基于“脾主升清”理論探討腸道菌群對糖尿病胃輕癱的影響及機(jī)制*

馬欣欣,萬生芳,何蘊(yùn)良,郭 倩,舒 暢,楊雅麗,李亞玲

(甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730000)

糖尿病是以高血糖為特征的代謝性疾病，遷延不愈可引起多種并發(fā)癥，糖尿病胃輕癱(diabetic gastroparesis，DGP)是其消化道慢性并發(fā)癥之一。隨著全球糖尿病患病率的持續(xù)上升，DGP也日益受到關(guān)注。DGP的發(fā)病機(jī)制目前尚無統(tǒng)一定論，但隨著微生物研究的廣泛興起，人們逐漸把目光轉(zhuǎn)移至人體最大的儲菌庫胃腸道。研究發(fā)現(xiàn)，DGP人群及動(dòng)物模型均存在腸道菌群失調(diào)，腸道菌群改變介導(dǎo)的糖脂代謝異常、低度炎癥反應(yīng)、腸屏障受損、胃腸激素紊亂等是引起DGP的重要危險(xiǎn)因素[1-2]。中醫(yī)藥在防治糖尿病等代謝性疾病中存在一定優(yōu)勢，采用中醫(yī)藥療法治療DGP越來越受到研究者的重視。中醫(yī)學(xué)“脾主升清”理論深刻揭示了脾胃在營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)輸過程中的核心作用。DGP以脾氣虛弱為本，采用健脾升清法對其治療常能取得良好效果[3]。研究表明，脾主升清的本質(zhì)即能量代謝，與腸道菌群參與物質(zhì)消化吸收的功能相似[4]。因此，筆者就“脾主升清”理論與腸道菌群相聯(lián)系，并從腸道菌群角度剖析脾主升清理論與DGP的相關(guān)性，為豐富脾本質(zhì)研究及臨床防治DGP提供一定的理論依據(jù)。

1 腸道菌群平衡是脾升清功能正常的重要保障

“脾主升清”理論萌芽于《黃帝內(nèi)經(jīng)》?！端貑枴り庩枒?yīng)象大論篇》曰：“清陽上天，濁陰歸地，是故天地之動(dòng)靜，神明為之綱紀(jì)，故能以生長收藏，終而復(fù)始?！敝赋銮尻柹?、濁陰降是天地萬物生長收藏的重要前提。脾主升清意為脾能將水谷精微等營養(yǎng)物質(zhì)上輸心肺、頭目，通過心肺的作用化生氣血以營養(yǎng)全身，強(qiáng)調(diào)了脾氣的運(yùn)行是以上行為主，包括升輸精微與升舉內(nèi)臟兩部分，其中升輸精微是脾運(yùn)化功能的具體體現(xiàn)。運(yùn)化是脾功能的核心，包括運(yùn)化水谷與運(yùn)化水液。脾主運(yùn)是脾主化的前提與基礎(chǔ)，前者重在強(qiáng)調(diào)消化飲食、吸收水谷精微的功能，后者則重在突出將吸收后的水谷精微轉(zhuǎn)輸、布散至全身的過程。脾主升清的功能更對應(yīng)于脾主化，如《素問·經(jīng)脈別論篇》云“飲入于胃，游溢精氣，上輸于脾，脾氣散精，上歸于肺”，描述了所飲所食之物經(jīng)胃之受納腐熟、脾之運(yùn)化升清轉(zhuǎn)輸至全身的生理過程。脾氣健運(yùn)則升清功能正常，水谷精微才可化生氣血以充養(yǎng)全身；反之，脾不升清則影響機(jī)體消化吸收功能，小腸不得承受化物與泌別清濁使清陽當(dāng)升不升、濁陰當(dāng)降不降，導(dǎo)致腸道內(nèi)環(huán)境紊亂引起菌群失調(diào)，表現(xiàn)為厭食、腹瀉、納呆等脾虛癥狀，或兼濁陰不降所致的“痞、滿、燥、實(shí)、堅(jiān)”等病癥表現(xiàn)[5]。

