基于“心與小腸相表里”理論探討腸道菌群通過(guò)血小板對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的影響▲

袁冬梅 胡夢(mèng)弦 羅麗瓊 黃冬歡 盧 帥 王慶高

(1 瀘州市中醫(yī)醫(yī)院老年病科，四川省瀘州市 646099；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，廣西南寧市 530200；3 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科一區(qū)，廣西南寧市 530033)

【提要】 小腸作為六腑之一，其具有“受盛化物”“泌別清濁”的功能，對(duì)血液的成分、黏稠度及運(yùn)行具有重要的影響。若小腸功能失調(diào)，水谷精微將不能上達(dá)于心，津液運(yùn)輸布失常，水濕內(nèi)停，阻礙血液的運(yùn)行；若其“受赤化血”功能受損，則影響血液的生成。而小腸的功能依賴著腸道微生物的作用，若腸道微生態(tài)失衡，小腸不能正常地“生津、化血”，影響津液的輸布和血液的運(yùn)行，進(jìn)而促進(jìn)痰、濕、瘀的生成，日久不化則導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成和發(fā)展。其機(jī)制可能為小腸腑功能失調(diào)后氧化三甲胺的分泌量增多，引起血小板的高反應(yīng)性并分泌各種物質(zhì)，引發(fā)炎癥反應(yīng)及血小板的強(qiáng)集聚，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的形成。

心與小腸互為表里，心屬陰、屬臟、屬里，小腸屬陽(yáng)、屬腑、屬表，心與小腸之間的正常生理關(guān)系對(duì)于維持機(jī)體的正常代謝具有重要作用。小腸腑的功能之一是“受盛化物”“泌別清濁”，其將胃臟下傳的內(nèi)容物化為精微和糟粕，精微則隨脾氣的散精上達(dá)于心并營(yíng)養(yǎng)心臟，同時(shí)在心氣的作用下化為血液。在中醫(yī)學(xué)中，小腸的功能對(duì)血液的成分、黏稠度及運(yùn)行具有重要的影響；而小腸的生理功能依賴于腸道菌群的調(diào)節(jié)，腸道菌群失調(diào)可使得小腸不能正常的“化物”，進(jìn)而可影響血液的運(yùn)行，導(dǎo)致淤血的形成，瘀邪日久不化將導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。有研究表明，腸道菌群促進(jìn)斑塊形成的原因除炎癥因素外，可能還通過(guò)自身產(chǎn)生的氧化三甲胺引起血液成分的失調(diào)，從而導(dǎo)致血小板聚集而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的形成[1-2]。本研究基于中醫(yī)“心與小腸相表里”的理論，闡述腸道菌群及其代謝產(chǎn)物通過(guò)作用于血小板促進(jìn)冠狀動(dòng)脈斑塊形成的相關(guān)機(jī)制，為今后防治冠狀動(dòng)脈斑塊的形成提供一定的理論依據(jù)。

1 腸道、腸道菌群與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系

1.1 小腸腑為血液生成的來(lái)源之一 “瘀”是胸痹的主要病理因素，亦是病理產(chǎn)物。陳可冀院士及其團(tuán)隊(duì)結(jié)合傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與冠心病的病理生理特點(diǎn)，提出“胸痹”病因中的瘀血即為冠心病中的血栓和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，認(rèn)為瘀血的形成與動(dòng)脈血管壁內(nèi)皮細(xì)胞損傷、血液流變學(xué)異常、血小板聚集性增高、血液凝固性增強(qiáng)、纖維蛋白原增加、纖溶蛋白溶解度降低相關(guān)，并進(jìn)一步提出“因瘀致毒”的理論[3-7]。在中醫(yī)理論體系中，氣血運(yùn)行推動(dòng)中脾的功能異常可導(dǎo)致“瘀”，此外小腸功能也影響“瘀”的形成。《素問·靈蘭秘典論》提及“小腸者，受盛之官，變化出焉”，小腸腑功能受損，其“泌別清濁”的功能失常，精微與糟粕運(yùn)布失調(diào)，則心失于濡養(yǎng)且運(yùn)血量不足?！侗静菔鲢^元》指出“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(quán)，又生心血，而小腸即為血化之府”，小腸上傳的精微在心“赤化作用”的影響下亦可作為血液生成的來(lái)源之一?！夺t(yī)經(jīng)精義便讀》提及“飲主化氣，食主化血，食物在小腸皆化為液……遂上奉心而生血”，同樣指出小腸是生成血液的重要臟腑之一，對(duì)血液的形成至關(guān)重要，如小腸的功能紊亂可導(dǎo)致血液的成分及輸布發(fā)生異常，而血液里的成分異?？蓪?dǎo)致血瘀的形成。

