Caffeic acid 在家兔體內的藥物動態學及代謝的研究
Caffeic acid (CA) 屬於多酚類化合物,廣泛存於中藥、蔬果、茶及咖啡中,具有消炎、保肝、抑制血小板凝集和抗腫瘤等藥理作用。但其藥物動態學及代謝途徑的研究非常 少且不是很詳細。因此,本研究的目的即以家兔為實驗動物,探討 CA 的藥物動態學,並運用 LC/MS/MS 研究 CA 的代謝途徑。靜脈注射不同劑量之 CA ,其血漿中 濃度經時變化,可以二室模式表示。投予劑量 5 mg/kg 所得之 beta-half life (11.1 +/- 1.6 分鐘 ) 很明顯地比投予劑量 10 mg/kg (14.3 +/- 2.9 分鐘 ) 或 25 mg/kg (13.6 +/- 1.8 分鐘 ) 短,而投予劑量 5 mg/kg 所得之清除率 (0.0263 +/- 0.0025 l/kg/min) 亦比投予劑量 10 mg/kg (0.0200+/- 0.0054 l/kg/min) 或 25 mg/kg (0.0219+/-0.0050 l/kg/min) 大;顯示 CA 在投予劑量 10 與 25 mg/kg 範圍內,其藥物動態學不受劑量的影響,但在較低的劑量下,其藥物動態學則呈現 dose-dependent 。此現象主要來自投予劑量 5 mg/kg 所得之 腎清除率 (CLr , 0.0168 +/- 0.0029 l/kg/min) 與腎排除速率常數 (kr , 0.112+/- 0.013 (1/min)) 很明顯地比投予劑量 10 mg/kg (CLr , 0.0120+/- 0.0035 l/k g (1/min) ; kr , 0.0789+/- 0.0089 (1/min)) 或 25 mg/kg (CLr , 0.0125+/- 0.0049 l/kg/min ; kr , 0.0668 +/- 0.0170 (1/min)) 大。 k12/k21 、 k12/k 10 及 k21/k10 的比值近 於 0.5 ,可知 CA 由 central compartment 排除的速率,比分佈到 peripheral compartment 快。在分別投予劑量 5 、 10 與 25 mg/kg 後, CA 以原型由尿中排出的比率 分別為 63.4 +/- 6.1 、 60.0+/- 6.4 及 55.4+/- 11.3 (%) ,且在投藥後 2 小時內,大部分即由尿中排出。口服投予家兔 CA 後,每隻家兔之血漿中濃度經時變化皆呈現雙峰 或多峰之吸收現象。依投予劑量 (5, 10 25 mg/kg) , absorption-half life 分別為 39.7+/- 11.4 、 40.2+/- 16.3 及 54.0 +/- 29.9 ( 分鐘 ) ; Tmax 分別為 33.3+/- 9.8 、 25.8+/-15 .3 及 24.2+/- 13.2 ( 分鐘 ) ; Cmax 分別為 0.810+/- 0.337 、 1.69 +/- 0.92 及 3.95+/- 2.02 (ug/ml) ;生體可用率分別為 0.364+/- 0.052 、 0.379+/- 0.037 及 0.402+/- 0.087 。 由 CA 直接投於十二指腸或膽汁引流後口服投予 CA ,家兔之血漿中濃度經時變化仍呈現雙峰或多峰之吸收現象,及 CA 由膽汁排除的比例小於 0.1 (%) 的結果,顯示 CA 口服投予家兔後,血漿中 CA 濃度經時變化皆呈現雙峰或多峰之吸收現象的原因,應與 CA 本身的水溶解度有關,而與胃排空不規則及腸肝循環無關。將 AUC 或 Cmax 對劑量作圖,皆可得一良好之線性相關 (Cmax = 0.00007 x dose + 0.0475, r = 0.741, p<0.05 ; AUC = 0.00840 x dose + 5.69, r = 0.909 , p<0.05) ,顯示 CA 口服吸 收呈現線性藥物動態學 (linear pharmacokinetics) 。 CA 以原型由尿中排出的比率平均為 23 (%) ,且大部份的 CA 約在 8 小時內即由尿中排出。腹腔注射投予 CA (10m g/kg) ,血漿中濃度經時變化亦呈現雙峰之吸收現象,生體可用率為 0.729 +/- 0.118 , CA 以原型由尿中排出的比率為 43.8 +/- 8.3 (%) ,而大部分的 CA 在 2 小時內即 由尿中排出。胃腸道對 CA 的吸收比例為 0.530+/- 0.094 ;肝抽提率為 0.271 +/- 0.118 ,而胃腸道對 CA 的抽提率為 0.470+/- 0.094 ;另外,胃腸道對 CA 的抽提率對肝 抽提率的比例約為 2.50 ,顯示 CA 口服投予後大部份被胃腸道所清除,而非被肝臟清除。以酵素水解探討尿液中 CA 與 glucuronic acid (CA-G) 及 sulfate (CA-S) 進行 抱合反應的生成比例,由靜脈注射 5 或 10 mg/kg 的 CA 後,所測得 CA 的比例,分別為 73.8 +/- 7.6 和 71.8 +/- 7.1 (%) ,顯示 CA 約有近 30 (%) 為其它代謝物。