腸道菌群是人體消化系統(tǒng)中的微生物總稱，其包含細(xì)菌種類500～1 000種，數(shù)量多至1014個(gè)，在正常情況下具有消化吸收、免疫保護(hù)、合成營養(yǎng)物質(zhì)等重要生理功能[6]；而宿主則為腸道菌群提供一定的生存條件。菌群-宿主-環(huán)境三者間相互依賴、相互制約。近二十年來，關(guān)于腸道菌群與人類健康的報(bào)道相繼出現(xiàn)，逐漸揭示了腸道菌群失調(diào)與諸多疾病的關(guān)系。

創(chuàng)新推動(dòng)中醫(yī)藥現(xiàn)代化是中醫(yī)藥事業(yè)走向國際的必經(jīng)之路，繼1995年蔡子微等[7]提出中醫(yī)學(xué)與微生態(tài)在原理上具有統(tǒng)一性后，關(guān)于微生態(tài)學(xué)與中醫(yī)學(xué)本質(zhì)的研究廣泛展開，其中以占據(jù)人體微生物總數(shù)最多的腸道微生物的研究最為廣泛。有研究表明，腸道菌群紊亂可能是脾虛證的生物學(xué)基礎(chǔ)[8]。鄭昊龍等[9]對脾虛模型大鼠腸道菌群分布及時(shí)效性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，脾虛條件可影響腸道菌群物種豐富度及物種數(shù)量，導(dǎo)致腸道益生菌數(shù)量減少、菌群豐度下降。由此可見，脾胃與腸道菌群關(guān)系最為直接，脾升清功能的正常是維持腸道菌群穩(wěn)定的重要條件。

2 脾不升清是DGP的關(guān)鍵病機(jī)

古今醫(yī)家對脾的重要性多有論述，如黃元御所言“脾胃者,精神氣血之中皇”，張景岳所言“脾屬土，土為萬物之本，故運(yùn)行水谷，化津液以灌溉于肝心肺腎之四臟者也”。可見脾與各臟腑及人體生命活動(dòng)息息相關(guān)。糖、脂肪、蛋白質(zhì)等皆屬于精微物質(zhì)范疇，其正常布散有賴于脾的升清功能。脾氣虛致升清障礙，影響機(jī)體消化吸收，則血糖、膏脂等轉(zhuǎn)運(yùn)受阻，長期蓄積于內(nèi)而引發(fā)糖尿病。

中醫(yī)古典醫(yī)籍內(nèi)并無DGP病名，但在《內(nèi)經(jīng)》中有“消癉”和“發(fā)滿”等病名論述。明代醫(yī)家孫一奎最早提出“不能食者必傳中滿鼓脹”，是對糖尿病發(fā)展成為胃輕癱的最早認(rèn)識[10]。西醫(yī)學(xué)診斷DGP標(biāo)準(zhǔn)之一為繼發(fā)于1型糖尿病6年或2型糖尿病4年以上出現(xiàn)的腹?jié)M、嘔吐、上腹不適等胃輕癱癥狀[11]，可見DGP并發(fā)于糖尿病病史較長的患者。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為“久病必虛”，因此DGP的基本病機(jī)應(yīng)為消渴日久，耗傷脾胃之氣，脾氣虛升清無力。如《脾胃論》曰：“嘔吐噦皆屬脾胃虛弱?！秉S元御言：“中氣虛損，陰旺濕滋，堙郁不運(yùn)，則脾不上升而清氣常陷，胃不下降而濁氣常逆，自然之理也。”現(xiàn)代醫(yī)家對于DGP的中醫(yī)辨證分型雖多有不同，但以脾氣虛弱為本已達(dá)成共識，治療用藥以健脾益氣類中藥使用頻次最高[12]。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，DGP的基本病理特征是胃排空延遲、胃腸動(dòng)力減弱，其機(jī)制與中醫(yī)學(xué)所表述的脾不升清致痰飲、瘀血等病理產(chǎn)物蓄積于內(nèi)、阻礙氣機(jī)導(dǎo)致脈道不利非常相似，如《素問·太陰陽明論篇》載：“四肢皆稟氣于胃而不得至經(jīng)，必因于脾，乃得稟也。今脾病不能為胃行其津液，四肢不得稟水谷氣，氣日已衰，脈道不利，筋骨肌肉皆無氣以生，故不用焉?！?/p>

