蒙脱石吸附尿酸和降低血尿酸的作用

作者：李军涛，张寅丽，马婕群，高洁，王春姝，刘静，曹永孝   
作者单位：西安交通大学医学院药理学系，陕西西安 710061

【摘要】  目的 研究蒙脱石吸附尿酸和降低血尿酸的作用。方法 用离体实验研究蒙脱石对尿酸的吸附作用；用小鼠高尿酸血症模型研究蒙脱石降低血尿酸的作用；用磷钨酸还原法测定尿酸含量。结果 蒙脱石在模拟肠液中对尿酸具有较强的吸附作用，且其吸附作用有明显的浓度依赖关系；同一浓度的蒙脱石(20g/L)对不同浓度的尿酸的吸附率差别不大；时效曲线显示其吸附作用快，半小时内吸附率超过60%，1h后基本达到平衡；在酸性环境中(pH 2-6)吸附率高，碱性环境下(pH 8-10)吸附率下降。尿酸灌胃小鼠的血尿酸浓度和肠道中的尿酸浓度均随着蒙脱石灌胃剂量的增加而下降；通过腹腔注射尿酸造成急性高尿酸血症模型，灌胃的蒙脱石组的血尿酸浓度明显低于模型组。结论 蒙脱石有显著的吸附尿酸作用，并能降低高尿酸血症模型小鼠的血尿酸水平。

【关键词】  尿酸；蒙脱石；高尿酸血症；小鼠

　　Effects of montmorillonite in adsorbing uric acid and
decreasing the concentration of uric acid in serum

　　Li Juntao, Zhang Yinli, Ma Jiequn, Gao Jie, Wang Chunshu, Liu Jing, Cao Yongxiao

　　(Department of Pharmacology, Medical School of Xian Jiaotong University, Xian 710061, China)

　　ABSTRACT: Objective  To evaluate the effects of montmorillonite in adsorbing uric acid and decreasing the concentration of uric acid in serum. Methods  The adsorbing effect of montmorillonite was observed in vitro and the effect of decreasing serum concentration of uric acid was studied on acute hyperuricemia model mice. The concentration of uric acid was measured by the reduction method of phosphotungstic acid. Results  In the simulated intestinal solution, montmorillonite could adsorb uric acid potently with an obvious concentrationeffect relationship. 20g/L montmorillonite showed little difference in adsorptive rate on different concentrations of uric acid. The timeeffect curve of adsorption on uric acid showed that the adsorbing effect of montmorillonite was fast. The adsorptive rate was more than 60% within half an hour and reached the balance after 1 hour. The adsorptive rate was high in acid environment (pH 2-6), and low in alkaline environment (pH 8-10). Montmorillonite could decrease the concentration of uric acid in serum and in intestinal tract of mice orally given uric acid. Montmorillonite obviously decreased serum uric acid level in hyperuricemic mice by uric acid intraperitoneally. Conclusion  Montmorillonite has an obvious adsorbing effect on uric acid, and reduce the level of uric acid of acute hyperuricemia model mice.

　　KEY WORDS: uric acid; montmorillonite; hyperuricemia; mouse

　　蒙脱石具有发达的孔隙结构与大的比表面积。其结构为两个硅氧四面体中间夹一铝氧八面体形成的结构层；晶体中正电荷不足，晶格层带负电荷；同电荷互相排斥的结果使得结构层空间变大，且蒙脱石边面带正电荷，可吸附介质中的阴离子；在水介质中易于吸水而膨胀,其内有大量的被水化的阳离子，易于与外界发生阳离子交换。蒙脱石因其高度的吸附性，被广泛用于工业、农业和医疗卫生行业中[13]。临床上多用蒙脱石来吸附肠道内的病菌治疗腹泻，我们也发现它能吸附甲状腺激素[4]。本研究采用离体实验观察蒙脱石对尿酸的吸附作用，用小鼠急性高尿酸血症模型研究蒙脱石降低血尿酸的作用，为开发新的、不进入体循环、无明显全身不良反应的辅助治疗高尿酸血症和痛风的药物提供依据。

