王雪,朱林平
1.天津中醫藥大學,天津 301617;2.天津中醫藥大學第二附屬醫院,天津 300150
隨著科研技術的發展,腸道細菌的種類被日益 豐富,人們對其作用的認識也越來越明晰。大量實驗證實,止瀉方劑能明顯調整腸道菌群生物活性,改善臨床癥狀,一些腸道菌群也具有減毒增效作用。目前的研究一般都是通過ERIC-PCR技術記錄益生菌及有害菌數量變化來反映中藥的抑菌作用,但對其抑菌機制的研究較少。本文以此著手,從菌群活性、抗感染機制、中藥在生物體內的轉化等方面,探討常用止瀉方劑與腸道菌群的關聯性,現論述如下。
中藥復方可明顯增加有益菌數量,減少有害菌數量。目前已知的殺菌、抑菌機制為:①破壞菌體細胞壁、細胞膜結構,使菌體內蛋白質、AKP等胞質內容物外流,從而導致細菌死亡[1];②阻斷菌體蛋白合成路徑,使細菌代謝功能紊亂,從而抑制細菌生長[2];③為有益菌生長提供適宜的腸道內環境,并促使其在胃腸道黏膜表面黏附定植,再利用菌群間的競爭性排斥作用,間接拮抗有害菌生長[3]。現以下列方劑為例,闡述常用止瀉方劑對腸道菌群的影響及其抗感染機制。
1.1葛根芩連湯葛根芩連湯具有解表清里的功效,是治療濕熱泄瀉的首選方劑。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)能清除體內生成的過量自由基,過氧化氫酶(catalase,CAT)能催化H2O2分解為H2O和O2,防止細胞膜被過氧化,丙二醛(malondialdehyde,MDA)是造成細胞膜損傷的物質基礎。研究發現,葛根芩連湯能明顯上調直腸組織中的SOD、CAT活性水平,降低MDA含量,發揮防治直腸炎的作用[4]。余林中等[5]研究發現,方中黃連、炙甘草組合能明顯降低小腸推進率,減少腹瀉次數。黃芩具有退熱作用,與葛根配伍則藥效增強;炙甘草能減輕胃腸道實質性損害。劉茜明等[6]用氨芐西林灌胃建立巴馬小型豬抗生素相關性腹瀉模型,采用葛根芩連湯治療14 d后,對其不同腸段的細菌菌群結構多樣性進行檢測,發現較建模之初,乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌數量明顯增多,金黃色葡萄球菌、大腸桿菌,1型、2型志賀菌,腸炎桿菌數量明顯減少。由此可見,葛根芩連湯具有抗菌、抑制腸道蠕動、解熱消炎作用[7]。
1.2保和丸保和丸載于《丹溪心法》,具有增加胃腸運動、提高胃蛋白酶活性、促進消化液分泌、抗感染、降血脂等作用,主要用于治療消化不良、急慢性胃腸炎、腹瀉屬食積內停者,其蕩滌積垢而止瀉的作用機制屬“通因通用”治法。方中山楂可消肉食油膩之積,神曲化酒食陳腐之積,萊菔子除谷面之積。在其有效成分中,有機酸能夠促進消化腺活動、幫助食物的吸收,改善患者的食欲;橙皮苷能增強腸道平滑肌的收縮運動,促進胃排空和小腸推進;連翹苷的專屬性較強,主要清除食積產生的熱能[8]。已知消化酶如淀粉酶、蛋白酶主要由腸道自身分泌,纖維素酶、木聚糖酶需要依靠腸道微生物才能產生,其活性可以間接反映相應腸道微生物的變化。有學者通過實驗研究發現,保和丸能下調木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶和蔗糖酶活性水平,促進梭菌目、脫硫弧菌目、產氫細菌目菌群數量,減少擬桿菌目、芽孢肝菌目、乳桿菌目、伯克氏菌目等菌群數量[9-10]。
