染料木素的药代动力学研究

染料木素是一种天然存在的异黄酮、酚类、带芳香A一环的三苯 基化合物，在分子的相对两极带有两个酚羟基，其结构与雌二醇 （estradiol，ER）类似，特别是它的4 一和7．羟基基团的间距及酚环 与ER的结构相似；分子量与ER近似，且能低亲和地结合雌激素受体 和性激素蛋白，从而使染料木素发挥雌激素样作用和抗雌激素作用，后者 主要与ER受体竞争性结合产生，因此又称为植物雌激素口]。染料木素具有 多种生物活性和药理作用，能抑制雌激素相关肿瘤、影响骨代谢、抗 炎、抗氧化、降血脂、维持正常脉管反应性等作用 l3】；现已广泛应 用于医药、保健食品（营养制品和功能性食品）等领域。临床研究表 明，染料木素~ L腺癌和前列腺癌、心血管疾病和绝经后综合症等具有很 好的防治作用。

染料木素在胃肠道吸收迅速，由于肝肠循环而具有较高的生物利用 度，在组织中分布有显著的剂量依赖性及靶向性，其吸收、代谢与排 泄存在着性别和个体差异，主要在肝内代谢，经肾脏随尿排泄。染料木素 的药代动力学研究已成为当今研究热点。进一步归纳整理其在动物和 人体内的吸收、组织分布、代谢、排泄等药动学研究资料十分必要， 对指导临床合理用药等具有重要意义。

1动物体内的药代动力学

1．1吸收动力学研究与吸收模型选择

染料木素在豆科植物中通常以无活性的糖苷形式存在，只有经肠道菌 群的葡萄糖苷酶分解后，形成非糖苷型才具有生物活性。未被肠道菌 群分解的结合型染料木素不易被吸收，直接从胆汁分泌人肠道排出体外； 去糖苷型的染料木素经肝肠循环，可与糖苷重新结合形成无活性的化合 物。研究表明乳糖酶与小肠染料木素-glu的吸收有关，同时大肠内细菌去 糖甲基化作用弥补了染料木素吸收的减少[4】。染料木素比染料木素．glu相差一个葡 萄糖基，但二者在胃肠道中的吸收速度和程度却不同。

大鼠和人体小肠内有相似的药物吸收表型和转运表达方式，而两 个物种肠道代谢酶（~ICYP3A4／CYP3A9与UDPG）的表达水平和方式 不同；大鼠模型可预测口服药物在人体小肠内的吸收情况，但不能预 测人体药物代谢和生物利用度 。

1．1．1大鼠在体及离体

King等 首次采用大鼠在体模型研究了染料木素吸收药代动力学发现 染料木素与染料木素—glu在大鼠体内吸收程度相似l Kwon等 研究表明，染料木素 是以染料木素．glu形式吸收，染料木素与染料木素—glu在小肠上皮细胞均以被动转 运方式稳定吸收 Wang等 研究发现，染料木素大鼠体内存在肝肠循环， 且吸收与性别有关，雌性大鼠吸收量大于雄性大鼠。Zhou等 采用非 房室药物代谢动力学分析方法，发现大鼠灌胃给予不同剂量染料木素后， 吸收迅速，观察到明显的吸收双峰现象，第2主峰明显比第一主峰 低。随剂量增加而其最大血药浓度Cmax与曲线下面积AUCO—t也呈非 线性、剂量依赖性方式增加。

Andlauer等“ 在大鼠离体小肠吸收灌流模型观察~IJ染料木素在肠腔 吸收良好，生物利用性高，染料木素葡萄糖醛酸化作用在小肠壁，与 Sfakianos等使用大鼠翻转肠囊模型观察的结果一致，而在小肠没有观 察到染料木素的硫酸盐结合物，却与文献发现大鼠在体胆汁和尿道的代谢 产物中能观察到硫酸盐结合物不符 ’“ ，故认为其硫酸酯化作用可能 在肝脏，而不在小肠，染料木素总回收率高达99．8％，表明在小肠壁没有 微生物的降解作用。大鼠在体肠灌流模型结果表明染料木素在小肠上段快 速吸收并进行广泛的II相代谢（最高达40％）即葡萄苷酸化和硫酸化 作用，染料木素口服生物利用度低的主要原因不是吸收差，而是小肠内广 泛的Ⅱ相代谢所致 。

