基于“心與小腸相表里”探討心肌缺血再灌注損傷的防治策略

周芙瓊，左可可，顧 寧

急性心肌梗死是心血管病領域內的危急重癥，致死率極高，及時進行再灌注治療(經皮冠狀動脈介入治療、溶栓治療)是臨床上的首選治療方案[1-3]，但同時會導致心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)。MIRI的加劇主要表現為心肌頓抑、嚴重致死性室性心律失常、不可逆的心肌細胞損害以及心肌梗死面積進一步增加，是導致急性心肌梗死病人預后不良的關鍵因素[4-5]?？梢?，MIRI已成為急性心肌梗死臨床治療手段中的一大阻礙。MIRI屬于中醫學“胸痹”“真心痛”的范疇?，F代研究表明，腸道菌群與MIRI的發生發展關系密切[6-8]。中國科學院陳可冀院士團隊研究指出，中藥可通過調節腸道菌群防治冠心病[9]，這正符合中醫“心與小腸相表里”的傳統理論。近年來，中醫藥防治MIRI取得了一定進展，但其精準機制、作用靶點尚未十分明確。為此，本研究基于“心與小腸相表里”理論，探討腸道菌群與MIRI的關系，以期為中醫藥通過重塑腸道菌群防治MIRI研究提供一定的理論依據。

1 中醫“心與小腸相表里”的理論內涵

手少陰心經屬心下絡于小腸，手太陽小腸經屬小腸上絡于心，心與小腸之間通過經脈互絡關系構成臟腑的表里關系?！侗静菔鲢^元》記載：“夫心為火主，氣者火之靈也，而小腸與之合。心不司氣化，而小腸為心司氣化之權，又心生血，而小腸即為血化之府”。在心陽之溫煦和心血之濡養下，小腸的化物功能才能正常行使?！夺t經精義便讀》曰：“飲主化氣，食主化血，食物在小腸皆化為液……遂上奉心而生血，所以小腸為心之腑，乃心所取材處”“小腸主受盛化物，泌別清濁”，小腸吸收水谷精微，分清別濁，其精華部分交由脾氣轉運上輸于心，從而化精血以滋養心脈。若小腸功能失常，則會導致氣血失和，瘀血阻滯，心脈不暢，進而發為胸痹。

2 腸道菌群與MIRI的相關性研究

人類的腸道菌群是一個由微生物群落組成的極為復雜的生態系統，而這個微生物群落又包含著上千種細菌，以及其他共生生物，如古生菌、病毒、真菌和原生生物等[10-11]。現代研究發現，腸道菌群在人體營養物質的消化、吸收及排泄過程中發揮著重要作用。腸道菌群一方面可以分泌各種各樣的酶，與營養物質相互作用促進其吸收入血；另一方面還可以輔助將消化過程中所產生的代謝產物排泄出體外[12]。由此可見，腸道菌群參與了小腸“受盛化物，泌別清濁”的過程[13]，菌群失衡則小腸的生理功能失常，既有礙于“心”對營養物質吸收，也促進了“心”對有害物質的吸收，從而誘發或加重心血管疾病[14-16]。

2.1 腸道菌群失調與MIRI的聯系 腸道菌群是人體健康生理生態系統的重要組成部分，越來越多的證據表明腸道菌群失衡是導致或促進心血管疾病發生發展的危險因素。Bai等[17]研究顯示，在門的水平上，MIRI大鼠腸道菌群中厚壁菌門(firmicutes)相對豐度增加，擬桿菌門(bacteroidetes)相對豐度降低，軟壁菌門(tenericutes)相對豐度顯著增加，在屬的水平上，Clostridiales、RF39、S24-7、Desulfovibrio和Allobaculum相對豐度顯著增加，而這些腸道細菌與腸上皮細胞凋亡、腸道屏障損傷、脂多糖(LPS)產生和炎性因子增加密切相關[18-20]。

2.2 腸道菌群代謝產物與MIRI的聯系

2.2.1 三甲胺 腸道菌群能夠代謝食物中的膽堿、左旋肉堿、甜菜堿等物質，將其轉化為三甲胺(trimethylamine，TMA)，TMA進一步被肝臟分泌的黃素單加氧酶(flavin monooxygenase，FMO)氧化，生成氧化三甲胺(trimethylamine oxide，TMAO)。TMAO可以通過調節G蛋白偶聯受體(GPCR)-磷脂酶C(PLC)信號通路的下游1，4，5-三磷酸(IP3)信號通路，誘導血小板中鈣的釋放，激活血小板[21]。TMAO已被證實能加速冠心病的發生發展，提高血小板反應性并增強血栓形成風險。臨床研究發現，急性冠脈綜合征病人血漿TMAO水平顯著增高[22]，TMAO以劑量依賴的方式加重動脈血栓風險(心肌梗死、腦卒中和死亡)[23-25]。實驗研究發現，大鼠行心肌缺血再灌注后，血漿中TMAO水平顯著升高[26]。氯吡格雷(腺苷二磷酸受體拮抗劑)是冠心病病人經皮冠脈介入術及急性冠脈綜合征病人的主要治療藥物之一，TMAO可減弱氯吡格雷對血小板聚集的抑制作用，誘導氯吡格雷抵抗，增加心肌血栓形成負擔，從而加重MIRI[27]。

