沒食子酸的藥理作用及其藥物代謝動力學研究進展

高 雅 ，李 驊 ，王四旺 ，謝艷華，楊 倩，張邦樂（1.第四軍醫大學藥學系學員隊，西安 710032；2.第四軍醫大學藥學系天然藥物學教研室，西安 710032；3.秦巴山區中藥發展協同創新中心，西安 710032；4.第四軍醫大學藥學系藥劑學教研室，西安 710032）

沒食子酸（gallic acid，GA），又名棓酸、五倍子酸，是存在于牡丹皮、山茱萸、五倍子、虎耳草等中藥及其復方制劑（如雙丹口服液等）中的中藥分子，亦是葡萄和紅茶中重要的多酚類化合物［1－4］。GA的化學名為3，4，5－三羥基苯甲酸，通常以一水合物的狀態存在，其相對分子質量為188.12，分子式為C6H2（OH）3COOH·H2O。GA味苦、澀，熔點235～240℃，溶于水、乙醇和乙醚，幾乎不溶于苯、氯仿及石油醚等有機溶劑。由于分子結構中存在3個酚羥基，GA具有較強的還原性，在空氣中易被氧化而變成褐色，還可與蛋白質、凝膠、重金屬、生物堿等結合，其酯類化合物作為抗氧化劑被廣泛應用于食品、制藥及輕工等行業［5］。

1 制備工藝

GA的提取工藝較為多樣，一般有酸水解法、堿水解法、發酵法、酶法等方法。酸水解法［6］是將從原料中浸提出的單寧水溶液（單寧是植物體內的復雜酚類次生代謝物［7］）加熱后再加入硫酸，經過均相酸催化反應得到。酸水解法的不足之處是提取率較低，且提取周期較長。韋國鋒等［8］通過調節酸、活性炭以及還原劑等的用量與時間，縮短了生產周期，提高了提取率。堿水解法將單寧水提液在堿性條件下進行水解，用酸中和得到GA。陳茜文等［9］以倍花為原料，在不同的溫度、堿度以及反應時間下利用堿水解法提取GA，表明在溫度為106℃，單寧酸－氫氧化鈉為1∶38，水解100min時，可使GA得率達到48.3%。發酵法是利用微生物在單寧水溶液中進行發酵，通過誘導產生的生物酶對單寧產生催化水解作用。但此法的反應時間較長且反應條件也很難達到最佳狀態，為克服其缺點與不足，酶法應運而生。通過制取高效的單寧酶，可以高效專一地提取GA［6］。馮務群等［10］利用超臨界CO2的方法提取石榴皮中的GA，也使提取率大大提高。

2 藥理作用

2.1 抗腫瘤作用 研究表明，鳥苷酸脫羧酶（ODC）能夠促進鳥苷酸脫羧酶生成腐胺，腐胺可以再繼續轉化成多胺類化合物，這種多胺對DNA的復制起著至關重要的作用，而ODC能夠導致腫瘤細胞的生長和細胞的轉化［11］。李沐涵等［12］認為GA對ODC的活性有很強抑制作用，從而抑制腫瘤細胞生長。然而，腫瘤的發生、發展不僅與細胞的異常增殖有關，還與細胞凋亡有關［13］。Inoue等［14］研究表明，GA誘導細胞凋亡的作用并不依賴細胞周期，ROS的產生（如H2O2）和胞內Ca2＋濃度上升可作為GA誘導細胞凋亡的共同信號，且細胞凋亡可被胞內抗氧化劑N－乙酰L－半胱氨酸、過氧化氫酶和胞內Ca2＋鰲合劑抑制。GA使細胞內ROS呈劑量依賴性地增加，可能由于胞外產生的超氧陰離子得到H2O2內流，從而增加胞內H2O2水平，與胞內Ca2＋一起使染色體DNA在核小體間斷裂，從而誘導細胞凋亡。Ruohola等［15］研究顯示，GA可以直接殺傷腫瘤細胞，并且這種細胞毒作用不同于其他的有機酸類化合物。鐘振國等［16］研究表明，GA對人肝癌細胞株Bele－7404、人胃癌細胞株SGC－7901、小鼠肝癌細胞株－H22和小鼠肉瘤細胞株－S180 4種細胞株具有直接殺傷作用。

