水通道蛋白在便秘腸道表達的中西醫研究進展

張麗婭 王永兵

[摘要]便秘是反復發作的、頑固性常見疾病，全球各年齡階段均有一定的患病人群，隨年齡增大患病風險增加，目前便秘的發病機制尚不明確，一般以對癥治療和改善生活習慣為主，長期口服導瀉藥存在治療效果不佳、容易產生依賴性等問題。水通道蛋白（AQPs）廣泛存在于人體中，在水液的轉運和代謝中扮演重要角色。目前，中西醫有關AQPs的研究各有側重，并取得一定的進展，隨著相關研究的深入，一些分布在腸道內的水通道蛋白亞型，被認為是治療便秘的新靶點。由于AQPs表達的改變直接或間接影響腸道內的水分含量和糞便的軟硬度。根據這一特性，本文總結近年來有關便秘與AQPs表達改變的中西醫研究進展做一綜述。

[關鍵詞]便秘;水通道蛋白;中醫;作用機制

[中圖分類號] R256.35 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 1674-4721（2019）12（b）-0025-04

[Abstract] Constipation is a recurrent and refractory common disease. There are certain populations at all ages around the world. The risk of constipation increases with age. At present， the pathogenesis of constipation is unclear. Generally speaking， symptomatic treatment and improvement of living habits mainly， long-term oral cathartic drugs have problems such as poor therapeutic effects and easy dependence. Aquaporins （AQPs） are widely present in the human body and play an important role in water transport and metabolism. At present， the research on AQPs in Chinese and western medicine has its own focus， and some progress has been made. With the deepening of related research， some aquaporin subtypes distributed in the intestine are considered new targets for the treatment of constipation. The change of AQPs expression directly or indirectly affects the water content in the intestine and the hardness of the stool. Based on this characteristic， this article summarizes the recent progress in Chinese and western medicine research on changes in constipation and AQPs expression.

[Key words] Constipation; Aquaporin; Chinese medicine; Mechanism

慢性便秘（chronic constipation，CC）是全球常見的、功能性腸道疾病，以排便次數減少、糞便水分顯著降低、糞質干硬、排便費力為主要表現。流行病學調查顯示，我國便秘的發病率為6%，便秘發病和年齡、性別、地域、飲食習慣、教育等相關[1]。社區兒童發病率為3.8%，老年人總患率病高達39%，且容易誘發心血管疾病、阿爾茨海默病等[2-3]。目前，便秘的機制仍不明確，其主要病因包括：不良的飲食生活習慣、腸道病變、濫用導瀉藥、精神心理因素。水通道蛋白（aquaporin，AQPs）在人體內廣泛分布，其中腸道內存在多個亞型，承擔腸道內的水運輸布，這一特性可以用來改善便秘干硬的糞質。因此，深入了解該蛋白研究進展和具體作用，具有重要的生理病理及藥理學意義。

1 AQPs

AQPs在人體水液代謝方面扮演重要角色，為水的跨膜轉運提供了快速通道[4]。目前已發現的13個亞型（AQP0～AQP12）中有9個存在于消化道的上皮細胞和內皮細胞中，這些細胞與體液吸收、分泌密切相關。其中AQP1、3、4、8、11在結腸大量分布、表達活躍，介導腸道內水分子的跨膜運輸[5]。

2便秘

2.1功能性便秘的診斷標準和分類

功能性便秘（functional constipation，FC）是臨床上常見的、非器質性原因引起的原發性、慢性便秘。2006年的羅馬Ⅲ中的便秘診斷標準[6]必須包括下列2個或2個以上癥狀：①至少有25%的排便感到費力;②至少25%的排便為塊狀便或硬便;③至少有25%的排便有排便不盡感;④至少25%的排便有肛門直腸的阻塞感;⑤至少有25%的排便需要人工方法輔助（如指摳、盆底支持等）;⑥每周少于3次排便。如果不使用導瀉藥，松散便很少見到;⑦診斷腸易激綜合征依據不充分;⑧患者須在診斷前6個月出現癥狀，在最近3個月滿足診斷標準。FC依據結腸、肛門直腸動力障礙特點為基礎分為慢傳輸型便秘（slow transit constipation，STC）、出口梗阻型便秘、混合型便秘。

2.2 STC

STC在臨床最常見，表現為腸道動力降低、腸內容物從近端結腸向遠端結腸運動的速度低于正常人，引起腸道水代謝異常，糞便中水分的重吸收增加或分泌減少，導致大便含水量減少，大便干結，排便費力。臨床通過排糞造影、胃腸X線檢查進行鑒別診斷。該病發病機制仍不明確，病因復雜，如不良的飲食生活習慣、經常忽視便意，造成結腸反射敏感性減弱、精神抑郁或過分激動等。

3 AQPs的表達改變與便秘的關系

STC機制的研究中，對不同便秘造模方法的動物結腸AQPs進行檢測，發現結腸的單個或多個AQPs表達改變后，腸腔水分減少，導致大便干結、排便困難[7-9]。

3.1中藥方劑調節AQPs的表現

中醫古籍《黃帝內經》中有關于便秘生理病理最早的文獻記載，名為“大便難”“后不利”[10]，病位在太陰，與脾胃受寒，腸中有熱和腎病相關。中醫病機認為便秘乃津液不足，腸失濡潤。臨床辨證施治，使用單味中藥或方劑改善大腸枯燥，水液匱乏，多能收到顯著的效果。

