保和丸治療食滯胃腸證泄瀉的腸道微生態(tài)機制研究進展

周 康,肖嫩群,譚周進

周康,肖嫩群,譚周進,湖南中醫(yī)藥大學(xué)微生物教研室 湖南省長沙市 410208

0 引言

食滯胃腸證泄瀉又被稱為“食積泄瀉”、“傷食泄”,指食物過多停滯在胃腸,使機體消化功能運化困難,導(dǎo)致腹瀉的胃腸道疾病.西醫(yī)常用促胃動力藥、助消化藥治療食滯相應(yīng)病癥,但常治標(biāo)不治本,如多潘立酮可直接對胃腸道的D2受體起作用,使腸胃蠕動回復(fù)正常水平,是臨床上的常用西藥.但多潘立酮對胃腸道功能沒有改善作用,在治療年齡偏大、機體衰弱人群時效果不理想,且對功能性消化不良的治療中常有腹痛、頭暈等副作用.而保和丸根據(jù)具體病情在原方加減藥味、靈活給藥,臨床上用于消化不良、嬰幼兒腹瀉、急性胃炎、急慢性腸炎等病證時,常能且達到標(biāo)本兼治的效果.此外,根據(jù)中醫(yī)辨證用藥理念,使保和丸聯(lián)合其他藥味、西藥和中醫(yī)特色療法,治療效果往往好于保和丸單用.腸道微生態(tài)是一個動態(tài)、穩(wěn)定的系統(tǒng),其中棲息著的菌群之間分泌物質(zhì)互相制約或共生,與腸道粘膜環(huán)境共同構(gòu)成生物屏障,并分泌大量的活性酶參與到機體食物的消化代謝中.正常腸道菌群中人體中需氧菌和厭氧菌比例約為1∶1000,其中厚壁菌門和擬桿菌門為主要的優(yōu)勢菌,分別占據(jù)了總菌群60%和20%以上的數(shù)量.隨著宏基因組測序技術(shù)的發(fā)展,人們可以直接提取在環(huán)境樣本中所有微生物的DNA進行測序分析.這種方法不僅避免了環(huán)境培養(yǎng)中造成的污染,而且獲得的菌群數(shù)量遠遠大于傳統(tǒng)的培養(yǎng)方式,使腸道菌種在腹瀉等疾病所發(fā)揮的作用進一步被闡明,腸道菌群與腸道酶、腸道環(huán)境的作用關(guān)系更加明確.有研究報道,腸道菌群失調(diào)、腸道酶活性變化、腸道環(huán)境受損都能對腸道微生態(tài)造成影響,導(dǎo)致腹瀉的發(fā)生.同時部分中藥復(fù)方治療腹瀉的機理也被證明與調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)、腸道酶活性、改善腸道環(huán)境有關(guān),如參苓白術(shù)散能通過調(diào)節(jié)乳桿菌科菌種的數(shù)量來改善腹瀉患者的臨床癥狀、痛瀉要方能通過上調(diào)乳糖酶活性和修復(fù)上皮細胞功能來緩解肝氣乘脾泄瀉、白術(shù)多糖能促進腸道粘膜的修復(fù)來緩解大腸桿菌腹瀉.因此本文將通過腸道菌群、腸道酶、腸道環(huán)境三個方面闡述食滯泄瀉對腸道微生態(tài)的影響,及保和丸通過這三個方面對腸道微生態(tài)的作用,為保和丸治療食滯泄瀉的微生態(tài)機制研究闡明思路.