2.2 抗炎作用 劉國卿等［17］分別用新鮮蛋清、60mg·mL－1中分子右旋糖酐、0.2mg·mL－15－羥色胺、25mL·L－1甲醛液致大鼠實驗性關節腫脹模型，對GA抗炎活性進行評價，當ip（腹腔注射）給予不同劑量GA后，對蛋清、右旋糖酐、5－羥色胺誘發急性炎癥及甲醛所引起的慢性炎癥均有顯著抗炎作用，且GA的治療指數明顯高于水楊酸鈉陽性對照藥物。

2.3 抗氧化作用 李沐涵等［12］證實，GA對人肝微粒體細胞色素P450 3A（CYP3A）介導的氧化具有抑制作用，對Fenton反應產生的羥自由基和黃嘌呤－黃嘌呤氧化酶自由基反應產生的超氧陰離子自由基具有較強的清除作用，從而減少組織細胞反應性氧原的堆積。牛淑敏等［18］研究顯示，GA能夠抑制小鼠紅細胞溶血活性及小鼠腦、腎勻漿的脂質過氧化效應。謝曉艷等［19］研究表明，GA質量濃度在50～400μg·mL－1范圍內，具有明顯清除DPPH自由基、一氧化氮以及羥自由基的作用，且對脂質過氧化效應有抑制作用，其自由基清除能力及脂質過氧化抑制效應均遠遠高于維生素C，推測這也是其在體內起到抗氧化作用的重要因素之一，同時在一定程度上說明GA具有潛在的抗細胞損傷作用。

2.4 抑菌作用 劉國卿等［17］在細菌培養基中添加定量GA，培養24h，在1∶10 000時能完全抑制金黃色葡萄球菌生長，但對溶血性鏈球菌、肺炎球菌及革蘭氏陰性菌的抑制作用較弱，對大腸桿菌以及綠膿桿菌無作用。許維國等［20］研究表明，GA對鼠傷寒沙門菌的抑菌效果好，最小抑菌質量濃度為10mg·mL－1。鄭曙明等［21］證實，GA對柱狀黃桿菌、溫和氣單胞菌、豚鼠氣單胞菌和遲緩愛德華菌4種水產動物致病菌具有體外抑菌作用，其中對遲緩愛德華菌抑制作用更顯著。張雅麗等［22］實驗顯示，GA可使高敏感菌單增李斯特菌從中間處凹陷、大部分出現破損、細胞原生質泄漏從而達到抑菌的目的。GA還能夠顯著抑制白色假絲酵母菌的生物膜形成［23－24］。GA對生物膜的抑制作用具有明顯量效依賴關系，且細胞毒作用明顯比兩性霉素B小。

2.5 心血管保護作用 張浩楠等［25］實驗顯示，GA對烏頭堿、哇巴因和心肌缺血所致的心律失常具有明顯抑制作用。王乃利等［26］以抗ADP誘導血小板聚集為指標，跟蹤分離廣棗乙醇提取物并進行光譜分析，發現GA具有抑制血小板聚集的作用。卜麗梅等［27］的研究表明，GA可明顯降低血清乳酸脫氫酶（LDH）、肌酸激酶（CK）以及谷草轉氨酶（AST）水平，縮小心肌梗死區范圍，對大鼠實驗性缺血／再灌注損傷具有保護作用，其機制可能與GA分別下調促凋亡基因Bax和上調抑制凋亡基因Bcl－2的蛋白表達降低心肌細胞的凋亡有關。Priscilla等［28］證實，GA能夠降低血清心肌肌鈣蛋白T及心肌標志酶的水平，對異丙腎上腺素造成的大鼠急性心肌梗死具有明顯保護作用。Sanae等［29］研究了GA對鼠胸主動脈的血管作用，結果顯示，內皮裸露動脈用GA預先處理可顯著減少乙酰膽堿和硝普納誘導的血管松弛作用。

