孫健,李璟,彭興武
中藥與腸道菌群的相互作用研究進展
孫健,李璟,彭興武
(北京農業職業學院,北京 102442)
腸道中存在大量的細菌,在與動物或人類長期的共同進化過程中,與機體產生了密切的關系[1]。機體為共生菌提供合適的環境條件,共生菌也在機體內起到多種有益作用。如生成單糖和短鏈脂肪酸為機體提供能量;合成維生素、氨基酸為機體提供必需的營養物質;調節免疫功能并維持腸道穩態[2]。
近年來,研究發現諸多疾病的發生與腸道菌群失調有著密切的關系。腸道菌群失調不僅會導致多種胃腸道疾病[3],還會誘發肥胖、糖尿病等代謝性疾病和過敏性疾病[4]。有文獻報道,骨質疏松癥、心腦血管疾病、肥胖癥、抑郁癥、糖尿病、過敏性疾病等多種疾病均與腸道菌群失調有直接關系,腸道微生態平衡在維持人類和動物的健康中起著非常重要的作用[5]。
中藥在各類疾病的治療中發揮了重要作用,但關于其作用機理的研究至今尚不完全清楚,但調節腸道菌群、平衡腸道微生態是中藥發揮作用的重要途徑之一。中藥口服后,未被吸收的成分與腸道菌群接觸,在菌群的作用下中藥成分會發生一系列的生物轉化,如水解、氧化及還原反應,使中藥成分更易吸收、代謝甚至產生新的藥理活性,同時,中藥成分又會對腸道菌群多樣性、豐富度、以及菌群結構產生一定的影響。本文就中藥與腸道菌群的相互作用方面的研究進展進行綜述,旨在為合理用藥、新藥開發等研究提供參考。
1.1 腸道菌群對中藥活化作用 (1)中藥成分在腸道菌群的作用下會發生水解、氧化及還原反應,使中藥成分更易吸收、代謝甚至產生新的活性物質,中藥藥效會表現為活性增強。(2)一般認為皂苷類成分是人參、甘草、柴胡、麥冬、知母等中藥的有效成分,但此類成分需要經過腸道菌群的代謝轉化為苷元后,才能發揮抗腫瘤、降血糖、降血脂、保肝等藥理活性。黃酮苷類也是中藥的是一類非常重要的成分,進入腸道后在腸道菌群產生的α-鼠李糖苷酶、β-半乳糖苷酶等酶的作用下使黃酮苷裂解成苷元,或進一步裂環降解成酚酸后才能有效發揮其藥理活性[6]。番瀉苷是中藥大黃和番瀉葉的成分,其本身并無瀉下作用,但在腸菌還原酶的作用下轉化成大黃酸蒽酮[7],大黃酸蒽酮通過激活結腸巨噬細胞增加PGE2釋放,進而降低AQP3的表達,導致水分在結腸中滯留,從而產生瀉下作用[8]。(3)此外,牛蒡子苷、落葉松脂素、羅漢松脂素、亞麻籽木脂素等中藥成分也需要在黏液真桿菌、遲緩埃格特菌等腸道菌的作用下進行糖苷水解、脫甲基、脫羥基等一系列的反應,代謝生成腸內脂、腸二醇,才能產生藥理活性。
1.2 腸道菌群對中藥毒性的影響 (1)中藥在腸道菌群的作用下,經歷一系列的生物轉化后成分發生了改變,可能使原有中藥的毒性降低,也可能在使中藥毒性增強。(2)如雙酯二萜生物堿、烏頭堿、次烏頭堿、中烏頭堿為中藥川烏、草烏及附子中的毒性成分,具有心臟及神經毒性,雙酯二萜生物堿在體內可以發生C8位酯鍵的水解而生成毒性較小的單酯二萜生物堿,單酯二萜生物堿進一步水解可生成毒性更小的烏頭原堿,從而使毒性降低[9]。而與此相反,梔子中的成分梔子苷本身無肝毒性,梔子苷在體內代謝成其苷元京尼平之后具有顯著的肝毒性[10]。再如,馬錢子堿和士的寧是有毒中藥馬錢子的高毒性成分,經炮制后馬錢子中高毒性成分馬錢子堿和士的寧的含量會降低,低毒性的馬錢子堿、士的寧的氮氧化合物含量會增加。而在腸道菌群的作用下,低毒性的士的寧及馬錢子堿的氮氧化物會被還原為高毒性的士的寧及馬錢子堿,從而表現為毒性增強[11]。
