes, that between before and after administration. The latent period after administration was changed to percent ratio by using that of the same rabbit before administration as a standard. Studying the relations of the dose-effect and time-effect, and estimating the parameter of pharmacodynamics by using compartment model method. Results The latent period after administration has reduced obviously (P<0.01). The dose-effect is positive correlation, and that could be described by : Δ=4.568.3×LnD-10.59.In this the LnD is a logarithm dose. The Δ% is a estimate value of drug effect with a certain dose. The curve of time-effective dose after MQZ pulvis 40mg/kg i.g. was found to fit a two- compartment open model with the first order elimination. The apparent parameters of the pharmacodynamics were: ka=0.0661min-1; t1/2a=10.5min; α=0.0506min-1; t1/2α=13.7min; β=0.0059min-1; t1/2β=118.1min. Conclusion The latent period of electrical activity of the muscles could be as a guideline, which could be used to research the dose-effect and pharmacodynamics of MQZ pulvis. The parameter of pharmacodynamics of MQZ pulvis is close to that of the efficient in gredient of it strychnine and it could be the reference of clinical use.

    【Key words】 MQZ; efficacy;pharmacodynamics;electromyogram; latent period

    药物动力学研究,对于临床合理用药和新药的 研究开发都有重要意义。但中药成分复杂甚至有效成分不清,往往难以用血药浓度测定法进行研究,因此我们先后在山东省自然科学基金和国家自然科学基金的资助下,以马钱子等剧毒中药为例,对以药效 为指标的中药动力学研究方法进行了较深入的探讨。 马钱子(MQZ),又名番木鳖,为马钱科植物马钱Strychnos nuxvomica L. 或云南马钱Stychnos pierrianna A.W. Hill的种子,苦,寒;有大毒,是常用中药之一[1],对面神经麻痹、三叉神经痛、格林巴林氏综合征、重症肌无力、小儿麻痹后遗症等神经系统疾病有较好疗效[2],但毒性大,安全范围小,用之得当可获良效,用之不当可引起惊厥、抽搐等中毒反应,甚至可危及生命[3]。因此,对这类药物进行药物动力学及合理用药方案的研究是非常必要的。为此我们以肌电为指标对马钱子散进行了较系统的药物动力学研究[4,5],本文兹将马钱子散以诱发肌电潜伏期为指标的效量动力学研究结果报告如下。文中“效量”意指由药物效应所估算的药物的体存量,以“ED”表示[6]。其中“E”表示药物效应(Effect),“D” 表示药物剂量(Dose)。

    1 材料

    1.1 药物 马钱子,为马钱科植物马钱Strychnos nuxvomica L的干燥种子,按药典法制成散剂,以3% 淀粉糊配成每毫升含马钱子散40、30、22.5、16.88、 12.66mg的混悬液备用。

    1.2 动物 健康加利福尼亚兔,雄性,体重2.5~3.0kg。 购自山东省农科院种兔场。观察饲养1周备用。

    1.3 仪器 TDM-2型肌电/电位诱发仪,丹麦维迪公司生产。

    2 实验方法

    取2.5~3.0kg的健康雄性加利福尼亚兔36只,随机分6组,每组6只。前5组分别灌胃40、30、22.5、16.88、12.66mg/kg的马钱子散,第6组灌胃等容量3%的淀粉糊作对照。实验前一日,将兔臀部及左下肢脱毛,晚间禁食。实验时将兔侧卧位固定于实验台上,插入鼻饲胃管,于一侧坐骨神经根部插入刺激电极,再于同侧拇短屈肌处插入记录电极,分别于给药前及给药后不同预定时间,以波宽0.5ms,强度为6mA的方波进行单脉冲刺激,由仪器自动测量和记录诱发电位的潜伏期,测量精度为0.02ms。以药前的潜伏期为标准按公式(1)、(2) E%=药后潜伏期÷药前潜伏期×100 …(1)△E%=(药前潜伏期-药后潜伏期)÷药前潜伏期×100(2)