2.6 其他藥理作用 Latha等［30］和 Punithavathi等［31］的研究均顯示，GA顯著降低鏈脲霉素所致糖尿病大鼠的血糖水平，其降糖的機制可能與促進胰島素分泌、提高血清C肽水平以及加強胰島β細胞再生等效應有關。牛淑敏等［18］報道，GA具有降低正常小鼠餐后血糖的作用。Mansouri［32］發現，預防性給予GA能夠顯著改善側腦室注射鏈脲霉素所造成的大鼠記憶障礙，提示GA對防治神經退行性疾病具有潛在價值。此外，還有報道GA對非甾體抗炎藥所致的胃病也具有保護及治療作用，其機制可能與抗凋亡及抗氧化作用有關［33］。

3 藥物動力學研究

3.1 大鼠體內藥物動力學 王曉莉等［34］建立大鼠血漿中GA的HPLC測定方法，采用甲醇沉淀法處理血漿樣品，以對乙酰氨基酚為內標，流動相為甲醇－5mL·L－1冰醋酸水溶液（體積比7∶93），檢測波長為272nm。GA在0.3～30.0μg·mL－1內，線性關系良好（r＝0.998 2）。灌胃（150mg·kg－1）和靜脈（75mg·kg－1）給藥后，GA在大鼠體內的藥物動力學行為均符合二室模型，其在大鼠體內的絕對生物利用度為42.9%。大鼠靜脈給予GA后，分布相生物半衰期為9.91min，消除相生物半衰期為78.88min，表明GA進入體內后，由中央室迅速向周邊室分布，藥物由周邊室向中央室的轉運較慢；表觀分布容積Vc為31 326L·kg－1，約為大鼠平均血容量的60倍，提示GA在大鼠體內分布廣泛。

3.2 家兔體內藥物動力學 蘭薇等［35］比較了廣棗酚酸溶液中GA在正常和氣滯血瘀家兔體內的藥代動力學差異。灌胃廣棗藥材酚酸水溶液5g·kg－1后，GA在各組家兔體內的藥－時曲線均符合二室開放模型，其在正常家兔體內的Cmax為136.224ng· mL－1，tmax為 78.0min，CL／F 為 492.992 L·min－1·kg－1；氣滯血瘀組 GA 的Cmax、AUC0－t、AUC0－∞均明顯增大，提示GA在病理動物體內吸收入血快，血藥質量濃度增加，或對心血管疾病有較好的療效。

3.3 人體內藥物動力學 志愿者分別口服一定劑量（等劑量換算后均含0.3mmol GA）的GA片劑和紅茶，采集給藥后不同時間段的血樣和尿樣。分析結果顯示，口服片劑和紅茶后GA均能被快速吸收進入血液循環，血藥峰濃度分別為1.83±0.16和2.09±0.22μmol·mL－1，平均半衰期分別為1.19±0.07和1.06±0.06h，36.4%～39.6%的 GA以原形從尿液中排出。與片劑相比，口服紅茶后GA的相對生物利用度約為106%，提示從紅茶中獲取GA能夠與直接攝入GA片劑取得同樣的效果［36］。

4 結語

研究資料證實，GA藥理活性廣泛，作為有效的中藥分子［37］在腫瘤、衰老及心腦血管疾病防治等方面具有廣闊的藥用開發前景。我們前期研究證實，GA在藥典收錄的標準化制劑雙丹口服液中含量達到0.89～0.95mg·mL－1，是其主要的藥效成分之一［3，38］。然而，GA的藥理、體內代謝及其應用等研究還很不足。以心血管作用為例，研究多局限在“有效”層面，細胞、分子水平的作用機制尚待闡明；而藥物動力學研究方面，研究對象給予的多為含GA提取物以及飲品，GA單體給藥后全面系統的吸收、分布、代謝、排泄的研究還不足；GA在中藥復方制劑中多成分功效作用扮演的角色尚需探討等。綜上所述，綜合運用傳統中醫藥學理論以及現代分子生物學技術手段，積極開展GA及其與其他中藥有效分子的藥理活性、作用機制、組方原理及藥物動力學等研究，對創制安全、有效、作用機制明確的分子中藥，促進中醫藥研究現代化具有重要意義。

［1］Manach C，Williamson G，Morand C，et al.Bioavailability and bioefficacy of polyphenols in humans.I.Review of 97bioavailability studies［J］.Am J Clin Nutr，2005，81（1）：230－242.