而靜脈注射 10 mg/kg 所得 CA-G 平均為 6.57 +/- 2.00 (%) 比 5 mg/kg 為 3.41+/- 0.80 (%) 多,且有顯著差異,顯示 CA 代謝成 CA-G 具劑量依存的現象 (dose depen dent) 。另外, CA-G 的生成比例與投予劑量間有一線性關係 (Y = 0.302 X — 0.0632, r = 0.718, p<0.05) ;靜脈注射 5 mg/kg 所得 CA-G (3.41+/- 0.80 %) 比 CA-S (7.06 +/- 2.08 %) 少,且有顯著差異;但靜脈注射 10 mg/kg 所得 CA-G (6.57 +/- 2.00 %) 比 CA-S (5.30 +/- 1.53 %) 多,不過並無顯著差異。顯示, sulfation 的酵素 (PAPS transfer ase) 對 CA 具較高的親和性 (affinity) ,但飽和性 (capacity) 較低;相反的, glucuronidation 的酵素 (UDP glucuronyl-transferase) 對 CA 具較低的親和性,但飽和性 (c apacity) 較高。口服投予 5 或 10 mg/kg 的 CA 後,以酵素水解所測得 CA 的比例分別為 37.1 +/- 7.4 和 35.6 +/- 5.7 (%) ,顯示 CA 口服投予至少約有近 35 (%) 的 投予劑量為家兔所吸收。而口服投予 10 mg/kg 所得 CA-G 為 8.05 +/- 2.73 (%) 比 5 mg/kg 為 3.68 +/- 1.23 (%) 多,且有顯著差異。顯示口服投予與靜脈注射一樣, C A 代謝成 CA-G 亦具劑量依存的現象 (dose dependent) ,且 CA-G 的生成比例與投予劑量間亦有一線性關係存在 (Y = 0.507 X — 3.33, r = 0.860, p<0.05) 。而口服投予 1 0 mg/kg 所得 CA-S 為 5.27 2.12 (%) 比 5 mg/kg 為 10.1+/- 3.6 (%) 少,且有顯著差異。分別比較同劑量下, CA-G 與 CA-S 的比例,口服投予 5 mg/kg 所得 CA- G (3.68+/- 1.23 %) 比 CA-S (10.1 +/- 3.6 %) 少,且有顯著差異;另外,口服投予 10 mg/kg 所得 CA-G (8.05 +/- 2.73 %) 比 CA-S (5.27+/- 2.12 %) 多,亦有顯著差異。如 同靜脈注射的結果,顯示 CA 口服投予,低劑量下,亦先進行 sulfation ,故 glucuronidation 比例較低;但隨劑量增加, sulfation 飽和,相對地,由 glucuronidation 取 代。另外,口服投予後所得 CA-G 或 CA-S 與原型排除的相對比例皆比腹腔注射後所得的相對比例高約 3 倍,顯示無論是進行 glucuronidation 或 sulfation , CA 在腸 壁進行 conjugation 代謝比肝臟容易。全血測得之的 CA 濃度對血漿 CA 濃度的比值 (blood-to-plasma ratio) 在所測得的血漿 CA 濃度範圍內維持一穩定的比值;而 RB C 內 CA 濃度對血漿 CA 濃度的比值 (RBC-to-plasma ratio) 也很穩定,同樣不受血漿中 CA 濃度變化所影響。顯示 CA 會分佈至 RBC ,但其分佈及與血球結合並不 受濃度的影響。 Cblood/Cplasma 所得之平均值為 0.710 +/- 0.058 。以 LC/MS/MS 快速篩檢尿中的代謝物,共有七個,分別為 isoferulic acid 、 CA 進行 sulfation 代謝 的產物 (CA-4-O-sulfate 及 CA-3-O-sulfate) ,或 glucuronidation 代謝的產物 (CA-4-O-glucuronide) 。另外,亦可看到 CA 甲基化且又進行 sulfation 代謝 (CA-4-O-methy l, 3-O-sulfate) ,或甲基化且又進行 glucuronidation 代謝的產物 (Glucuronyl 3-O-methyl-CA 及 Glucuronyl 4-O-methyl-CA) 。而血漿中測得的代謝物共有五個,分別為甲基 化代謝物 isoferulic acid 、 ferulic acid 、 CA-4-O-sulfate 、 CA-3-O-sulfate 及 esculetin 。膽汁中測到 3 個代謝物,皆為 CA 進行 sulfation 代謝的產物 (CA-4-O-sulfate 、 CA-3-O-sulfate 及 CA-4-O-methyl, 3-O-sulfate) 。由 CA 行甲基化代謝後,再進行二次代謝 glucuronidation 時, glucuronidation 的位置為 CA 的酸基 (Glucuronyl 3-O-met hyl-CA 及 Glucuronyl 4-O-methyl-CA) 及 CA 進行 glucuronidation 的代謝位置為 4-hydroxy 時 (CA-4-O-glucuronide) 未見此代謝物同時有甲基化代謝,加上 CA 行甲 基化代謝又進行 sulfation 代謝的產物亦只有一個 (CA-4-O-methyl, 3-O-sulfate) ,顯示 CA glucuronidation 或 sulfation 與甲基化代謝間具選擇性。另外,膽汁與血漿中所 測得的代謝物皆為進行 sulfation 的代謝物,無 glucuronidation 的代謝物,與大白鼠主要為 glucuronidation 不同;不過,與人及狗血漿中測得其他藥物抱合代謝 ( 主要亦 為 sulfation) 的結果相似,顯示 CA 的代謝有物種的差異。
Pharmacokinetic study of caffeic acid and its esters in rabbits