因此，脾的升清功能不足是機(jī)體運(yùn)行功能癱瘓的主要因素，貫穿于DGP發(fā)生發(fā)展全過程。研究表明，運(yùn)用紅芪、山藥、白術(shù)等中藥均能達(dá)到益氣健脾升清之功效，促進(jìn)胃腸動(dòng)力，提高小腸推進(jìn)率，加快胃排空，從而緩解DGP癥狀[13-14]。

3 腸道菌群影響DGP的相關(guān)機(jī)制

腸道菌群紊亂是糖尿病的病因之一。Larsen等[15]首次證明了糖尿病患者和正常人的腸道菌群存在顯著差異。與正常人相比，糖尿病患者的腸道微生物中雙歧桿菌、梭狀芽孢桿菌和厚壁菌的數(shù)量明顯減少，擬桿菌和β-變形桿菌等有害菌數(shù)量顯著增加，擬桿菌門/厚壁菌門和厚壁菌/梭狀芽孢桿菌比值與血糖水平呈正相關(guān)。而DGP繼發(fā)于糖尿病，較糖尿病患者存在更為嚴(yán)重的腸道菌群失調(diào)，表現(xiàn)為有害菌腸桿菌的升高，有益菌擬桿菌、雙歧桿菌及乳酸桿菌水平的降低[16]。腸道菌群的改變是引起胃腸運(yùn)動(dòng)障礙的誘因之一[17]，而胃腸動(dòng)力減弱是DGP的顯著特征。炎癥因子、血糖、胃腸激素等與胃腸動(dòng)力具有相關(guān)性，參與DGP發(fā)生發(fā)展的同時(shí)均可導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)；腸道菌群亦可通過減輕糖脂代謝紊亂與炎癥反應(yīng)、保護(hù)腸黏膜屏障、維持胃腸激素水平穩(wěn)定以提升胃腸動(dòng)力。因此，糾正腸道菌群紊亂是治療DGP的新途徑。

3.1 調(diào)節(jié)糖脂代謝

糖脂代謝紊亂伴隨DGP發(fā)生發(fā)展全過程。研究表明高血糖可通過降低胃動(dòng)力以延遲胃排空，與正常血糖(5～8 mmol/L)相比，高血糖(血糖≥10 mmol/L)降低了健康人的胃竇運(yùn)動(dòng)[18]。研究表明，普雷沃菌屬及擬桿菌屬可以通過產(chǎn)生短鏈脂肪酸(short chain fatty acids, SCFA)影響和脂代謝[19]。SCFA中乙酸鹽和丁酸鹽的產(chǎn)生減少，降低了與G蛋白偶聯(lián)受體41(GPR41)、G蛋白偶聯(lián)受體43(GPR43)的結(jié)合利用率，促進(jìn)胰島素、胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)和酪酪肽(PYY)的分泌，從而調(diào)節(jié)血脂能量代謝，降低外周血糖含量[20]。由此可見，糖脂水平趨于正常是減輕DGP原發(fā)病、提高胃腸動(dòng)力的重要保障。

3.2 降低炎癥水平

低水平的炎癥狀態(tài)是糖尿病的特征之一。腸道菌群紊亂導(dǎo)致革蘭氏陰性菌數(shù)量增多，引發(fā)炎癥過程，釋放白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎癥因子[21]。炎癥與胃腸動(dòng)力密切相關(guān)，炎癥因子水平升高可引起腸黏膜屏障受損，通過分子通道誘發(fā)腸黏膜炎癥反應(yīng)，促進(jìn)高凝狀態(tài)，加重微循環(huán)障礙,延緩胃排空[22]。腸道中某些特定的微生物及其代謝產(chǎn)物具有較好的抗炎療效，如被譽(yù)為“新型抗癌明星細(xì)菌”的嗜黏蛋白艾克曼氏菌與肥胖、糖尿病呈負(fù)相關(guān)[23]，其豐度的增加改善了代謝功能和內(nèi)毒素血癥。丁酸是腸道菌群代謝產(chǎn)物SCFA的主要成分之一，可通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)信號通路發(fā)揮抗炎作用[24]，而厚壁菌是丁酸的主要貢獻(xiàn)者[25]。因此，增加抗炎細(xì)菌的數(shù)量可降低炎癥水平、提升胃腸動(dòng)力。