［2］Liu H B，Zheng A M，Liu H L，et al.Identification of three novel polyphenolic compounds，origanine A－C，with unique skeleton fromOriganum vulgare L.using the hyphenated LC－DAD－SPE－NMR／MS methods［J］.J Agr Food Chem，2012，60（1）：129－135.

［3］張麗，馮鋒，柳文媛.HPLC法測定不同產地虎耳草中沒食子酸、原兒茶酸和虎耳草素的含量［J］.西北藥學雜志，2011，26（2）：88－90.

［4］李驊，謝艷華，張邦樂，等.RP－HPLC法同時測定雙丹口服液中沒食子酸、丹參素和原兒茶醛的含量［J］.中國醫藥導報，2012，9（5）：117－122.

［5］王之德.重要精細化學品——沒食子酸［J］.天然氣化工，1995，20 （1）：38－42.

［6］常連舉，張宗和，黃嘉玲，等.沒食子酸的制備與應用綜述［J］.生物質化學工程，2010，44（4）：48－52.

［7］邵芳芳，尹衛平，梁菊.重要的植物多酚及其抗氧化性能的研究概況［J］.西北藥學雜志，2010，25（1）：66－68.

［8］韋國鋒，覃特營，莫少澤.提取沒食子酸工藝改進的研究［J］.右江民族醫學院學報，1994，16（4）：11－13.

［9］陳茜文，谷文眾，王貴武.倍花浸提液水解制備沒食子酸的工藝［J］.中南林業科技大學學報，2008，28（5）：132－135.

［10］馮務群，李輝.4種方法提取石榴皮中沒食子酸的比較［J］.中醫藥導報，2008，14（8）：16－17.

［11］Ramirez－Mares M V，Chandra S，Mejia E G D.In vitro chemopreventive activity of Camellia sinensis，Ilex paraguariensis and Ardisia compressatea extracts and selected polyphenols［J］. Mutat Res，2004，554：53－65.

［12］李沐涵，殷美琦，馮靖涵，等.沒食子酸抗腫瘤作用研究進展［J］.中醫藥信息，2011，28（1）：109－111.

［13］Kerr J E R，Wyllie A H，Currie A H，et al.Apoptosis，a basic biological phenomenon with wider implications in tissue hinetics［J］.Br J Cancer，1972，26（4）：239－245.

［14］Inoue M，Sakaguchi N，Isuzugawa K，et al.Role of reactive oxygen species in gallic acid－induced apoptosis［J］.Biol Pharm Bull，2000，23（10）：1153－1157.

［15］Ruohola J K，Valve E M，Vainikka S，et al.Androgen and fibroblast growth factor（FGF）regulation of FGF receptors in S115mouse mammary tumor cells［J］.Endocrinology，1995，136：2179－2188.

［16］鐘振國，梁紅，鐘益寧，等.余甘子葉提取成分沒食子酸的體外抗腫瘤實驗研究［J］.時珍國醫國藥，2009，20（8）：1954－1955.

［17］劉國卿，王秋娟，楊宏健，等.野葡萄成分沒食子酸的藥理研究［J］.南京藥學院學報，1983，22（2）：43－47.

［18］牛淑敏，李巍，李樂，等.玫瑰花中兩種抗氧化成分的分離鑒定與活性測定［J］.南開大學學報，2006，39（1）：90－94.

［19］謝曉艷，劉洪濤，張吉，等.沒食子酸體外抗氧化作用研究［J］.重慶醫科大學學報，2011，36（3）：319－322.