　　1  材料与方法

　　1.1  实验试剂与仪器

　　蒙脱石，海南先声药业有限公司产品，批号 060303；药用炭片，河北长天药业有限公司产品，批号070404；尿酸，美国 Sigma公司产品，批号20070403；尿酸试剂盒，南京建成生物工程研究所产品，批号20070525，20070717，20070930。UV1601紫外分光光度计，日本岛津公司；TGL16G台式离心机，上海安亭科学仪器厂；AE240S型电子分析天平，MetlerToledo Group；PHS3C型精密pH计。

　　1.2  实验动物

　　ICR 小鼠，150-180只，体重(20±4)g，由西安交通大学医学院实验动物中心提供。

　　1.3  模拟肠液配制

　　取磷酸二氢钾6.8g，加蒸馏水500mL使溶解，用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至6.8；取胰酶10g，加水使溶解。将两液混合后，加水稀释至1L，即得[5]。

　　1.4  体外吸附实验

　　取模拟肠液，加适量尿酸溶解其中，摇匀，得尿酸溶液。取尿酸溶液4mL分别放入空白试管、含有蒙脱石 5、20、80、320、1280mg的试管和含活性炭320mg的试管中，摇匀，静置2h后，离心，分别测量上清液中的尿酸浓度，计算吸附率。同理测定20g/L蒙脱石对不同质量浓度(8.44、16.88、33.76、67.51mg/L)尿酸的吸附率以及在不同时间(5、15、30、60、90、120min)和不同pH(2、4、6、8、10)条件下20g/L蒙脱石对50mg/L尿酸的吸附率。

　　1.5  肠道中尿酸的吸附实验

　　将50只小鼠，禁食1d后，分为5组，每组10只：正常组、模型组、蒙脱石0.5g/kg、1g/kg和2g/kg组。正常组蒸馏水灌胃，模型组、蒙脱石组分别用浓度为1.6g/L的尿酸混悬液20mL/kg灌胃。5min后，正常组和模型组蒸馏水灌胃，蒙脱石3个剂量组分别以0.5、1、2g/kg蒙脱石灌胃，容积20mL/kg。2h后，眼球后静脉取血，测血清中的尿酸浓度，处死小鼠后，取出肠管，测肠道内容物中的游离尿酸浓度。

　　1.6  高尿酸血症模型的建立与分组

　　将70只小鼠禁食1d后分为 7组，每组10 只：正常组、模型组、蒙脱石0.25g/kg、0.5g/kg、1g/kg和2g/kg组、药用炭粉2g/kg组。正常组腹腔注射生理盐水，模型组、蒙脱石组和药用炭粉组腹腔注射20g/L的尿酸CMCNa混悬液25mL/kg [6]。1h后，正常组和模型组以蒸馏水25mL/kg灌胃，其余5组分别以蒙脱石和药用炭粉灌胃。2h后，小鼠眼球后静脉取血，离心，测血清中的尿酸浓度。

　　1.7  尿酸测定

　　用尿酸试剂盒，磷钨酸法测定上清液中的尿酸浓度。按如下公式计算蒙脱石的吸附率：

　　吸附率(%)= 吸附前尿酸浓度-吸附后尿酸浓度吸附前尿酸浓度×100%
　　
　　单位蒙脱石的吸附率(mg/g)=吸附前尿酸浓度-吸附后尿酸浓度蒙脱石浓度

　　1.8  统计学分析

　　采用Prism 4.0软件进行数据统计分析和作图。组间比较采用t检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

　　2  结 果

　　2.1  不同浓度蒙脱石对尿酸的吸附作用 

　　蒙脱石质量浓度从1.25g/L以4倍递增至320g/L对58.79mg/L的尿酸的吸附作用显示，随着蒙脱石浓度的递增，尿酸的浓度逐渐减小，吸附的尿酸量逐渐增加，蒙脱石吸附尿酸的比率逐渐增高，而单位蒙脱石吸附率随着蒙脱石浓度的增加而降低(表1)。表1  不同浓度的蒙脱石对模拟肠液中尿酸的吸附作用（略）