1 保和丸治療食滯胃腸證泄瀉與腸道菌群的關(guān)系

1.1 食滯泄瀉與腸道菌群 腸道菌群的平衡可以側(cè)面反映機體的健康程度,同時也能有助于減少和預(yù)防食滯的發(fā)生.如腸道菌群對體內(nèi)的一些碳水化合物和植物多糖吸收轉(zhuǎn)化而形成的代謝產(chǎn)物-短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFA),SCFA具有給人體和微生物供能、維持腸道穩(wěn)態(tài)、抗炎、減輕食物過敏等正向作用.有研究報道,SCFA可促進抑胃肽、胰高血糖素樣肽-1等激素的分泌,而這些激素能作用于大腦神經(jīng)受體,起到抑制食欲的作用,從而使飲食節(jié)律,降低食滯胃腸證泄瀉發(fā)生的機率.食滯泄瀉會導(dǎo)致產(chǎn)SCFA菌種豐度的下降,如王云等按奶粉、豆粉、魚松、面粉(1∶2∶1∶1)制成高熱量高蛋白飼料(以下簡稱精制飼料)喂養(yǎng)+50%牛奶灌胃制造食滯泄瀉大鼠模型.對大鼠盲腸腸道菌群進行測序后發(fā)現(xiàn),菌群Chao1指數(shù)和Observed-species指數(shù)明顯降低,疣微菌門菌種相對豐度顯著上升,厚壁菌門菌種相對豐度下降.在屬水平上,有益菌屬布勞特菌屬、、真桿菌屬、脫硫弧菌屬、紅蝽菌屬、厭氧弧菌屬和梭菌屬菌種相對豐度降低,醋弧菌屬菌群相對豐度增加.其中下降的多種菌種如乳桿菌、布勞特菌屬、真桿菌屬等都是可產(chǎn)生SCFA的有益菌種.麥楚填等用精制飼料喂養(yǎng)+奶粉和水(13∶12)混合制成牛奶灌胃制造食滯泄瀉小鼠模型.造模結(jié)束后小鼠萎靡不振、毛色黃暗淡無光,安靜少動,進食減少,腹部漲滿,大便黏膩質(zhì)軟.對小鼠糞便菌群測序后發(fā)現(xiàn),食滯泄瀉模型小鼠盲腸中厚壁菌門、螺旋體門與瘤胃球菌屬、密螺旋體屬等菌數(shù)量下降,而疣微菌門、迷蹤菌門與脫硫弧菌屬、普雷沃氏菌屬等致病菌數(shù)量上升.羅佳等用冰水灌胃加飲食不節(jié)方法制造脾虛食積小鼠模型.造模結(jié)束后模型小鼠精神萎靡,體態(tài)瘦弱,腸道推進率下降,進食量降低,大便溏軟不成形.對小鼠糞便菌群測序發(fā)現(xiàn),模型組門水平上厚壁菌門數(shù)量下降,擬桿菌門數(shù)量上升;屬水平上酸桿菌屬、雙歧桿菌屬數(shù)量減少,大腸埃希菌-志賀菌數(shù)量增加.食滯和腸道中的幽門螺桿菌(,)也具有一定的關(guān)聯(lián)性,Zhang等選取70例消化不良患者,將其分為陰性組(28例)、陽性組(42例),再將陽性組分為治療組(21例)和常規(guī)治療組(21例).陰性組和常規(guī)治療組均使用常規(guī)藥物治療,治療組給予根除治療加常規(guī)治療,并通過超聲檢查測定患者胃排空時間.在對比不同組別患者治療情況和胃排空食積后發(fā)現(xiàn)根除治療對消化不良具有一定的改善作用.

上述部分動物實驗表明食滯切實改變了腸道菌群的組成,其中門水平上主要集中在優(yōu)勢菌厚壁菌門數(shù)量下降,疣微菌門、擬桿菌門數(shù)量上升,而厚壁菌門和擬桿菌門比值的變化是腸道功能紊亂的主要原因之一.在屬水平上具體菌種變動結(jié)果則具有差異化,但基本上是使?jié)撛谥虏【托柩蹙N數(shù)量上升、有益菌和厭氧菌種數(shù)量下降.厭氧菌的減少會造成腸道菌群中生物屏障的能力下降、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和生產(chǎn)能力減弱,外來菌種的定植和攻擊增加.如以上研究結(jié)果中,食滯泄瀉導(dǎo)致的厭氧菌雙歧桿菌、乳酸菌數(shù)量下降會使人肉毒素更加容易進入血液,且使腸道屏障穩(wěn)固度下降、腸道菌群平衡不穩(wěn)并增加在胃黏膜上的附著及感染密度.而普雷沃氏菌屬是腹瀉為主要癥狀的腸易激綜合征的優(yōu)勢菌,食滯動物中普雷沃氏菌屬數(shù)量的上升會導(dǎo)致腹瀉的產(chǎn)生,大腸埃希菌-志賀菌的上升則會加重宿主的腹瀉程度并增加腸道感染、敗血癥的風(fēng)險.總之,食滯對菌群的作用破壞了腸道的穩(wěn)態(tài)平衡,造成一系列負面影響,使機體免疫力下降,并提供病菌良好的生長環(huán)境和條件,從而導(dǎo)致腹瀉等癥狀的發(fā)生.

