药物在肠道中的菌群代谢

摘要

人体肠道内寄居的大量共生微生物可以通过多方面作用影响人体健康，特别是肠道内菌群的代谢作用，及与人体自身代谢的交互作用在人类的健康促进与疾病的发生、发展中起着重要作用。肠道菌群的代谢流程与宿主的代谢流程存在交汇与互补的情况,即交互式代谢(metabolic exchange)和共同代谢(co-metabolism)。这种相互作用与许多人类疾病的发生、发展有着重要联系,但我们现在对此却知之甚少。由于这种代谢上的关联,肠道菌群对药物在宿主体内的吸收、代谢、毒理存在显著影响。这提示我们在设计个性化医疗时需充分考虑个体间肠道菌群的差异性。

关键字：药物；菌群；肠道代谢

Abstract

Human gut a large number of alien symbiotic can influence through various human body health, especially intestinal flora metabolism, and with the interaction of the human's metabolism in human health promotion and the happening of the disease, developing plays an important role. The intestinal flora metabolism process with the host in the process the metabolism of the intersection and complementary, is interactive metabolism (metabolic exchange) and common metabolic (co-metabolism). This kind of interaction and many of human diseases occurrence, development has important link, but we know little about it now. Because the metabolism of the association, the intestinal flora on the drug in the host of the body absorb, metabolic and therapeutic effects are significant. This suggests that we design personalized medical need to fully consider the individual differences between intestinal flora.

Keywords：Drugs; Flora; Intestinal metabolism

1药物在体内代谢的部位

主要与前述药物代谢酶在体内的分布以及局部器官和组织的血流量有关。肝脏由于它的高血流量以及含有大部分代谢活性酶，使它成为一个最重要的代谢器官。除肝以外代谢最常见的地方是胃肠道。如水杨酰胺口服给药时的血药浓度或者血药浓度-时间曲线下面积，比同样剂量静脉给药时要小得多。这是口服水杨

酰胺时，有60%以上的消化道粘膜中发生结合反应之故。又如口服力米特罗后，硫酸化合物占排出量的50%，而静脉注射给药后仅占2%。另外有代谢反应亦可在血浆、肺、皮肤、肾、鼻粘膜、脑和其他组织中进行。体内常见的药物代谢酶及其存在部位主要有以下几种：

1.混合功能氧化酶系：主要存在于肝内质网，催化药物进行氧化和还原反应。

2.葡萄糖醛酸转移酶：主要存在于肝内质网，可与药物发生结合反应形成葡萄糖酸苷。

3.醇脱氢酶：主要存在于肝细胞液中，可催化醇氧化反应，如乙醇在体内的氧化代谢。

4.单胺氧化酶：主要存在于肝、肾、肠和神经组织细胞中线粒体，能使各种内源性胺类如儿茶酚胺和5-羟色胺等及外源性胺如酪胺等氧化铵生成荃，继而再氧化灭活。

5.羧基脂酶和酰胺酶：主要存在于肝、血浆以及其它组织中。主要催化脂，硫脂和酰胺的水解。

6.各种功能基的转移酶：主要存在于肝细胞浆、内质网、线粒体以及许多器官组织的细胞浆中。常见有磺酰基转移酶、谷胱甘肽S-转移酶、甲基转移酶、乙基转移酶。

此外还有消化道和消化道菌从产生的酶。前者为消化道上皮细胞代谢中产生的酶，主要是一类结合酶，而肠道微生物的酶以分解或还原反应为主。

肠道内的菌丛能代谢药物，能使药物产生还原、水解、乙酰化、脱烷基、脱CO2生成亚硝胺和硫酸结合反应。有些药物的代谢产物经胆汁排入肠中，经肠道菌丛转化为原形药物后又被肠吸收，使药物作用延长。柳氮磺胺吡啶是一个前体

药物，口服后仅小部分在胃和上部肠道吸收，大部分药物进入远端小肠和结肠，在场微生物作用下重氮键断裂分解成5-氨基水杨酸和磺胺吡啶。磺胺吡啶有微弱的抗菌作用，5-氨基水杨酸有抗炎和免疫抑制作用，起到治疗溃疡性结肠炎的作用。