1.2 腸道菌群失調(diào)與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系 腸道菌群作為小腸腑的內(nèi)源微生物，與小腸的功能失調(diào)密切相關(guān)。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究還表明，腸道菌群在心血管疾病的發(fā)生中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用[8]。原因可能是當(dāng)腸道微生態(tài)平衡遭到破壞，腸道上皮細(xì)胞的炎性細(xì)胞被激活，同時(shí)腸黏膜的通透性增加，細(xì)菌的分解產(chǎn)物進(jìn)入血液循環(huán)而引起內(nèi)毒素血癥，使血管內(nèi)膜受損導(dǎo)致血管炎的發(fā)生，最終造成動(dòng)脈粥樣硬化[9]。

2 氧化三甲胺生成過(guò)多是腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化形成的重要原因

卵磷脂等原料通過(guò)腸道菌群代謝生成三甲胺，三甲胺在肝臟黃素單加氧酶的作用下形成氧化三甲胺[10-11]。小腸的“受盛化物”和“泌別清濁”功能異常，引起腸道微生態(tài)紊亂，導(dǎo)致氧化三甲胺過(guò)量產(chǎn)生并釋放入血。氧化三甲胺可通過(guò)調(diào)控肝臟的膽固醇代謝促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的形成：膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)可將人體組織細(xì)胞中的膽固醇經(jīng)血液循環(huán)在肝臟膽固醇7α-羥化酶等酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?，大部分膽汁酸?jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制通過(guò)糞便排出體外，少部分可經(jīng)肝腸循環(huán)由腸道重吸收入肝臟；氧化三甲胺可通過(guò)抑制膽固醇7α-羥化酶的活性及膽汁酸相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白因子(OATP1、OATP4、MRP2)的表達(dá)來(lái)減少膽汁酸的合成，從而引起膽固醇的積聚，以及富含脂質(zhì)的巨噬細(xì)胞和泡沫細(xì)胞的形成，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展[12]。近期有研究表明,除了血糖、血脂、血壓及吸煙等影響動(dòng)脈粥樣硬化形成的傳統(tǒng)危險(xiǎn)因子，氧化三甲胺的表達(dá)水平亦可作為預(yù)測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展的新型因子[13]。易損斑塊的破裂是引起急性心肌梗死的主要原因，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)易損斑塊患者血漿中的氧化三甲胺水平遠(yuǎn)高于穩(wěn)定型斑塊，纖維帽越薄的患者其氧化三甲胺表達(dá)水平越高，因此推測(cè)氧化三甲胺的表達(dá)可能與斑塊穩(wěn)定性相關(guān)，但其相關(guān)作用靶點(diǎn)尚未明確[14]。由此可見，氧化三甲胺在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成及易損斑塊的破裂中發(fā)揮重要作用。