1.2 保和丸與腸道菌群 腸道菌群對藥物的代謝和轉(zhuǎn)化能力遠勝于肝臟,因此腸道菌群也被喻為人體的“潛在器官”.如蔣家璐等對經(jīng)腸道菌轉(zhuǎn)化后的半枝蓮提取液進行檢測后發(fā)現(xiàn),提取液中木犀草素、漢黃芪素含量增加,野黃芪素含量呈先增后降趨勢,半枝蓮提取液對CYP1A1酶的抑制作用也得到了增強.同時腸道菌群也能被中藥中的成分所調(diào)節(jié)作用,高脂食環(huán)境是食滯的主要成因,而保和丸被服用后一部分物質(zhì)能與腸道菌群產(chǎn)生交互,并通過對腸道菌群的調(diào)節(jié)而起到調(diào)節(jié)血脂作用.如李玉波等用保和丸給藥長期高脂飲食喂養(yǎng)大鼠,發(fā)現(xiàn)保和丸在降低大鼠體內(nèi)的血清總膽固醇、低密度脂蛋白、三酰甘油含量時,增加腸道了中雙歧桿菌目、梭菌目、脫硫弧菌目、產(chǎn)氫細菌目菌群數(shù)量,減少紅蝽菌目、擬桿菌目、芽孢肝菌目、乳桿菌目、丹毒絲菌目、伯克氏菌目、氣單胞菌目、疣微菌目菌群數(shù)量.有研究報道,食積便秘小鼠腸道中上升的細菌、大腸埃希菌、乳酸菌數(shù)量經(jīng)保和丸治療后得到了下降,說明保和丸能使食積導(dǎo)致的菌種異常生長回復(fù)到正常水平,讓腸道菌群的組成趨于正?；?同時保和丸對相關(guān)腹瀉也具有良好作用,如何紅梅等將120例飲食積滯型相關(guān)腹瀉患者隨機分為對照組和治療組,每組60例,對照組給予三聯(lián)療法,治療組在此基礎(chǔ)上給與保和丸加減.對患者不良反應(yīng)和根除率檢查后發(fā)現(xiàn)加減保和丸在三聯(lián)療法的基礎(chǔ)上能降低不良反應(yīng),并在保證根除率的前提下對患者體征具有改善作用.

2 保和丸治療食滯胃腸證泄瀉與腸道酶的關(guān)系

腸道中具有豐富的碳水化合物活性酶,這些酶大部分都由腸道菌群編碼分泌,屬于腸道微生態(tài)系統(tǒng)的一環(huán).人體的正常食物消化和能量代謝循環(huán)都需要腸道酶的參與和運作.當(dāng)食物過多攝入時會使機體缺乏足夠的酶多來消化這些超出承受范圍的食物,造成腸道堵塞,從而腸道內(nèi)細菌上移而使腸道菌群失衡、腸道消化功能紊亂,造成腹瀉.因此腸道消化酶的活力與食滯的發(fā)生具有直接關(guān)系,而保和丸能通過提高或降低腸道酶的活性來對食滯泄瀉起到治療作用.

2.1 食滯泄瀉與腸道酶 腸道酶既是人體消化的主要動力也與腹瀉聯(lián)系緊密,如乳糖酶作為小腸吸收消化功能的標(biāo)志酶,多個動物腹瀉實驗研究中均有檢測到乳糖酶活性的下降.臨床上常見的嬰幼兒腹瀉就是因乳糖酶缺乏而無法吸收母乳或奶粉中的乳糖導(dǎo)致的,也是小兒消化不良的主要成因.Chumpitazi等在不同時間對被診斷為功能性消化不良的101名平均年齡11.2歲兒童患者和28名平均年齡10.6歲的兒童患者統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn),101名兒童患者中有47.5%至少患有一種二糖酶缺乏癥、28名兒童患者中有46.4%患有至少一種二糖酶缺乏癥,兩份調(diào)查中大部分二糖酶缺乏癥都是缺乏乳糖酶.乳糖酶、蔗糖酶、麥芽糖酶等二糖酶的缺乏會使宿主體內(nèi)攝入的雙糖缺乏消化,雙糖過多堆積后經(jīng)轉(zhuǎn)化生成有機酸和CO等氣體,進而刺激腸壁,加快腸道蠕動,使腸腔滲透壓升高、水分由腸壁轉(zhuǎn)向腸道,引發(fā)滲透性腹瀉.同時一些腸道菌種也會被吸引聚集,加快雙糖至有機酸等成分的轉(zhuǎn)化,使腹脹、腹痛、腹瀉等癥狀加劇.此外,大量高熱量高蛋白的食物堆滯所造成的不良刺激會導(dǎo)致應(yīng)激反應(yīng)過度、腎上腺皮質(zhì)激素過量分泌,使腸絨毛的再生受阻,導(dǎo)致腸道酶生長環(huán)境的破壞,從而為腹瀉創(chuàng)造產(chǎn)生環(huán)境.有研究報道,高脂肪食物中往往缺少能間接提高乳糖酶轉(zhuǎn)錄的蔗糖,導(dǎo)致高脂肪攝入的小鼠乳糖酶活力低于低脂肪小鼠.吳燕婷等分別給小鼠喂食低、高脂肪食物發(fā)現(xiàn),高脂食環(huán)境的雄性小鼠體內(nèi)乳糖酶活力比低脂食環(huán)境下更低.食滯中的大量高脂肪食物也會造成腸道菌群失衡、腸道粘膜屏障脆化,進而使主要分布在腸道黏膜微絨毛膜表面和腸道內(nèi)容物的乳糖酶活性下降,進而導(dǎo)致腹瀉.腸道中的蛋白酶和淀粉酶能促進機體消化能力,且淀粉酶對急性腹瀉的持續(xù)時間具有減緩作用,而食滯會導(dǎo)致消化酶活力的下降.如王鹿萍用玉米粉、豬油、鮮雞蛋、白糖等制成的混合飼料制造食積內(nèi)熱大鼠模型,發(fā)現(xiàn)模型大鼠的胃蛋白酶顯著下降.劉成全等用肉松、蛋黃粉、玉米粉、豬油、白糖、牛奶粉制成的高脂高蛋白飼料喂養(yǎng)大鼠制造食滯泄瀉模型,造模后精神萎靡、少動、消瘦、毛色枯黃,大便出現(xiàn)軟便、溏便.對消化相關(guān)指標(biāo)進行檢測后發(fā)現(xiàn),模型大鼠體內(nèi)淀粉酶活性下降、胃泌素、胃動素分泌減少.