2肠道菌群对药物代谢的反应类型

2.1水解

水解是药物代谢的重要途径,属于这类降解的药物主要有:酯类，包括内酯；酰胺类，包括内酰胺；甙类。

2.1.1酯类药物的水解

含有酯键的药物，在肠道菌群及H+、OH-的催化下，水解反应加速。特别在碱性溶液中，由于酯分子中氧的电负性比碳大，故酰基被极化，亲核性试剂OH-易于进攻酰基上的碳原子而使酰-氧键断裂，生成醇和酸。肠道菌群酯水解的药物较多。如盐酸普鲁卡因水解后生成对氨基苯甲酸与二乙胺基乙醇，此分解产物无明显的麻醉作用。

2.1.2酰胺类药物的水解

酰胺类药物水解以后生成酸与胺。如氯霉素、青霉素类、头孢菌素类、巴比妥类等药物。肠道菌群对青霉素的水解。因为肠道菌群可产生β-内酰胺酶和酰胺酶。β-内酰胺酶使青霉素β-内酰胺环开环失活，这种酶主要由革兰氏阴性杆菌以及某些革兰氏阳性细菌产生。酰胺酶使青霉素侧链上的酰胺链水解而失活，该酶主要由某些需氧菌产生。

2.1.3苷的水解

该类型水解反应多见于中草药的有效成分。α型、β型的苷均可被肠道菌群

水解。强心甙在植物中多以其前体形式存在，如洋地黄毒甙以其前体毛花一级甙A存在于植物毛花洋地黄中，当动物误食后其中的毛花一级甙A能为肠道菌群水解失去1分子葡萄糖得乙酰基洋地黄毒甙，再去乙酰基得洋地黄毒甙，从而产生中毒。

2.2 还原

还原反应在体内难以发生。主要由肠内细菌的还原反应完成，在药物分子结构中具有酮基、醛基、硝基、偶氮基团的药物易产生还原反应。

2.2.1 硝基还原

许多口服硝基化合物在吸收前可被肠道菌群还原为相应的胺类化合物。如氯霉素分子中的硝基还原生成芳香胺类化合物，给大白鼠或豚鼠口服该药物时，约有75%—80%作为硝基还原体在尿中排泄。但静脉注射时硝基的还原代谢物至多不超过2%—4%。因为药物与胆汁经过肠道，氯霉素葡萄糖醛酸钠盐与肠内细菌接触，产生大量硝基还原体。

2.2.2 偶氮还原

偶氮药物的药理作用与菌群的分解代谢有关。偶氮化合物还原分解形成氨化合物，如百浪多息分解形成磺胺。偶氮染料的发色团偶氮基可被肠道细菌还原，而在生物体内则很少被还原。在肠道内的还原反应主要由厌氧菌完成。

2.2.3 烯还原

桂皮酸及其衍生物中的双键易为肠道菌群氢化还原。如咖啡酸、香豆酸、亚麻油酸等可被氢化为相应的饱和脂肪酸。

3 肠道菌群及其检测方法

3.1 肠道菌群

3.1.1 各菌群及B/E值

从肠道菌群值来看，厌氧菌数量最多的是类杆菌，双歧杆菌和乳杆菌次之。产气荚膜梭菌和肉毒梭菌是肠道致病菌，因健康、饮食等原因样本差异较大，故检出率差异较大。与其他年龄段的人群相比，双歧杆菌厌氧菌数值比较高，反映出厌氧菌数量随年龄变化的一个规律，双歧杆菌数量的下降是通常人体衰老程度的一个标志。