　　2.2  蒙脱石对不同浓度尿酸的吸附作用

　　同一质量浓度的蒙脱石(20g/L)对不同质量浓度尿酸的吸附作用结果显示，随着尿酸浓度从8.44mg/L逐渐增高到67.51mg/L，被蒙脱石吸附的尿酸浓度逐渐增多，但其吸附比变化不大(表2)。表2  20g/L的蒙脱石对不同浓度尿酸的吸附作用（略）

　　2.3  蒙脱石吸附尿酸的时效关系

　　从20g/L的蒙脱石对50mg/L的尿酸的时间—吸附关系曲线(图1)可以看出，蒙脱石吸附尿酸的速度较快，5min后吸附率即超过了40%，60min后吸附接近最大值，90min后到达最大值。

　　2.4  pH对蒙脱石吸附作用的影响

　　蒙脱石具有离子交换功能，因而溶液的pH可能会影响其吸附作用。图2显示了20g/L的蒙脱石在不同pH条件下对50mg/L的尿酸的吸附作用，可以看出，蒙脱石的吸附作用随pH值的升高而降低，在pH为2时，吸附率接近100%，而pH为10时接近0。在pH 6-8时为60%-80%。

　　2.5  蒙脱石对肠道中尿酸的吸附作用

　　给小鼠用尿酸混悬液灌胃后，血液中的尿酸浓度明显增高，表明尿酸能在肠道吸收。而尿酸混悬液灌胃后，再灌蒙脱石，血液中的尿酸浓度明显低于模型组，提示蒙脱石在肠道吸附了尿酸，降低了游离尿酸的浓度，阻碍了尿酸的吸收(图3)。

　　2.6  蒙脱石降低高尿酸血症模型小鼠血尿酸的作用

　　模型组小鼠腹腔注射尿酸混悬液后，血尿酸浓度比正常对照组增高约4倍，形成了急性高尿酸血症模型。而蒙脱石灌胃组小鼠血中的尿酸浓度明显低于模型组，表明蒙脱石能降低高尿酸血症模型小鼠的尿酸水平(图4)。

　　3  讨论

　　随着生活水平的提高和饮食结构的改变，高尿酸血症与痛风的发病率逐年上升，它们同是尿酸产生过多或排泄减少导致血尿酸浓度增高的代谢性疾病。尿酸在血内的安全带低 [7]，当血清尿酸≥416μmol/L，就形成高尿酸血症。正常人体内的尿酸约2/3由尿液排出，1/3 分泌入肠道而排出。发生肾功能衰竭后，肠道排泄途径成为机体重要的二线防御。痛风患者肾排泄障碍者占90%，经肠道排泄的尿酸明显增加，但排入肠道的尿酸仍可经肠道再吸收，若给予一种吸附剂吸附肠腔内的尿酸再随粪便排出体外，就可以有效阻断尿酸在肠腔中的吸收。
   
　　本实验结果显示，蒙脱石在模拟肠液中对尿酸有强吸附作用，不同浓度的蒙脱石对尿酸的吸附作用有明显的量效关系，随着蒙脱石浓度增大，尿酸溶液中尿酸剩余量减少。20g/L的蒙脱石对58.89mg/L尿酸溶液吸附能力达到88%，作用强于药用炭；80g/L的蒙脱石对58.89mg/L尿酸溶液吸附能力接近95%。但单位蒙脱石吸附率随着蒙脱石量的增加而降低。同一浓度的蒙脱石(20g/L)对不同浓度的尿酸的吸附率从70%-75%，差别不大。蒙脱石吸附尿酸的时效曲线显示吸附作用快，半小时内即可吸收超过60%的尿酸，并随着时间延长吸附率逐渐增大，1h后基本达到平衡。蒙脱石的吸附能力也随着溶液酸碱度而变化，酸性环境中(pH 2-6)吸附率高，碱性环境下(pH 8-10)吸附率下降。在pH 6-8的环境中，吸附率在80%-60%，肠道的pH范围为6-8，因而蒙脱石可在肠道发挥吸附尿酸的作用。杨勇[1]在研究蒙脱石对甲基对硫磷的吸附时也发现了在酸性环境中吸附性能更好。