馬黎倩等[11]觀察到增液湯有效緩解便秘的效果，同時使腸道AQP3表達上升。占煜等[12]發現生大黃改善便秘的重要機制之一為通過下調鼠結腸AQP3mRNA及蛋白表達水平，阻止結腸對水分吸收，恢復糞便含水量。硝菔通結方乃清代名醫張錫純所創，其臨床療效確切，多個實驗選用本方灌胃便秘大鼠，出現結腸AQP3表達減少，結腸內含水率提高，結果一致[13-15]。通便顆粒治療便秘，結腸AQP3、AQP8的蛋白表達受到抑制，數量減少[16]。方圓之等[17]用白芍直接作用于便秘大鼠腸道，降低了AQP4的表達，通過增加腸道水液而產生瀉下的作用，且效果與劑量成正比。探討腸潤方改善便秘機制的研究中，該方降低便秘大鼠近端結腸AQP3表達，上調遠端結腸AQP9的含量[18]。芪榔合劑治療便秘的研究中，AQP4、AQP8的表達量有一定的下調[19]。化瘀通便湯降低結腸AQP1、AQP3的表達來緩解STC[20]。便塞通合劑減少結腸黏膜AQP3的表達，從而減少腸道對水分的吸收[21]。

3.2西醫對便秘結腸上AQPs的研究

Ikarashi等[5，22]發現嗎啡導致的便秘患者結腸AQP3呈高表達，提示該亞型調節腸道糞便含水量發揮著重要作用。洛哌丁胺是臨床用于對抗腹瀉的藥物，也是實驗常用的便秘造模藥劑，李立勝等[23]將該藥用于腹瀉大鼠模型后，發現升、降結腸的低水平AQP4表達量逆轉。吳霜等[9]的研究顯示，便秘組大鼠遠端結腸、直腸分布的AQP3，近端腸上皮頂點的AQP8表達均提高。姬甜麗等[8]評測復方地芬諾酯構建的便秘模型，檢測到AQP3、AQP4高表達的分組便秘指標更為突出。王曉玲等[24]觀察到便秘大鼠升結腸AQP4表達增加、降結腸AQP9減少顯著，提示AQP4在升結腸吸收腸道水分，AQP9在降結腸分泌腸液。趙兵等[7]的實驗也發現便秘模型升結腸AQP1高量表達，顯著提高近端結腸對水分的吸收。拉克替醇聯合嬰兒雙歧桿菌可以改善糞便含水量，促進腸蠕動，其腸道AQP3的表達增強[25]。Ikarashi[26]關于比沙可啶通便作用的研究顯示，可下調AQP3。傳統觀點認為乳果糖提高腸腔滲透壓，減少腸腔分液進入血液緩解便秘，但新的研究顯示，乳果糖同時下調結腸AQP4的表達，增加糞便的含水量[27]。

切除大鼠部分結腸后，剩余結腸黏膜中AQP3、AQP9mRNA及蛋白表達量明顯增加，引起腸吸收水分的代償性增多而減少糞便含水量，發生便秘[28]。Rump等[29]發現腎上腺素受體特布他林減輕脂多糖（LPS）誘發AQPs1、AQPs15表達的變化。

4小結與展望

隨著現代社會生活節奏的加快，便秘作為一種全球高發的常見病，不僅誘發多種疾病，而且長期使用瀉下、通便藥物存在著治療效果不佳、易產生依賴、花費大量金錢等問題，嚴重影響人們的身心健康和生活質量。關于便秘病理機制的研究，主要聚焦在腸道動力不足和水液代謝失衡兩大方面。AQPs參與人體水液代謝的調節，分布在結腸上的AQP亞型對腸腔內的水液輸布平衡具有重要作用。因此，將AQPs作為靶向調節點，通過改善結腸對水分的過度吸收和（或）腸液分泌減少，進而治療便秘，有望成為治療便秘的路徑或藥物研發基礎。明確AQPs的腸道分布、表達改變和水液輸布的關系，為下一步的研究提供重要科學依據。

中藥方劑或單味藥在改善便秘的研究中，對腸道內AQPs的調節作用明確，個別研究中同時有多個亞型作用后表達發生改變，這可能和中藥本身具有多成分的特性相關。相對于常用的西藥導瀉，中藥本身具有純天然、副作用少等優勢。利用現代生物技術手段，分析中藥具有“啟動”作用的具體成分，對明確AQPs表達受控因素提供更為清晰的證據鏈。

腸道內的AQPs表達可能受到體內多種因子或者通路的影響。如P38絲裂原激活蛋白激酶（P38MAPK）具有細胞信息傳遞的功能，其阻斷劑能阻斷P38磷酸化，抵消潤腸方下調AQP3、AQP9的表達[18，30]，提示該物質可能作為調控AQPs的關鍵啟動子。前列腺素E2（PGE2）是細胞生長和調節因子，在比沙可啶的研究中，AQP3下調可能是PGE2分泌引發的結果[26]，大黃治療便秘的機制，也觀察到了該指標的變化[12]。蛋白激酶C（PKC）激動劑下調AQP4mRNA表達并促使AQP4磷酸化，PKA抑制劑阻斷AQP4磷酸化，并減少水的轉運能力。同時便秘也存在腸神經系統異常，腸神經肽刺激腸道分泌，其活性物質與AQPs是否存在關聯？胃腸道神經遞質-血管活性常肽（VIP）能觸發環磷酸腺苷-蛋白激酶（cAMP-PKA）通路調節AQP3[15，31-32]。同一AQP亞型引起相同的通便效應卻在不同的研究中表達變化相反[11，13-15]，考慮可能是受到機體內環境其他因素的影響，如pH值，鈣離子，氯離子，腸腔滲透壓，或其他AQPs亞型的參與，或尚不明確的其他因子、通路參與。這些問題有待更多的實驗研究證實。

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（收稿日期：2019-09-10 ?本文編輯：劉克明）