1.3參苓白術散漿細胞是胃腸道黏膜固有層的重要成分之一,它能產生大量分泌型IgA,這是胃腸道防止細菌入侵的主要物質,一旦此過程障礙,致使分泌型IgA缺乏,就會引起胃腸道內有害菌過度繁殖,導致疾病發生[11],這恰合“百病皆由脾胃衰而生”理論。參苓白術散出自《太平惠民合劑局方》,方中山藥健脾益氣、補肺脾腎,山藥多糖可提高昆明種小鼠腸道內雙歧桿菌和乳酸桿菌數量,降低腸桿菌與腸球菌,使腸道微生態趨于平穩[12]。白術、茯苓可降低模型小鼠的腸道pH值,明顯促進小腸上皮細胞修復,改善腸蠕動功能,對腸道正常菌群均有扶植作用,并可提高雙歧桿菌的黏附性[13]。薏苡仁提取物在體外能促進乳桿菌、雙歧桿菌等益生菌生長,抑制有害菌生長[14]。楊旭東等[15]采用參苓白術散灌胃脾虛小鼠,發現其益生菌數量逐漸恢復正常,腸壁肌層厚度顯著增加,紊亂的腸黏膜微絨毛、腫脹化線粒體均有顯著改善。蔣雨琪等[16]發現,參苓白術散能明顯改善腹瀉患兒降鈣素原、sIgA含量、血清二胺氧化酶及糞便球/桿菌比例水平。保和丸的止瀉機制有:①增加SOD活性,下調MDA含量,緩解腸黏膜損傷;②下調促炎細胞因子[腫瘤壞死因子-α、白細胞介素(interleukin,IL)-8、IL-6]水平,上調抗感染細胞因子水平,從而增強腸道免疫功能;③下調血漿金屬蛋白酶(由腸黏膜基質細胞和炎性細胞產生,過度表達會促成結腸黏膜損害和炎癥發生)水平,改善腸黏膜通透性;④通過促進Occludin蛋白表達,下調Caspase-8蛋白水平而加速受損腸黏膜的修復,通過增加AQP4蛋白表達,改善機體水液代謝功能而達到止瀉目的;⑤通過減少p38MAPK蛋白含量,抑制炎癥損傷和細胞凋亡[17]。
1.4四神丸四神丸出自《證治準繩》,是治療脾腎陽虛泄瀉的經典方劑,它可從機械、免疫及化學屏障、腸道菌群等方面維持腸道黏膜屏障的完整性,通過調節腸上皮細胞的增殖與凋亡,調節Rho/ROCK、TLRs/NF-kB及Ghrelin-CaM-MLCK信號通路,改善腸道功能[18]。王迪等[19]研究發現,乙酰膽堿、氯化鋇可引起腸道痙攣,使腸管平滑肌活動量增加,從而導致腹瀉,四神丸對其有明顯的抑制作用,可降低脂質過氧化所致細胞毒性,消除腸黏膜炎癥。王曉東等[20]用四神丸灌胃脾虛小鼠后,小鼠腸道內桿菌、類桿菌、球菌、乳酸桿菌數量逐漸恢復正常,腸黏膜炎癥改善。
1.5痛瀉要方目前,較明確的腹瀉機制包括腸組織中促炎因子的過度表達、5-羥色胺信號系統的異常、胃腸道菌群平衡失調以及內臟高敏感等[21]。痛瀉要方是治療肝郁脾虛型腹瀉的經典名方,出自《丹溪心法》,方中白術含有蒼術酮、白術內醋、揮發油等化合物及多糖,對多種有害菌有不同程度的抑制作用,并能提高小鼠血液中白細胞吞噬各種病菌的能力。防風有較強的抑菌作用,能有效抑制綠膿桿菌、痢疾桿菌、金黃色葡萄球菌的生長[22]。陳皮可以抑制胃潰瘍,輕度抵抗幽門螺旋桿菌,改善胃腸蠕動,促進胃排空[23]。痛瀉要方止瀉的作用機制為:①調控腸道神經介質與免疫細胞間的關系;②調控外周神經叢初級感覺神經元的敏感性;③降低肥大細胞MC相關因子的表達,減少肥大細胞產生;④降低中樞促腎上腺皮質激素釋放因子CRF表達,以降低內臟高敏感性,促進腸上皮屏障重建與黏膜修復[24]。另外,研究者發現,痛瀉要方還具有調控腦-腸互動、糾正胃腸激素水平、提高免疫力、抑制腸道平滑肌收縮及保護腸黏膜屏障等多種功能[25-26]。