　　本研究小鼠整体实验发现，尿酸灌胃的小鼠血尿酸水平和肠道中的尿酸浓度均高于正常对照组，表明尿酸可在肠道吸收。与模型组比较，蒙脱石3个剂量组的血尿酸水平和肠道中的尿酸浓度随着蒙脱石灌胃剂量的增加而下降，表明蒙脱石在肠腔中吸附了尿酸，阻止了尿酸从肠腔进入血液，提示蒙脱石可以阻断尿酸在肠的吸收。用腹腔注射尿酸法建立急性高尿酸血症小鼠模型，灌胃蒙脱石组的血尿酸浓度明显低于模型组，表明蒙脱石促进了尿酸向肠道的扩散。可能是因为蒙脱石在肠道吸附了尿酸，降低了肠道中的尿酸浓度，加大了血液与肠道尿酸的浓度梯度，加快了血中的尿酸向肠道的转运。作为对照组的药用活性炭也能降低高尿酸血症模型小鼠的血尿酸水平，这支持左小霞等[8]的结果。实验中发现，小鼠灌胃尿酸32mg/kg，模型组血清尿酸约为20mg/L，而在腹腔注射尿酸500mg/kg，模型组血清尿酸为38mg/L，造模剂量相差10余倍，而血清尿酸仅差1倍左右，其真正的原因并不真正清楚，最可能是因为尿酸的溶解度很低，因而其在用药部位溶解的尿酸的浓度并不与造模剂量成正比，即大幅度增加造模用药剂量并不明显增加给药部位溶解的药物浓度，因而血液吸收的药物浓度不明显增加，但可明显延长药物的吸收时间和在体内的消除时间。

　　蒙脱石不吸收入血，而以其细小颗粒覆盖于消化道黏膜上，具有表面积巨大、连续覆盖性的特点，约6h后连同所固定的有害物排出体外，被认为是一种安全高效的抗腹泻药物 [9]。由于蒙脱石的吸附作用，我国已有专利将其应用于治疗甲亢、慢性肾功衰、消化道溃疡、胃炎、结肠炎、腹泻等病症[1011]，本实验证实了蒙脱石是一种有效吸附肠腔中尿酸的药物。但蒙脱石也有一些不良反应，如久服引起便秘，吸附的特异性较差，可能会对营养物质也有吸附作用。但相对而言，其缺点可能会比药用炭少。

【参考文献】
   　[1]杨勇. 蒙脱石KSF对甲基对硫磷的吸附研究 [J]. 科技资讯, 2007, 24:2.

　　[2]徐冰青，唐洪明，张烈辉. 蒙脱石与土酸、氟硼酸反应实验研究 [J]. 石油与天然气化工, 2007, 36(4):328330.

　　[3]王修启，陈宝妮，戴文滔. 纳米蒙脱石替代氧化锌对断奶仔猪生产性能的影响 [J].湖北畜牧兽医, 2007, 9:79.

　　[4]Cai Y, Meng XF, Cao YX, et al. Montmorillonite ameliorates hyperthyroidism of rats and mice attributed to its adsorptive effect [J]. EJP, 2006, 551(13):156161.

　　[5]中华人民共和国卫生部药典委员会.中华人民共和国药典 [M]. 北京：人民卫生出版社, 1990：附录16.

　　[6]陈光亮，孙秀霞，王钦茂，等. 小鼠高尿酸血症模型的研究 [J]. 中国药理学通报，2001, 17(3):350352.

　　[7]陈宝兴. 痛风 [J]. 中华骨科杂志, 2006,26(5):316318.

　　[8]左小霞，罗卉，游运辉. 爱西特治疗痛风并高尿酸血症的临床研究 [J]. 中国现代医学杂志, 2003, 13(22):117118.

　　[9]赵民生. 蒙脱石——安全高效的止泻药 [J]. 药物与人, 2007, 7:29.

　　[10]周良震. 蒙脱石在制药中的应用：中国，CN1720924 [P]. 20060118.

　　[11]郑海辉. 纳米蒙脱石在制药中的应用及其药物组合物：中国，CN101002796 [P]. 20070725.