1．1．2猫、Beagle犬、猪在体 Cave等 使用染料木素给猫灌胃后，采用非房室模型分析发现染料木素 口服吸收差且结合率高。Beagle犬灌胃给予单剂量染料木素后吸收迅速， 在Beagle犬体内过程符合一室开放模型 ，Beagle犬灌胃给予不同剂 量染料木素后，首过代谢突出，血浆q~染料木素主要以染料木素-glu形式存在I在一定范围内随给药剂量增加，母体药物的吸收量趋于饱和。在Beagle 犬体内过程符合二室开放模型 。Walsh等 首次采用幼猪在体回肠 插管模型，发现在猪肠道内的染料木素—glu须转化为染料木素后才被广泛重吸 收，发生了相对有效的微生物代谢作用，故在研究染料木素代谢产物的吸 收性代谢时，选择猪模型可能有其独特的作用。

1．1．3 Caco一2细胞模型

Liu等 在Caco．2细胞模型中发现：染料木素的渗透性比其苷大5倍 染料木素能从Caco-2单层细胞（基）底外侧快速吸收到顶侧； 染料木素透过Caco-2细胞单层膜具有明显的剂量依赖性、温度依赖性和可 饱和性【l ，结果表明染料木素跨膜转运是载体介导的主动转运过程。

1．2分布

染料木素在大鼠体内组织分布浓度呈现明显的靶向性，尤其在生殖器 官中分布较高，原因可能与生殖器官中雌激素受体或相关结合蛋白 如性激素结合球蛋白和白蛋白浓度相对较高有关；同时还存在性别 差异： 大鼠相应器官中含量高于6大鼠，尤以 大鼠肝中含量最 高，6大鼠脑中含量最低n9 。而Wang等 采用 6大鼠灌胃给予染料木素 （9mg／kg）后发现在性器官中的分布具有显著差异：但其他组织器官 内的分布未观测到明显的雌雄差异。

妊娠期大鼠经口给予内含染料木素食物，发现在胎盘组织中分布的 染料木素浓度比其两结合型浓度均高，认为妊娠期胎盘是染料木素有效作用的 靶器官 。

1．3代谢

在体内外及不同组织器官中，染料木素的生物转化有多种形式，主要 转化途径为葡糖醛酸化、硫酸酯化等代谢；不同文献所报道的代谢产 物不尽相同。

1．3．1大鼠在体 据文献报道：在染料木素大鼠的尿液或胆汁中分离出最主要的3种主 要产物分别为染料木素一7-O·§-D—glu、染料木素．4 -O-sulfate、染料木素一4 一O— sulfate一7-O—B—D—glu}在大鼠和人体体外肝微粒体实验已经鉴定出 8-OH-染料木素、6-OH-染料木素和3 一OH-GE，而在肝细胞鉴定染料木素一4’一O—glu 或sulfate、染料木素-4＇-O-sulfate一7-O-glu、染料木素一7-O—glu or sulfate}研究表 明， 8大鼠体内代谢产物、子宫和前列腺的放射性存留物分别是以 染料木素—glu和4一羟苯基一2一丙酸（4-Hydroxyphenyl-2一propanoic acid）为主， 微量的母体化合物（P<0．05） ]。而Poulsen等 ”发现染料木素在去卵巢大 鼠体内的主要代谢产物是4-乙苯酚（p-ethylphenol，对乙苯酚）。

1．4排泄 染料木素主要经肾脏随尿排泄，其次随胆汁经消化道排泄。

1．4．1大鼠在体 Zhou等 以不同剂量（6．25、12．5、50mg／kg）染料木素大鼠灌胃后， 发现大鼠胆汁和尿液的排泄产物均以染料木素·glu为主，且排泄量均呈现 明显的非线性剂量依赖性特征，但尿液与胆汁排泄相比，尿液中染料木素 及染料木素-glu排泄物量比胆汁多I这与文献””结论一致。因此服用染料木素 药物或富含染料木素的保健品时，剂量不宜过高，以达到最高生物利用度 为佳

1．4．2 Beagle犬 Zhou等 在Beagle犬灌喂给予染料木素后的血浆、尿及粪便中未检测 ~I]染料木素-glu，染料木素主要以原型经尿和粪便排出体外，而且在Beagle犬 体内的代谢过程明显存在个体差异，体内过程符合一室开放模型。

1．4_3 Caco一2细胞模型

Chen等【】 在Caco一2细胞模型中检测染料木素的主要代谢产物是染料木素glu，染料木素-glu多在基底外侧排泄；而染料木素—sulfate~泄后则进入顶 面；染料木素结合型极化排泄物是通过多药抗药相关蛋白（multidrug resistance—related protein，MRP）抑制剂白三烯和有机阴离子转运载体 （organic anion transpo~er，OAT）抑制剂雌酮硫酸盐结合完成}认为 染料木素的肠道处置存在结构依赖性、极化性和MRP、OAT介导的特性。