2.2 保和丸與腸道酶的關(guān)系 保和丸能增加胃蛋白酶的活性,提高胃的排空能力,使高脂食中部分活性過高的酶回復(fù)正常水平.如何云山等用精制飼料飼養(yǎng)制造食滯便秘模型,發(fā)現(xiàn)模型小鼠體內(nèi)的淀粉酶、蛋白酶、蔗糖酶、木聚糖酶的活性均高于正常組,經(jīng)保和丸治療后以上酶和淀粉酶的活性均得到下降.其中淀粉酶、蛋白酶等人體自身可生產(chǎn),但木聚糖酶需要依靠腸道菌群的分泌,說明保和丸具有平衡機體酶活性的作用,這種作用可能是通過調(diào)節(jié)分泌特種酶的腸道菌種豐度達到的.

3 保和丸治療食滯胃腸證泄瀉與對腸道環(huán)境的關(guān)系

3.1 食滯泄瀉對腸道環(huán)境的損害作用 食滯泄瀉會對腸道微生態(tài)環(huán)境造成病理性改變,使食滯泄瀉小鼠較正常小鼠腸黏膜肌層厚度變薄,腸絨毛變短、萎縮不齊且排列紊亂.白辰等用白糖、奶粉、豬脂膏(2∶1∶2)配置的高脂飼料對大鼠灌胃制造食積胃熱泄瀉模型.期間大鼠毛色較黃蓬亂,體態(tài)消瘦,第2 d大便色淺,質(zhì)粘、較松散不成形,第4 d出現(xiàn)干硬大便.對模型大鼠結(jié)腸組織切片觀察發(fā)現(xiàn),結(jié)腸組織中黏膜肌層變薄、部分粘膜下方出現(xiàn)充血、纖維增生、水腫現(xiàn)象.彭紹忠等用奶粉、豆粉、面粉、魚松制成高熱量高蛋白飼料.造模后小鼠皮毛色黃無光澤,精神不振,蜷縮扎堆,食量減少;腹部膨隆脹滿,糞便黏膩質(zhì)軟,呈棕黃色.用ELISA法檢測結(jié)腸組織后發(fā)現(xiàn)食滯小鼠腸道粘膜中免疫球蛋白SIgA含量顯著下降.SIgA能刺激腸道黏液的分泌,增加腸道排出內(nèi)毒素的能力,因此食滯能通過降低SIgA含量來削弱腸道粘膜的免疫功能.食物堆積產(chǎn)生的積熱同樣對腸道環(huán)境具有負面作用,劉鐵鋼等精制飼料和52%牛奶灌胃加FM1流感病毒感染制造食積肺炎模型,造模后小鼠少動,卷縮扎堆,毛發(fā)暗淡無光,大便質(zhì)稀.對小鼠腸黏膜進行檢測,發(fā)現(xiàn)食滯造成的積熱對肺部感染產(chǎn)生的積熱具有加成作用,導(dǎo)致上皮細胞中的緊密連接蛋白ZO-1受損、腸上皮組織的間隙增大、炎癥因子含量升高,從而使腸黏膜通透性下降、腸黏膜機械屏障功能減弱.此外,有研究表明食滯對十二指腸的粘膜屏障功能具有破壞作用,其原理可能是對ZO-1和IL-1β含量的減少.