3 氧化三甲胺導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化形成的機(jī)制

3.1 氧化三甲胺誘導(dǎo)血小板過(guò)度激活并釋放炎癥介質(zhì) 血管內(nèi)慢性炎癥是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的主要原因。研究表明，血小板在炎癥反應(yīng)中同樣發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用，其通過(guò)自身表面受體及分泌的膜顆粒物質(zhì)作用于血管內(nèi)膜損傷部位，促進(jìn)炎癥因子的釋放及加重內(nèi)膜的損傷程度，在動(dòng)脈粥樣硬化形成中發(fā)揮著重要作用[15]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，影響血小板過(guò)度活躍的因素包括代謝紊亂(胰島素抵抗、糖尿病及高脂血癥)和不良的生活方式(久臥久坐、高脂高糖飲食)，此外，高表達(dá)水平的氧化三甲胺亦會(huì)誘發(fā)血小板的過(guò)度激活[16]。而過(guò)度激活的血小板通過(guò)釋放炎癥因子改變內(nèi)皮細(xì)胞的趨化性、黏附性，同時(shí)可脫落出大顆粒分子與血管壁相互作用，并分泌多種黏附性生長(zhǎng)因子、炎癥因子以阻斷血流并促使促血栓狀態(tài)的形成。其中，P-選擇素是由活化的血小板表達(dá)并脫落的膜顆粒，其能刺激單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放趨化因子，促進(jìn)血小板-單核細(xì)胞聚集[17]。此外，血小板釋放的CD40配體也可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)[18]。 正常生理狀態(tài)下的血管內(nèi)膜能夠有效地阻止血小板與細(xì)胞外基質(zhì)接觸，進(jìn)而抑制動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。而內(nèi)膜損傷是動(dòng)脈粥樣硬化形成的病理特征之一：當(dāng)血管內(nèi)炎癥促使血管通透性增強(qiáng)時(shí)，血小板依賴黏膜糖蛋白Ⅰb、黏膜糖蛋白Ⅵ迅速集聚于血管內(nèi)膜損傷部位，并釋放出大量如趨化因子、血小板因子4、P-選擇素、調(diào)節(jié)活化正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌因子、LIGHT等炎癥因子，加重內(nèi)皮細(xì)胞損傷，同時(shí)增強(qiáng)內(nèi)膜的通透性，導(dǎo)致惡性循環(huán)，最終加重?fù)p傷部位的嚴(yán)重程度[19]。

3.2 氧化三甲胺促進(jìn)血小板聚集形成血栓 研究顯示，氧化三甲胺能夠增強(qiáng)血小板的高反應(yīng)性，增強(qiáng)活化血小板對(duì)血管膠原蛋白的黏附，進(jìn)而促進(jìn)血栓及斑塊的形成[11]。而另一項(xiàng)研究顯示，氧化三甲胺并不能直接影響血小板的聚集，而是通過(guò)介導(dǎo)磷酸肌醇-3-激酶和有絲分裂原活性蛋白激酶信號(hào)通路來(lái)活化核因子κB，從而誘導(dǎo)抗分泌因子的表達(dá)，進(jìn)而提高血小板的促凝活性，并下調(diào)人內(nèi)皮細(xì)胞中血栓調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá)來(lái)改變出凝血平衡，從而觸發(fā)凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)血小板的聚集，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)脈血栓的形成[20]。此外，一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，給予三氯化鐵誘導(dǎo)的頸動(dòng)脈損傷模型小鼠腹腔注射氧化三甲胺后,小鼠的血小板聚集能力隨血漿氧化三甲胺濃度的升高而提高，氧化三甲胺高表達(dá)的小鼠頸動(dòng)脈損傷處的血栓形成時(shí)間較氧化三甲胺水平正常的小鼠縮短；氧化三甲胺促進(jìn)血栓形成的作用機(jī)制可能是通過(guò)作用于凝血酶及二磷酸腺苷使得血小板細(xì)胞內(nèi)Ca2+的含量增加，使得血小板迅速聚集，從而快速形成血栓[21]。

3.3 氧化三甲胺可能通過(guò)影響血小板線粒體DNA甲基化導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成 表觀遺傳機(jī)制已被證明可以不斷重塑人類基因組和環(huán)境之間的相互作用[22]。其中表觀遺傳控制的基因表達(dá)主要涉及3個(gè)水平的調(diào)控：DNA的直接化學(xué)修飾(胞嘧啶的甲基化/去甲基化)，組蛋白的翻譯后修飾，以及非編碼RNA的依賴機(jī)制[23-24]。血小板線粒體DNA有兩個(gè)甲基化島容易發(fā)生甲基化的改變，即線粒體編碼的細(xì)胞色素C氧化酶Ⅰ和D-環(huán)。其中血小板線粒體DNA的D-環(huán)是最易發(fā)生甲基化的位點(diǎn)之一，其甲基化程度與線粒體DNA含量的減少有關(guān)，由于其能夠同時(shí)調(diào)節(jié)線粒體DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄[25]，因此線粒體DNA 的D環(huán)甲基化可能導(dǎo)致線粒體的功能發(fā)生改變[26]。同時(shí)，有研究表明線粒體DNA的D-環(huán)甲基化可能會(huì)像細(xì)胞核DNA一樣，通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)而影響細(xì)胞組織的生理功能[27-28]。此外，線粒體DNA中細(xì)胞色素C氧化酶編碼基因的突變與細(xì)胞代謝紊亂有關(guān)[29]，其在一些需氧量高的細(xì)胞器(如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體)中發(fā)揮著重要的作用。研究表明，血小板線粒體DNA甲基化在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展中起重要作用[30]。冠心病患者血清血小板線粒體DNA中的線粒體編碼的細(xì)胞色素C氧化酶Ⅰ甲基化水平較健康人群顯著增加[31]。因此，血小板線粒體DNA被提出可作為評(píng)估心腦血管健康狀況的新型生物分子標(biāo)記物[31]。

