肠道吸收模型

摘要

肠上皮是调节外来生物和营养物质进入的屏障。了解这些物质在肠粘膜水平的吸收和代谢是非常重要的，因为它调节这些物质的生物利用度。任何进入体循环的外来生物都必须通过上皮层、固有层切片和各自的血管壁。选择合适的模型对理解吸收过程中的限速步骤具有重要意义。

关键字

异种生物制剂，外翻肠囊，使用腔，肠灌注段，Caco-2细胞

简介

吸收模型大致分为三种，即:在活的有机体内，原位而且在体外模型。模型的选择完全取决于所筛选的异种生物的特性[1-12］．

在活的有机体内模型［13-15］

优势

在活的有机体内模型可以整合粘膜层的动态成分，肠系膜血液循环和所有其他可以改变药物溶解的因素。

可以进行盒式给药研究以测试大量产品(高通量筛选[HTS])，

缺点

不可能分离吸收过程中涉及的变量，即不可能识别单个速率限制因素。

原位模型［16-20.］

优势

能不能把渗透和代谢两个方面结合起来

所有影响吸收的生理因素都存在

可以研究肠道特定区域的吸收

可以研究药物对肠道吸收的直接影响

可以研究P-gp等物质进入肠腔的分泌情况

缺点

外科手术涉及麻醉，麻醉对肠道药物吸收有影响。因此，在选择麻醉药时应采取预防措施。

在特定部位的吸收研究中，腔内静水压力的升高会影响肠道的通透性。

在体外模型［21-32］

优势

所有肠细胞系(如杯状细胞、肠细胞和淋巴细胞)的可用性，可用于研究配方效果、渗透性的区域差异和肠道代谢/稳定性

快速简单的模型

可以用来研究输运机制吗

试验药物可以暴露在根尖表面或底外侧表面

缺点

无影响渗透的生理因素(胆盐、胆固醇、粘液)

其中一些是癌源性的

P-gp的影响难以估计

因此，每种方法都有各自的优点和缺点，在吸收研究中同样重要。在这篇综述中，我们讨论了一些非常常用的模型来研究肠道吸收[33-56］．

常用的肠道吸收模型

大鼠肠囊

大鼠肠囊模型有外翻肠囊模型和非外翻肠囊模型两种，以外翻肠囊模型为佳。从麻醉大鼠中分离小肠，用玻璃棒将小肠外翻，置于含有药物的生理溶液中。在固定的时间间隔内从肠两侧采集样品，并确定药物扩散速率。

该模型用于动力学参数的确定，具有较高的可靠性和重现性。通过遵循特定的制备技术和使用含氧组织培养基，组织可保持活力长达2小时。通过使用放射性标记化合物等敏感检测技术，它可以用于研究药物进入上皮细胞和穿过肠道的转运。

早期它被用于研究大分子和脂质体的转运，但现在它主要被用于量化亲水分子的胞旁转运，并估计强效增强剂对其吸收的影响。甘露醇作为细胞旁标记物的表观渗透性(Papp)为1.5 × 10⁵到1.7 × 10⁵cm / s。该值与人体实验中报道的低分子量亲水药物的值相同。通过跨细胞途径穿过上皮屏障的分子具有更高的渗透性值，并且可以使用外翻囊系统准确定量。在小肠和结肠不同区域的吸收可以很容易地测量。它还可用于估计药物在肠上皮细胞中的首过代谢。

该方法的主要缺点是存在粘膜肌层，因此该模型不能反映实际的肠屏障，因为药物必须从管腔进入固有层并通过粘膜肌层(图1) [57-59］．

肠灌注段

Curran等人提出了该模型来研究大鼠回肠中的离子和水通量。该方法通过剖腹手术分别将灌注管和引流管插入近端和远端肠段。药物溶液在蠕动泵的帮助下以特定的速率通过肠腔灌注。测量流入和流出处药物浓度的差值，并分别用于计算药物吸收率和Peff (图2）.

根据灌流模式，肠灌流分为

循环灌注

它的优势在于工作是在一个完整的器官上进行的，生理细胞-细胞接触和正常的细胞内基质被保存下来。雷竞技网页版主要缺点是存活时间短，使用麻醉和适应不断变化的生理条件(图3) [60-65］．

我们房间

Ussing和Zehran于1951年首次在孤立的青蛙皮肤中提出了这个模型，以研究钠在短路皮肤中作为电流源的主动运输。后来，它们被广泛用于研究离子在不同膜间的传输。

使用室包含被人或动物肠道或粘膜隔开的接受池和测试药物的扩散池。在固定间隔从接收池中收集孵育期样品后，将其替换为保持在37°C的新鲜培养基，对收集的样品进行分析，以确定通过膜的药物吸收率。

该方法不仅用于研究肠道运输，也用于研究肠道代谢。该方法可用于将药物暴露于肠细胞的根尖或底外侧表面(图4) [66-71］．

细胞模型

吸收机制可以在仅含有吸收细胞的模型中得到最好的研究，而不受粘液、粘膜肌层和/或固有层的干扰。因此，上皮细胞培养在药物转运机制研究中非常方便。然而，离体肠上皮细胞的培养困难和生存能力有限是其应用的障碍。

人类细胞培养系统被发现显示出至关重要的损失在活的有机体内因此，解剖学和生化特征已转移到人类腺癌细胞系，如Caco-2和HT-29，它们可重复地保留分化肠细胞的许多特征。此外，灵敏和自动化的测量技术也与这些细胞系并行开发。

这些模型相对简单，并且很容易适用于HTS和自动化过程。然而，由于他们缺乏在活的有机体内生理数据的相关性在活的有机体内形势严峻[72-85］．

非肠细胞系统

Madin和Darby从狗肾脏中分离出Madin Darby犬肾(MDCK)细胞。它们目前被用于研究药物代谢、远端肾小管上皮水平的转运、毒性和细胞生长的调节[86-89］．

Caco-2细胞

Caco-2细胞是渗透性和转运研究中常用的细胞模型。它们来源于人类结直肠腺癌。在培养过程中，它们分化为极化肠细胞，相邻细胞和顶端刷状边界紧密连接，是典型的微绒毛转运体和表达水解酶。该细胞系最初用于研究肠上皮分化，后来用于估计跨细胞传代和细胞旁传代在药物吸收中的相对贡献。

虽然它们起源于结肠，但它们表达了小肠吸收细胞的大部分形态和功能特征，包括I期和II期酶(图5) [90-One hundred.］．

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