3.2 保和丸對腸道環(huán)境的修復(fù)作用 游豐鋒等用右旋葡萄糖硫酸鈉復(fù)制潰瘍性結(jié)腸炎小鼠模型并用保和丸灌胃給藥,發(fā)現(xiàn)保和丸能改變腸道菌群的多樣性,并能增加具有免疫調(diào)節(jié)、胃腸腸道粘膜屏障穩(wěn)定作用的菌的豐度,減少炎癥細胞數(shù)量和浸潤深度,且對受損的結(jié)腸組織粘膜有修復(fù)作用.因此,保和丸對腸黏膜屏障具有一定的修復(fù)作用.

4 思考與討論

如今大量油炸煎炒食物的出現(xiàn)和零食、肉食等厚味之品的易取便食,不僅對人們飲食結(jié)構(gòu)造成了極大的改變,也使食滯更加易發(fā).尤其在臟腑發(fā)育不全、脾常不足、貪戀甘肥而不知節(jié)制的小兒上,食滯胃腸證泄瀉更為常見,在中醫(yī)小兒腹瀉臨床分布排名統(tǒng)計中排名第二.但目前食滯與腸道微生態(tài)的研究中很大一部分都是對食滯便秘的研究,對食滯泄瀉中的腸道微生態(tài)研究還較少.在中醫(yī)泄瀉證型方面,食滯泄瀉動物模型微生態(tài)的研究數(shù)量也遠不如脾虛泄瀉,這可能是食滯證泄瀉模型的造模難度較大導(dǎo)致的,因為食滯既可能造成泄瀉也可能造成便秘.何云山等總結(jié)提出造模過程中要圍繞 “食滯”、“脾虛”、“濕盛”這三個食滯泄瀉的產(chǎn)生因素來進行,即利用飲食不節(jié)律、暴飲暴食、生冷或偏味食物刺激,營造外部環(huán)境的“食滯”與內(nèi)部環(huán)境的“脾虛”相互影響作用,并且“脾虛”推動內(nèi)部環(huán)境進一步形成“濕盛”,“脾虛”和“濕盛”兩者互相加重而形成泄瀉.故本文中引用的幾個食滯泄瀉造模過程中大都用到了牛奶或冰水以促進動物脾虛,若只是給與高脂高熱量食物則極易造成便秘,因此食滯泄瀉模型還需要進一步規(guī)范化.同時在保和丸對食滯泄瀉中腸道菌群產(chǎn)生的具體影響方面上,也仍缺少具體實驗研究.此外,本課題組在前期檢測過七味白術(shù)散、葛根芩連湯等止瀉復(fù)方對動物泄瀉模型的影響,發(fā)現(xiàn)動物體內(nèi)內(nèi)乳糖酶、淀粉酶、蔗糖酶、蛋白質(zhì)酶等酶活性具有不同程度變化.證明多種止瀉復(fù)方的療效與部分腸道酶具有緊密的關(guān)聯(lián)性,其止瀉作用甚至與修復(fù)腸道菌群中受損的乳糖酶基因結(jié)構(gòu)和多樣性有關(guān),而目前保和丸對食滯泄瀉中腸道酶的影響研究較少且酶的種類單一.在宏基因組學(xué)測序技術(shù)方面,主要有16S rRNA測序和全宏基因組散彈測序兩種方法,前者可以回答微生物菌群的“這里有什么”的問題,后者在前者的基礎(chǔ)上可以回答“能做什么”的問題且在物種鑒定上更加清晰.但目前在食滯泄瀉腸道菌群的研究上基本上都只用到了16S rRNA測序技術(shù),在食滯泄瀉對含腸道酶基因細菌的影響和保和丸是否對腸道酶基因是否具有修復(fù)作用上同樣缺乏深入探究.

5 結(jié)論

保和丸治療食滯胃腸證泄瀉的機制與腸道微生態(tài)關(guān)系密切,食滯胃腸證泄瀉對腸道菌群、酶、環(huán)境均造成了不同程度的負面影響,使患者腸道微生態(tài)功能失調(diào),而保和丸能通過對腸道微生態(tài)的調(diào)節(jié)使機體狀態(tài)回復(fù)正常.建議使用全宏基因組散彈測序,從基因功能上深挖對保和丸對食滯胃腸證泄瀉患者腸道酶和腸道菌群的影響,以推進對保和丸藥效機理的研究,使保和丸這一傳統(tǒng)良方更加標(biāo)準(zhǔn)化、國際化.