Bordoni等[32]為研究氧化三甲胺與血小板線粒體DNA甲基化的關(guān)聯(lián)性，對(duì)受試者進(jìn)行了L-亮氨酸或L-亮氨酸聯(lián)合L-肉堿的飲食干預(yù)；干預(yù)6個(gè)月后發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充L-亮氨酸聯(lián)合L-肉堿的受試者的氧化三甲胺水平及血小板線粒體中D-環(huán)的表達(dá)水平較對(duì)照組增加，但氧化三甲胺水平與D-環(huán)的表達(dá)水平并無(wú)相關(guān)性。由于該研究的樣本量少(n=30)且均為女性，因此其所得的結(jié)論可能存在一定的偏差。目前此類研究報(bào)告極少，氧化三甲胺與血小板線粒體DNA甲基化的關(guān)系尚未明確，我們只能從血小板線粒體DNA甲基化在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成中的作用，以及氧化三甲胺與血小板線粒體DNA甲基化關(guān)系，推測(cè)氧化三甲胺可能通過(guò)影響血小板線粒體DNA甲基化促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成，但仍需進(jìn)一步研究以明確三者的關(guān)系。

4 小 結(jié)

小腸“受盛化物、泌別清濁”的功能依賴于腸道微生物分解人體攝入的各種有機(jī)物并代謝轉(zhuǎn)化為人生命活動(dòng)所需的物質(zhì)。小腸主津，當(dāng)正常生理功能受損時(shí)，其“受食靡、化精微，變血液”的功能受損，不能將水谷精微轉(zhuǎn)運(yùn)至全身，導(dǎo)致機(jī)體血液成分發(fā)生變化；津液代謝失常化為痰濁水飲，阻滯血脈影響血液的運(yùn)行，日久則化為瘀，導(dǎo)致胸痹的形成?，F(xiàn)代研究證實(shí)氧化三甲胺作為腸道微生物的間接產(chǎn)物，可導(dǎo)致血小板活化從而分泌微小物質(zhì)促進(jìn)炎癥因子的釋放，并激活其自身表面受體，作用于血管內(nèi)膜損傷部位，加重內(nèi)膜的損傷程度。此外，氧化三甲胺能夠增強(qiáng)血小板的高反應(yīng)性，提高血小板對(duì)血管膠原蛋白的黏附性以促使血管內(nèi)血栓及斑塊的形成。因此，以血小板為研究對(duì)象，從小腸“受盛化物、泌別清濁”的生理功能為入手點(diǎn)，研究小腸與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的相關(guān)性，對(duì)應(yīng)用祖國(guó)醫(yī)學(xué)知識(shí)防治冠心病具有重要意義。本課題組認(rèn)為小腸功能紊亂，腸道微生態(tài)失衡，導(dǎo)致氧化三甲胺的表達(dá)量升高是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的始動(dòng)因素，氧化三甲胺誘導(dǎo)血小板的活化及高反應(yīng)性是小腸腑“受盛化物、奉赤化血”功能失調(diào)的微觀體現(xiàn)，但目前相關(guān)機(jī)制尚未闡明。本課題組在后期工作中將進(jìn)一步研究不同“心腸”中醫(yī)證型中氧化三甲胺的表達(dá)量與血小板水平間的相關(guān)性，并將嘗試闡述氧化三甲胺與血小板線粒體DNA甲基化之間的關(guān)聯(lián)，為臨床治療和研發(fā)以腸道微生物或其特異性酶為新靶點(diǎn)的藥物提供思路。