3.1.2 肠道中的有益细菌

双歧杆菌和乳杆菌是人体肠道内主要的有益细菌，通过产生脂肪酸、分泌细菌素等方式促进食物消化吸收、抵御致病菌侵入和定植。

据报道,肠道中双歧杆菌种群比较稳定。人体肠道内的双歧杆菌种群结构可能要比乳杆菌简单、稳定，同一年龄段人群的细菌种类较相似(如青年人肠道内通常存在大量的青春双歧杆菌。乳杆菌种群结构的相对复杂性不仅表现在出现的种类，也体现在数量优势菌株上。其中有些可能是个别样本特有的菌种，也可能是由摄入食物带来的。

了解双歧杆菌和乳杆菌等有益细菌的菌株和生长特性，对于研究有益细菌的增殖因子、激活人体免疫系统的机制、应用于益生菌产品的制备等将有很大帮助。

3.2检测方法

1)采集样品:用灭菌小棒挑取自然排出的粪便3-5g，放入无菌容器，立即送检。

2)均匀、稀释:加入50ml粪便稀释液，振荡成匀浆。用相同稀释液依次连续稀释10倍至10-7。

3)菌群分离:实验选择了7种肠道细菌，并检测了总好氧和总厌氧菌的数量。

所用培养基如下:

TSB(总好氧菌)，MacConkey(肠杆菌)，Slanetz& Bartley Medium(肠球菌),SchaedlerAnaerobe Broth(总厌氧菌)，TPY(双歧杆菌)，改良MC(乳

菌),Schaedler Anaerobe Broth添加新霉素(类杆菌)，SPS(产气荚膜梭菌)以及Egg Yolk(肉毒梭菌)。好氧菌培养18-24h，厌氧菌采用GENbox厌氧培养系统(bioMerieux)，培养36 -48h 。

4)鉴定:细菌鉴定到属，按文献进行，菌群值经对数换算，以loglo CFU/g(湿重)表示。

4人体肠道菌群代谢的产物及特点

4.1 人体肠道菌群代谢的产物

4.1.1 β-半乳糖苷酶

β-半乳糖苷酶((3-D-Galactosidase)是细菌代谢途径中重要的酶，由肠道细

菌特别是众多厌氧菌产生，能生成双歧杆菌的增殖因子，有利于肠道有益细菌的生长。据报道β-半乳糖苷酶可能由双歧杆菌、乳杆菌和嗜热链球菌等有益菌大量产生，因此，酶活力高低反映出肠道的健康程度。

4.1.2短链脂肪酸

短链脂肪酸(Short-Chain Fatty Acid,SCFA)是在结肠经厌氧菌酵解生成，可降低肠道pH值，提供肝代谢能量，促进脂质代谢，促进肠道蠕动等，对人体有

着十分重要的作用。粪便SCFA的含量可反映人体肠道厌氧菌的活性和代谢情况。

4.2肠道菌群在药物代谢中的特点

肠道菌群对药物的代谢能力在许多方面已超过肝脏。因为不同类型的细菌能够产生不同的酶并催化不同类型的药物代谢反应。肠道菌群对药物的代谢反应可

肠道菌群及宿主新陈代谢联系

肠道菌群与宿主新陈代谢联系肠道菌群与人类肥胖、心血管疾病和Ⅱ型糖尿病等代谢性疾病的发生发展之间的联系日益清晰。但是，由于菌群的复杂性，它们之间的深层次的功能联系还没有研究得非常透彻。在小鼠和人身上所做的研究有助于我们理解两者的功能联系。这些研究表明，肠道菌群通过提高食物的能量产出、调节饮食或可改变宿主新陈代谢途径的宿主来源的化合物来影响新陈代谢活动。随着对菌群与宿主相互作用机制的进一步了解，有望制定出针对代谢性疾病的治疗方案。生活方式的改变和高能量食物的摄取，无疑是世界范围内肥胖病流行的重要因素之一。同时，肠道内菌群通过从食物中摄取能量对新陈代谢活动也会产生影响。而后者被认为是导致肥胖及肥胖并发症（如胰岛素抵抗、糖尿病和心血管疾病）的重要外界环境因素。微生物菌群研究分离培养方法的应用，增加了我们对于人类肠道菌的了解(注释方框1)。借助16S RNA检查和对基因信息直接测序方法来分析粪便微生物这种常见微生物群,发现人类的肠道微生物群是一个复杂的群体，拥有100万亿古细菌和细菌细胞，散落分布于超过1000个种类中(注释方框2)。其中主要是细菌,细菌中有超过90%的物种属于厚壁菌门和拟杆菌门。虽然每个门类都有自己独特的和高度可变的微生物群,但是两者都有在肠道内定居的永久居民(核心肠道微生物群)和普遍存在的基因(核心微生物组基因)，它们对于肠道的正确运作可能是必不可少的。