［20］許維國，劉洋，劉多見，等.沒食子酸抑菌活性分析［J］.中國公共衛生，2012，28（10）：1329－1331.

［21］鄭曙明，黃建軍，吳青，等.復方五倍子有效成分的分離鑒定及抑菌活性研究［J］.水生生物學報，2010，34（1）：57－64.

［22］張雅麗，李建科，劉柳.沒食子酸的體外抑菌作用研究［J］.食品工業科技，2013，34（11）：81－84.

［23］汪長中，程惠娟，官妍，等.沒食子酸抑制白念珠菌生物膜作用的研究［J］.中國中藥雜志，2009，34（9）：1137－1140.

［24］李秀麗，廖萬清.真菌生物膜研究進展［J］.中國真菌學雜志，2006，1（5）：318－320.

［25］張浩楠，楊玉梅，鄔國棟，等.蒙藥廣棗抗心律失常作用有效成分的分離［J］.包頭醫學院學報，2013，29（3）：1－4.

［26］王乃利，倪艷，陳英杰，等.廣棗活血有效成分的研究［J］.沈陽藥學院學報，1987，4（3）：2－3.

［27］卜麗梅，關鳳英，喬萍，等.沒食子酸對大鼠缺血再灌注損傷后細胞凋亡的保護作用及機制研究［J］.中國實驗診斷學，2011，4（11）：1693－1697.

［28］Priscilla D，Mainzen P.Cardioprotective effect of gallic acid on cardiac troponin－T，cardiac marker enzymes，lipid peroxidation products and antioxidants in experimentally induced myocardial infarction in Wistar rats［J］.Chem－Bio Interact，2009，179：118－124.

［29］Sanae F，Miyaichi Y，Hayashi H.Endhelium－dependent contraction of rat thoracic aorta induced by gallic acid［J］.Phytother Res，2003，17（2）：187－189.

［30］Latha R，Daisy P.Insulin－secretagogue，antihyperlipidemic and other protective effects of gallic acid isolated fromTerminalia bellerica Roxb.in streptozotocin－induced diabetic rats［J］.Chem－Biol Interact，2011，189：112－118.

［31］Punithavathi V R，Mainzen P S，Kumar R，et al.Antihyperglycaemic，antilipid peroxidative and antioxidant effects of gallic acid on streptozotocin induced diabetic Wistar rats［J］.Eur J Pharmacol，2011，650：456－471.

［32］Mansouri M T，Behnam B N，Farbood Y，et al.Gallic acid prevents memory deficits and oxidative stress induced by intracerebroventricular injection of streptozo－tocin in rats［J］.Pharmacol Biochem Behavior，2013，111：90－96.

［33］Pal C，Bindu S，Sumanta Dey，et al.Gallic acid prevents nonsteroidal anti－inflammatory drug－induced gastropathy in rat by blocking oxidative stress and apoptosis［J］.Free Radic Biol Med，2010，49：258－267.

［34］王曉莉，栗暉，高曉霞，等.沒食子酸在大鼠體內的藥物動力學及生物利用度［J］.沈陽藥科大學學報，2008，25（12）：944－947.

［35］蘭薇，王世祥，房敏峰，等.蒙藥廣棗中沒食子酸在正常和氣滯血瘀家兔體內的藥代動力學研究［J］.中國民族醫藥雜志，2007，6（6）：48－49.

［36］Shahrzad S，Aoyagi K，Winter A，et al.Pharmacokinetics of gallic acid and its relative bioavailability from tea in healthy humans［J］.J Nutr，2001，13（4）：1207－1210.

［37］王四旺，謝艷華，曹蔚，等.分子中藥研究與方法學［M］.北京：軍事醫學科學出版社，2012：2－4.

［38］Li H，Wang S W，Zhang B L，et al.Simultaneous quantitative determination of 9active components in traditional Chinese medicinal preparation Shuangdan oral liquid by RP－HPLC coupled with photodiode array detection［J］.J Pharm Biomed Anal，2011，56：820－824.