3.3 保護(hù)腸道屏障

腸道菌群紊亂可損傷腸黏膜屏障，2型糖尿病伴有腸道屏障破壞[26]。腸黏膜屏障超微結(jié)構(gòu)觀察及緊密連接相關(guān)蛋白表達(dá)水平檢測能較好反映糖尿病大鼠腸黏膜屏障損傷程度。有研究表明，糖尿病大鼠回腸和結(jié)腸組織中緊密連接蛋白-1(ZO-1)、閉合蛋白Occludin的表達(dá)水平均發(fā)生不同程度的下調(diào)[27]，而腸道菌群的代謝產(chǎn)物SCFA對腸道的機(jī)械屏障、化學(xué)屏障、免疫屏障、生物屏障均具有重要作用。SCFA能促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的增殖和分化，減少細(xì)胞凋亡，增加腸上皮ZO-1和閉合蛋白的表達(dá)，抑制腸通透性；還能通過增加具有廣譜抗菌活性的抗菌肽分泌量以提高腸黏膜免疫[28-29]。因?yàn)榫盒玛惔x所必需的酶在一定的pH值內(nèi)才具有生物活性，所以腸道內(nèi)環(huán)境酸堿度是影響菌群定植的關(guān)鍵，而SCFA能通過降低腸道pH值為有益菌提供適宜生長環(huán)境，同時(shí)抑制病原菌定植[30]。綜上所述，通過調(diào)節(jié)腸道菌群以保護(hù)腸道屏障、防止大量有害菌進(jìn)入血液循環(huán)引起代謝功能紊亂是DGP的干預(yù)手段之一。

3.4 調(diào)節(jié)胃腸激素

DGP患者由于糖尿病引起神經(jīng)病變，導(dǎo)致消化道節(jié)律性蠕動(dòng)緩慢，胃腸道激素分泌異常，使得致病菌在胃腸道內(nèi)的清除速度明顯下降，進(jìn)而引發(fā)胃腸功能紊亂。胃饑餓素是促生長激素分泌受體的內(nèi)源性配體，表達(dá)于整個(gè)胃腸道，已顯示其能調(diào)節(jié)能量穩(wěn)態(tài)并對胃腸動(dòng)力發(fā)揮促進(jìn)作用[31]。無菌小鼠的血漿饑餓素水平低于常規(guī)小鼠，微生物群可能通過產(chǎn)生活性氧(ROS)介導(dǎo)胃饑餓素的表達(dá)[32]。血清胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)因其通過增加葡萄糖依賴性胰島素釋放、抑制胰高血糖素分泌來降低餐后血糖的作用而被廣泛認(rèn)可[33]。研究[34]表明，厚壁菌和擬桿菌可能通過調(diào)節(jié)GLP-1的分泌來改善高脂飲食條件下的胰島素抵抗。因此，腸道菌群對DGP的影響可能與胃腸激素水平有關(guān)。

4 小 結(jié)

基于國內(nèi)外研究，課題組認(rèn)為脾升清功能正常是維持腸道菌群穩(wěn)定的先決條件，而腸道菌群平衡是脾升清功能正常發(fā)揮的重要保障。脾氣虛不能升清引起的腸道菌群紊亂，可進(jìn)一步通過擾亂糖脂代謝及胃腸激素水平、加重炎癥反應(yīng)、破壞腸道屏障等途徑引發(fā)DGP。因此，有望通過調(diào)節(jié)腸道菌群以提升胃腸動(dòng)力、調(diào)節(jié)糖脂代謝及胃腸激素紊亂、減輕炎癥反應(yīng)、保護(hù)腸屏障等干預(yù)DGP的發(fā)生發(fā)展。基于此，本課題組將對腸道菌群于DGP的影響進(jìn)一步深入研究，以期為DGP的防治提供實(shí)驗(yàn)及理論依據(jù)。