自微乳化改善苦菜总黄酮的生物利用率和促吸收机制研究

The low bioavailability of dietary flavonoids is an unsolved challenge. Although numerous studies illustrated that nanoparticles, solid dispersion, and embedding methods could enhance the bioavailability of pure compound, the lack of bioavailability studies to investigate crude extract of flavonoids. In order to improve their bioavailability and absorption rate, the present project is carrying out relative studies including: 1) establishing total flavonoids through self-microemulsion, and with the aid of characteristic structure analysis to discuss the self-micro emulsification effect on the absorption, distribution, degradation and excretion of the flavonoids. 2) According to indexes studies such as cell morphology feature, transepithelial electrical resistance, and fluorescent transparency, to establish Caco-2 cell model and evaluate their transfer features, thus, providing information in molecular level on the absorption, metabolism and transfer of self-micro emulsified flavonoids when passing through small intestine mucosa, 3) analyzing their metabolites in Caco-2 cells, clarifying the mechanism of self-micro emulsification delivery system for improving bioavailability of the flavonoids from Sonchus oleraceus Linn in vivo, and offering a methodology reference for relative study regarding self-micro emulsification effects on structure and function variations of other foods.

如何改善黄酮的肠道稳定性提高其生物利用率是近年来函待解决的关键科学问题。目前常用的纳米粒和包埋等方法均只针对单一成分，多成分膳食体系下研究改善其生物利用率和促吸收的理论基础相对缺乏。基于此，本项目在前期研究的基础上，釆用对比研究的科研设计，建立新剂型苦菜总黄酮（TF）-自微乳化体系（SMEDDS），通过对比自微乳化前后的结构变化、消化道模拟的消化特征和灌胃小鼠后的体内代谢动力学参数，探讨其对吸收、分布、降解和排泄行为的影响，揭示自微乳化的促吸收机制；通过考察跨膜电阻和荧光通透量等指标建立Caco-2细胞模型并评价TF-SMEDDS转运特征，在分子水平提供关于TF-SMEDDS的吸收、转运和代谢的信息，并分析其在细胞中的代谢产物，探明SMEDDS对苦菜总黄酮体内吸收利用的改善机制，期望解决黄酮的低生物利用率的问题，旨为后续的研究提供借鉴的同时也为更好的利用膳食黄酮提供理论基础。

本研究以苦菜黄酮为（STF）研究对象，采用自微乳化体系（SMEDDS）包埋STF，制备了苦菜黄酮-自微乳化释药系统（STF-SMEDDS）。该SMEDDS最佳处方为：肉豆蔻酸异丙酯（油相）∶吐温-20（乳化剂）∶聚乙二醇-400（助乳化剂）为1∶3∶1（w/w/w），乳化等级为B级，载药量为空白SMEDDS质量的13%。STF-SMEDDS在透射电镜下观察，微乳液滴呈大小均一的球状，乳液粒径为183 ± 0.7 nm，Zeta电位为-11.78 ± 0.16 mV。STF-SMEDDS的黏度小，具有良好的流动性，SMEDDS可显著改善STF的体外释放率。采用体外模拟消化系统，探讨苦菜总黄酮在消化过程中的变化状况，结果显示：胃消化阶段中，STF在胃消化时含量略微减少；肠消化阶段中，STF中活性组分含量及抗氧化能力均明显下降，说明肠消化阶段对STF的影响较大，STF-SMEDDS在胃消化阶段时无明显变化，在肠消化阶段STF-SMEDDS的变化趋势与STF相似，但其变化程度均小于STF，说明SMEDDS可在胃肠道中增强STF的稳定性和生物可及性，可促进STF的吸收。在上述基础上构建Caco-2细胞模型，进一步的讨论STF-SMEDDS在人体肠道的消化吸收表现。结果显示：STF中的芦丁与绿原酸最佳摄取时间是60 min，最佳摄取浓度是100 μg/mL，SMEDDS可以显著提高药物的摄取量。绿原酸在Caco-2细胞中的Papp值不受药物浓度以及转运温度的影响，其转运机制属于被动扩散，而STF-SMEDDS的Papp值与STF相比增加了约4倍，说明SMEDDS有助于STF的吸收转运；加入维拉帕米后，STF-SMEDDS的外排率减少，说明SMEDDS可抑制细胞的外排作用，增加STF的生物利用率，也意味着绿原酸在被动扩散的时候还有P-gp介导的细胞外排作用。最后建立2型糖尿病大鼠模型，以此讨论STF-SMEDDS在体内的毒性与吸收特性。结果显示：STF-SMEDDS组的大鼠外观得到改善，其葡萄糖耐受性和血脂水平优于STF组，肝脏中的AST与ALT水平显著低于STF组。STF-SMEEDS还改善肝脏的损伤程度，增加肝脏的糖原水平和p-GSK3β表达含量。另外STF-SMEDDS组的AMPK和Akt的表达量也高于STF组，说明SMEDDS提高了STF的吸收和生物利用度。