    分别计算出各动物药后各时间点的潜伏期相当于药前的百分率(E%)及百分变化率(△E%),再分别求出各组动物各时间点相应药效强度的平均值和标准差,以配对t检验判断用药前 后差异的显著性。以其均值进行药物量效关系和时效关系的研究,以对数剂量为横坐标,相应剂量组的最大药效强度为纵坐标作图及回归分析[7],判断其药效强度与给药剂量的相关性,求出量-效关系的表达式。以40mg/kg组的时效关系进行效量转换。再以时间为横坐标,相应时间效量的对数为纵坐标作图,按药物动力学的常规方法进行房室模型拟合和效量动力学参数估算[8]。

    3 结果

    3.1 马钱子散的时效关系 对照组动物用药后潜伏期无明显变化。 适当剂量的马钱子散灌胃后20 min 潜伏期即有明显缩短(P<0.05),40~60min 达高峰,90min后药效逐渐消失,但在药效临消逝前呈一定波动,其40mg/kg的时效关系见表1、图1。以时间为自变量,相应时间点药效强度的平均值为因变量,用Excel回归程序进行指数曲线拟合和多元回归分析,结果显示,随时间指数的增加其预测值逐渐接近实测值,经检验其 6次指数曲线拟合的预测值与实测值基本一致,见图1。其复相关系数r=0.9922 (P<0.001),其截距 b0=1.654919,偏 回 归 系数 b1=-0.240459; b2=0.021403; b3=-0.000464;b4=4.248E-06;b5= -1.788E-08; b6= 2.855E-11,因而,其时效关系可用多元回归方程

    △%=1.654919-0.240459t+0.021403t2-0.000464t3+4.248E-06t4-1.788E-08t5+2.855E-11t6(3)

    来表达,式中t为给药后的间隔时间, Δ%为相应时间药效强度的估算值。其曲线拟合情况见图1。

    3.2 马钱子散的量效关系 在16.9~40mg/kg的剂量范围内,给药后各组动物的潜伏期均有明显的缩短,且呈剂量依赖关系(见表2)。以对数剂量为横坐标,相应剂量组的最高药效强度为纵坐标作图,诸点基本呈一直线。按最小二乘法进行直线回归分析[7],得相关系数r=0.9544(P<0.05); 截距 a=-10.59; 斜率 b=4.5683,因而其量效关系可用直线回归方程

    Δ%=4.5683×LnD-10.59(4)

    来表达。式中LnD为给药剂量的自然对数值,Δ%为相应剂量时药效强度的估算值。(4)式经适当变换得(5)式,式中D 为给药剂量。  D=EXP[(△E%+10.59)÷4.5683](5)   表1 兔灌服马钱子散 表2 马钱子散ig对兔肌电潜伏期影响

    3.3 效量转换及其动力学参数的估算[8] 将表1中各时间点的药效强度值,分别代入(5)式,则求出相应时间点的体内效量(ED,见表3)。以时间为横坐标,体内效量的对数为纵坐标作图(见图2),显示药物的吸收和消除均基本呈一级动力学过程,并基本符合血管外给药的二室开放模型。

    设灌胃后药物全部被吸收,按残数法算出其主要表观药物动力学参数为:药物的吸收速率常数ka=0.0661min-1;吸收相半衰期t1/2a=10.5min;分布相速率常数α=0.0506min-1;分布相半衰期 t1/2α=13.7min;消除相速率常数β=0.0059min-1;消除相半衰期 t1/2β=118.1min,按抛物线顶点拟合法求出体存效量达峰时间(tpk)和最大体存效量(EDpk),见表4。其曲线拟合图见图2(略)。  图2 兔灌服马钱子散后的效量-时间曲线图及曲线拟合图 表3 兔灌服马钱子散40mg/kg后不同时间的体存效量 表4 马钱子散在兔体内的主要表观药物动力学参数 