2.2.2 LPS 炎癥反應在MIRI的發展過程中具有重要作用，及時有效地調節炎癥反應有利于修復受損的心肌[28]。腸道菌群與炎癥反應之間的關系密切，有報道指出腸道菌群失調，腸道微生物(尤其是革蘭氏陰性菌)所產生的LPS通過增加腸道通透性進入外周循環，進而使機體出現慢性的低度炎癥[29]；而進入外周的LPS又會進一步損害腸道屏障完整性，加重機體炎癥反應[30]。Bai等[17]的研究顯示，MIRI大鼠血漿中脂多糖結合蛋白(LPS的標志物)的水平較假手術組顯著升高，同時，MIRI大鼠血漿中白細胞介素(IL)-6和IL-12水平升高，心肌組織Toll樣受體4(TLR4)和IL-6的蛋白表達亦顯著增加。這些結果表明，心肌缺血再灌注后腸道屏障受損，腸道菌群紊亂產生大量LPS，LPS通過受損的腸道屏障進入循環系統引起心肌炎癥反應，從而加重心臟損傷。

2.2.3 短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFAs) SCFAs是由膳食纖維、蛋白質和多肽經盲腸和結腸中的厭氧細菌發酵而產生的代謝產物，其主要包括丁酸鹽、乙酸酯和丙酸鹽[31]。SCFAs中的丁酸鹽、丙酸鹽已被證實可改善腸道通透性，進而能夠抑制炎癥反應[32]。Yu等[33]研究發現，口服丁酸鹽能減輕缺血再灌注大鼠的心肌損傷，且缺血再灌注所引發的心肌炎癥反應、氧化應激和凋亡的情況也得以緩解。其機制可能是丁酸鹽作用于“腸-腦”神經回路，逆轉了心肌缺血再灌注誘導的自主神經失衡，并抑制了下丘腦室旁核(paraventricular nucleus，PVN)和頸上神經節(superior cervical ganglion，SCG)的神經活性，減少了大腦到心臟的交感神經輸出。

2.2.4 苯乙酰甘氨酸 從食物中攝取的部分苯丙氨酸進入大腸，經腸道菌群代謝為苯乙酸，苯乙酸又經循環系統轉運至肝臟，與谷氨酰胺結合產生苯乙酰谷氨酰胺(PAGln，人和靈長類動物)或苯基乙酰甘氨酸(PAGly，嚙齒類動物)[34-35]。體內PAGly長期異常升高與心力衰竭、腦卒中和冠心病密切相關[36-37]；升高的PAGly水平是主要不良心血管事件的獨立預測因素[38]。但是，Xu等[39]研究發現，短期給予適量的PAGly能顯著抑制缺血再灌注損傷引起的心肌細胞凋亡，減少心肌梗死面積，其機制可能是PAGly通過激活心肌細胞β2AR介導的Gαi/磷酸肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號級聯通路，從而發揮抗凋亡的作用。

3 中醫藥調節腸道菌群防治MIRI

3.1 中藥 臨床上中藥多以口服方式給藥，其必然與腸道微生物產生相互作用，部分中藥成分由于口服生物利用度較低，以原型藥物形式存在于腸道內，從而直接調控腸道菌群及其代謝；同時，多元的中藥成分結構會被腸道細菌代謝進而發揮藥效[40]。因此，對腸道菌群的調控是中藥成分發揮藥效的重要途徑。

鹿紅顆粒能夠減輕大鼠心肌缺血再灌注損傷，其潛在機制可能是方中黃芪、黨參、桂枝等藥材的多糖、多酚類有效成分顯著增加腸道微生物物種的多樣性與豐度，進而改善腸黏膜充血水腫，恢復腸黏膜屏障功能，從而阻止內毒素入血、減輕心臟炎癥[41]。矢車菊素-3-葡萄糖苷可通過改變腸道菌群結構，減少MIRI小鼠心肌氧化應激和線粒體損傷，從而保護缺血再灌注后的受損心肌[42]。

3.2 針灸 大鼠行心肌缺血再灌注后給予7 d電針刺激，結果顯示，電針干預可重塑腸道菌群結構，逆轉MIRI后Clostridiales、RF39、S24-7、Desulfovibrio和Allobaculum相對豐度的變化，改善受損的腸道屏障功能，減少LPS的產生，從而抑制循環和心肌炎癥，最終發揮心臟保護作用[17]。采用電針預處理MIRI大鼠的內關穴、足三里穴能夠顯著減輕其心肌損傷，進一步研究發現，電針預處理后MIRI大鼠腸黏膜炎性損害顯著改善，腸道菌群得以重塑，有益菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌等)數量增多，部分條件致病菌(大腸桿菌、腸球菌、擬桿菌、消化鏈球菌等)數量明顯減少[43]。

4 小 結

越來越多的證據表明，腸道菌群與MIRI的發生發展密切相關，調節腸道菌群及其代謝產物或可成為中醫藥防治MIRI的關鍵靶點。明確中醫藥通過改變何種菌群、何種代謝產物，進而影響何種通路減輕心肌損傷，可為MIRI的防治提供新的策略和依據。

現代研究表明，鐵死亡(一種由鐵代謝失調所導致的病理現象)是MIRI產生的關鍵環節，阻止鐵死亡將可能成為減輕MIRI的有效途徑[44-47]。另有文獻研究表明，大鼠口服乳桿菌有利于減輕MIRI[48-49]，腸道乳桿菌可改善宿主鐵代謝穩態進而減少心臟等組織中鐵蓄積[50]。這些研究提示，乳桿菌或可通過調節機體鐵代謝減少心臟中鐵蓄積，進而抑制心肌細胞鐵死亡，其可能是防治MIRI的有效靶點。此外，對于與MIRI發生發展相關的腸道菌群代謝物研究目前主要集中在TMAO、LPS、SCFAs、苯乙酰甘氨酸中，乳桿菌是否能生成其他的與MIRI相關的代謝物，中醫藥治療又是否能調節這些代謝物，還有待進一步探究。