1．4．4 PBPK模型

由于染料木素胆汁排泄的复查性，且具有浓度依赖抑制作用， Zager等 精心设计了生理药物代谢动力学（physiologically based pharmacokinetic，PBPK）数学模型，用一个状态依赖性延迟的非线性 微分方程系统描述染料木素的胆汁排泄，同时还发现染料木素暴露程度与靶组 织剂量有关。

2人体内的药代动力学

富含染料木素营养补充剂或新药已广泛进入i期临床研究，陆续揭示 了许多有关染料木素人体药动学数据，为染料木素防治激素相关肿瘤、心 血管疾病等合理用药提供有价值的参考信息。

2．1吸收

研究表明，人体食用富含染料木素的大豆食品后，血浆浓度在lh、 5~8h先后出现明显的染料木素吸收双峰现象，主要是染料木素—glu的肝肠循环 引起；在健康成年人体内染料木素比染料木素唱lu不但吸收快，而且能较长时 间维持较高血浆浓度，健康绝经前妇女摄入较高剂量f（13）C]染料木素 后，体内[（13）C]染料木素吸收速率受到限制，且具有可饱和性 。 Gardner~ 在健康成年人体内比较两个富含染料木素的不同剂量大豆异黄 酮片剂的药代动力学特征，发现染料木素在高剂量时血药浓度呈现饱和状 态。说明在人体内染料木素跨膜转运也是载体介导的主动转运过程。 Walsh等 采用回肠造瘘术研究染料木素在人体小肠吸收和代谢，发 现回肠造瘘术受试者与对照组吸收染料木素—glu程度一致，小肠能有效降 解糖苷。

2．2分布

染料木素在人体内分布报道甚少。Guy等 采用Lc．ESI—MS／MS方法， 从良性前列腺肿瘤患者服用富含染料木素的Evestrel~胶囊后的血液和前列 腺检测出：前列腺组织的染料木素浓度比血浆低；而动物实验染料木素在雄 性动物组织前列腺中分布浓度较其他组织高” ，以及有限的人体内实 验研究也表明前列腺组织富集的染料木素浓度比血浆浓度高3]14倍 等。 染料木素在美容外科手术者乳腺组织匀浆中的分布浓度极低， 比血 浆、尿液样品浓度相应地低100倍左右，所以染料木素的血浆浓度不能 衡量暴露的精确测定浓度，而必须检测摄人染料木素后有关组织的分布 浓度 。Bolca等 mLC／MS检测给予健康妇女富含染料木素的营养补充 剂，并检测她们外科美容复位手术后收集的血液和乳腺活组织的染料木素 浓度，发现染料木素在有危及健康影响的乳腺组织中已达到暴露浓度。而 另研究 表明，采用健康、足孕单胎胎盘的双重循环离体灌流模型， 发现染料木素在浓度适宜时能通过胎盘，同时胎盘代谢酶能使少数染料木素结 合从而失去雌激素活性的染料木素-glu或染料木素．sulfate。

2．3代谢

Guy等口 从良性前列腺肿瘤患者服用富含染料木素的Evestrel~胶囊 后的血液和前列腺中检测出代谢产物均是2一单葡萄糖醛酸化合物和 染料木素-2-单葡萄糖醛酸化合物；首次认为染料木素在人体前列腺组织主要以 其葡萄糖醛酸苷形式存在。

4一乙苯酚是大鼠体F~染料木素给药后的主要代谢产物 ”，然而4一乙苯 酚是否为人体的主要代谢产物还有待更深入研究。

2．4排泄

中国医药指南2010年7月第8卷第2O期Guide ofChinaMedicine，July 2010，Vo1．8，No．20 健康人体内单次食用富含染料木素食物后检测到染料木素餐后的尿平均排 泄率为（62士6）％；在健康男性中单剂量给予染料木素纯净的大豆异黄 酮等后，发现染料木素能快速从血浆中清除并随尿排泄；用MS法从健康 人群（绝经前的妇女）服用[（13）C]染料木素标记的食物后的尿中测得 [（13）C]染料木素平均回收率为掇入剂量的9％，说明尿中染料木素浓度与血 浆Cmax相关性差 。

3结语

染料木素是一种存在于植物中的内分泌干扰物质，毒性低、药理活性 较强，对人体健康既有利也有弊；因此，染料木素药代动力学研究将对 染料木素的营养学、药理学、治疗学及开发研究等方面提供实验和理论依 据，对未来进行全面的临床药物试验、完成快速准确的染料木素个体化给 药打下了良好的基础；而染料木素药物制剂在人体内的药代动力学研究、 染料木素与其他药物的药代动力学相互作用研究等尚未涉及，有待进一步 探讨和研究，为制订科学、合理的联合用药方案提供依据。