    4 讨论

    4.1 关于药效学指标的选择 药效学指标的选择是以药效为指标的药物动力学研究成败的关键。它必须能够很好地反映药物的主治、功用,并具灵敏度高、特异性强的特点。我们依据马钱子能够兴奋脊髓、治疗神经麻痹性疾病及引起惊厥抽搐等毒性反应的特点,以肌电诱发电位仪进行了观测指标的筛选,结果发现该药对刺激坐骨神经根部时,其远端肌肉诱发电位的潜伏期有一定变化,其变化幅度虽不太大但其结果较为稳定,且有较明显的量效关系和时效关系,因此我们以此指标进行了该药以药效为指标的药物动力学研究。

    4.2 关于药物的时-效关系 我们在进行马钱子的时-效关系研究时发现,该药的时-效关系不是一个简单的上升下降曲线。它在药效消失前往往有一段波动过程,在适当剂量下,这种波动较大,甚至呈现明显的负后效应。我们在进行其他药物的研究中也有同样发现。这可能与机体的自身稳定性负反馈调节有关,可能是一部分药物的基本的时-效变化规律,因而我们对该药进行了时-效变化规律的探讨。

    4.3 关于效量半衰期的估算及其和血浓半衰期的关系 我们在效量动力学研究时,曾以相对潜伏期E%和其变化率△E%两种指标分别进行了效量转换和效量动力学参数的估算,其结果相同。但如用这两种指标分别进行药效动力学参数估算时,△E%因最后两点出现负值,不能进行对数转换,致使可用点数减少,以致使两法计算结果相差悬殊。

    众所周知,马钱子兴奋脊髓、治疗偏瘫、引起惊厥的主要有效成分为士的宁。我们在进行马钱子散的以药效为指标的药物动力学研究时,用同位素示踪法平行地进行了士的宁的血药浓度检测[9],求出了马钱子散 40mg/kg灌胃后其主要有效成分士的宁的消除半衰期为100.9min,效量半衰期(118.1min)与之相近,此结果也在徐晓月等测定的士的宁在大鼠体内的消除半衰期(262±125min)[10]的95%的可信限之内。

    【参考文献】

    1 江苏中医学院. 中药大辞典. 上海:上海科技出版社,1985,219.

    2 殷健,郭力弓. 中药现代研究与临床应用. 北京: 学苑出版社,1993,118.

    3 郭晓庄. 中国有毒中草药大辞典. 天津: 天津科技翻译出版公司, 1992,77.

    4 王竹梅,陈明辉,李成韶,等.马钱子散对家兔肌电潜伏期的影响及其药效动力学研究.中成药,2000,22(4):280-282.

    5 李成韶,杜以兰,王竹梅, 等. 高效剧毒中药马钱子散对兔运动神经传导速度的影响及其药效动力学研究(国际中西医结合研究). 香港:香港新闻出版社,1997,166.

    6 李成韶,杜以兰. 效量半衰期t1/2(ED) 及其计算公式. 药学学报,1986,21(3):165-169.

    7 孙瑞元. 定量药理学. 北京:人民卫生出版社, 1987,314.

    8 李成韶,夏丽英. 以药效为指标的中药动力学研究. 中药新药与临床药理,1996,7(3):50-52.

    9 李成韶,张希林,于宗渊,等. 以马钱子散为例用同位素示踪与薄层层析相结合的方法进行高效剧毒中药整方给药后体内微量有效成分的药代动力学研究.生命科学和临床医学及中药现代化国际学术会议.汇编P116. 2000年4月北京.

    10 徐晓月,蔡宝昌,潘杨,等.马钱子生物碱在大鼠体内的药代动力学研究. 药学学报 ,2003,38 (6):458-461.

    *基金项目:国家自然科学基金资助项目(No:39570873)

    作者单位:1 361004 福建厦门,厦门大学附属中山医院

    2 250014 山东济南,山东省中医药研究院(Δ通讯作者)

    3 250011 山东济南,山东中医药大学附属医院

 (编辑:海 涛)


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