2.1 單味中藥對腸道菌群的調節作用 (1)腸道菌群在對中藥進行生物轉化的同時也會受到中藥的影響,在中藥的作用下腸道菌群的結構會發生改變。如中藥中的多糖類成分,有類似于益生元的作用,能促雙歧桿菌、乳酸桿菌、嗜熱鏈球菌等益生菌的增殖,會間接抑制有害菌的生長。(2)宋克玉等人[12]研究發現黨參能顯著提高小鼠腸道乳桿菌水平,降低大腸桿菌水平;茯苓能顯著提高小鼠腸道雙歧桿菌的水平。鄢偉倫等人[13]發現白術可以促進雙歧桿菌和乳桿菌增殖,改善腸道內菌群結構。李平蘭等人研究發現枸杞子、地黃、黃芪等補益類中藥在體外對雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌增殖具有促進作用[14]。莫延利等人[15]使用蒲公英提取液治療荷瘤小鼠模型,發現蒲公英提取液可以促進小鼠腸道內雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長,抑制大腸埃希菌生長,改善小鼠的生存質量,提高小鼠的生存率。(3)此外,閆瑤等人[16]發現砂仁對抗生素所致腸道菌群失調小鼠有明顯的恢復作用;黃光偉等人[17]發現大黃其復方制劑對于病理模型動物失衡的腸道菌群有糾正作用。梁小瑞等人[18]發現金銀花、紫花地丁和連翹均可使腸道菌群數目增多,在不同程度上促進有益菌群繁殖,抑制致病菌群生長,具有調節腸道菌群結構的作用。
2.2 中藥復方對腸道菌群的調節作用 (1)陳琛等人[19]發現黨參、茯苓、白術、白芍和陳皮五味中藥制成的復方合劑能有效提高小鼠腸道乳桿菌、雙歧桿菌數量,明顯降低腸球菌數量。鞠寶玲等人[20]實驗發現四君子湯能促進腸道正常菌群(雙歧桿菌、乳桿菌、腸桿菌)的生長。李秋明等人[21]實驗證實健脾止瀉顆粒能通過對異常低下的厭氧菌產生扶植作用,使之與需氧菌的比值達到正常范圍,從而恢復脾虛證及抗生素腸道菌群失調模型小鼠微生態平衡。(3)此外,補肺湯可以通過調節哮喘模型大鼠腸道乳酸菌的數量,以緩解哮喘癥狀[22];黃芩湯可以通過改變腸道微生物群來改善葡聚糖硫酸鈉誘導的潰瘍性結腸炎[23];香薷散可以改變熱應激雞腸道菌群的多樣性和豐度,降低熱應激給蛋雞帶來的損傷[24];益氣健脾顆粒可以調節斷奶仔豬的腸道菌群,減少腹瀉的頻率[25]。
目前對中藥與腸道菌群相互作用的研究新發現層出不窮,研究成果讓人們對中醫藥有了進一步的認識。腸道菌群對中藥成分的生物轉化、中藥成分對腸道菌群的調節作用,表明腸道菌群可以作為中醫藥治療疾病潛在的靶點,調控腸道菌群是中藥發揮作用的一條重要途徑。因此,利用現代中藥學、免疫學、分子生物學手段探究腸道菌群結構與疾病的關系以及中藥對腸道微生態調節的機制具有非常重要的意義。
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(2021–03–07)
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A
1007-1733(2021)05-0074-03