1.6其他低劑量應用黃連解毒湯對雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長起促進作用,對條件致病性的生長起抑制作用。而長期高劑量服用黃連解毒湯,則會產生類似濫用抗生素的破壞作用,使腸道組織受損[27]。補中益氣湯能增強小鼠腸黏膜的免疫功能,使腸道益生菌如枯草芽孢桿菌、腸球菌數量得到提升[28]。大黃牡丹皮湯可以提高保加利亞乳酸桿菌整體的繁殖水平,顯著提高代謝產物L乳酸、D乳酸的分泌量[29]。健脾清腸湯可以降低大腸桿菌含量,增加雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌數量[30]。
正常情況下,腸道黏膜菌群的表層以腸球菌和大腸埃希菌為主;中層以類桿菌為主;深層以乳酸桿菌和雙歧桿菌為主[31]。實驗研究發現,乳酸菌對病原菌入侵有較好的抵御作用,能維持腸道內環境穩定[32]。雙歧桿菌通過促進B淋巴細胞分化成熟,提高自然殺傷細胞殺傷力,加速T淋巴細胞增殖,從而使宿主建立的免疫系統趨于完備[33]。而條件致病菌如產氣莢膜梭菌,則通過產生內毒素來抑制機體免疫功能,從而導致機體疾病的發生。
黃芩苷是黃芩中黃酮苷的主要成分,不能直接吸收,而是在腸道菌群的作用下轉化為代謝產物黃芩素后被吸收,在體內重新結合,從而發揮藥物作用[34]。葛花的主要異黃酮成分是尼泊爾鳶尾異黃酮,張國哲[35]發現,其在腸道菌群的作用下發生化學反應,產生代謝產物鷹嘴豆芽素A,從而發揮作用。人參的主要活性成分是人參皂苷,它的生物活性很低,在人體內的代謝主要通過雙歧桿菌、梭菌等菌群的作用[36]。烏頭堿在人腸內細菌的環境下易發生化學反應,使具有較高毒性的雙酯型生物堿轉化為相對應的單酯型和脂類生物堿,從而降低毒性[37]。華蟾毒精、羥基華蟾毒精可由人腸內細菌分別代謝為去乙酰基華蟾毒精和去乙酰基羥基華蟾毒精,原形化合物能有效抑制癌細胞活性,而其代謝產物無活性[38],這提示腸道菌群可使藥物的某些成分喪失藥用價值,也提示含有華蟾毒精等成分的抑癌制劑除口服外,存在更有效的給藥途徑。
止瀉方劑與腸道菌群的關聯性可簡單概括為彼此的雙向調節作用。一方面,腸道菌群與中藥復方發生化學反應,將不能被機體直接吸收的成分轉化為可被吸收的效用成分,進而幫助中藥復方發揮作用;另一方面,中藥復方不僅可破壞細菌細胞壁、細胞膜結構,阻斷其蛋白質合成,抑制有害菌生長,還可促使優勢菌群在胃腸道黏膜表面黏附定植,恢復菌群動態平衡狀態。因此,臨床采用止瀉方劑可調整腸道菌群活性,改善菌群紊亂造成的一系列臨床癥狀。目前,關于止瀉方劑選擇性殺滅有害菌的分子生物學的作用機制尚未明確,且無菌動物造模方法難以達到理想水平。今后應進一步加強相關實驗研究,為臨床應用提供理論依據。