无菌小鼠是一种从出生到长大没有接触任何活微生物的动物模型，对帮助我们理解肠道微生物群对宿主生理技能的影响十分有用。通过将选定的微生物种群或老鼠及人身上的全部微生物种群转移到无菌小鼠体内，可以来检测生理遗传性，病理表型及在一个特定的表型中微生物菌群所起到的作用。肠道微生物移植入这些无菌小鼠体内后，可以起到调节其骨质密度、促进脂肪的囤积、促进肠血管生成及促进免疫应答发育的作用。在这篇综述里，我们在宏基因组和无菌的基础上，讨论了肠道菌群在能量代谢中的作用及其与肥胖病之间可能存在的联系。一、肥胖病肥胖病人肠道内的菌群组成发生了改变，并且随着体重的变化而变化。由于编码餍足促进激素——瘦素的基因发生了突变，遗传性肥胖的ob / ob小鼠出现贪食的现象。跟体重正常的野生小鼠相比，这种小鼠的盲肠菌群组成中厚壁菌门占多数，而拟杆菌门相对较少。即使给它们喂以低脂高糖的食物，菌群组成仍是如此。在人类肥胖病患者的粪便排泄物中，微生物菌群组成也出现类似的情况。通过限制脂肪或碳水化合物的摄入，体量减少, 拟杆菌水平相应提高，表明拟杆菌可能对卡路里的摄入量很敏感。类似的情况也发生在胃旁路手术后体重降低的肥胖病人身上。这些病人体内拟杆菌和普氏菌的数量与能量和脂肪的摄入量呈负相关。其他的研究没有发现厚壁菌与门拟杆菌组成比例的这种变化规律，可能是因为他们用不同的临床标准(如肥胖的程度、年龄、减肥的强度和热量限制持续的时间),地理位置、人

人体正常菌群的分布

人体正常菌群的分布皮肤上的细菌往往与个人卫生及环境情况而有所差异。最常见的是革兰氏阳性球病，其中以表皮葡萄球菌为多见，有时亦有金黄色葡萄球菌。当皮肤受损伤时，可引起化脓性感染，如疖、痛。在外阴部与肛门部位，可找到非致病性抗酸性耻垢杆菌。口腔中的细菌，口腔温度适宜，含有食物残渣，是微生物生长的良好条件。口腔中的微生物有各种球菌、乳酸杆菌、梭形菌、螺旋体和真菌等。胃肠道的细菌，因部位而不同，胃酸的杀菌作用，健康人的空肠常无菌。若胃功能障碍，如胃酸分泌降低，尤其是胃癌时，往往出现八叠球菌、乳酸杆菌、芽胞杆菌等。成年人的空肠和回肠上部的细菌很少，甚至无菌，肠道下段细菌逐渐增多。大肠积存有食物残渣，又有合适酸硷度，适于细菌繁殖，菌量占粪便的1/3。大肠中微生物的种类繁多，主要有大肠杆菌、脆弱类杆菌、双歧杆菌、厌氧性球菌等，其他还有乳酸杆菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、变形杆菌、真菌等。呼吸道的细菌，鼻腔和咽部经常存在葡萄球菌、类白喉杆菌等。在咽喉及扁桃体粘膜上，主要是甲型链球菌和卡他球菌占优势，此外还经常存在着潜在致病性微生物如肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球菌等。正常人支气管和肺泡是无菌的。泌尿道的细菌，正常情况下，仅在泌尿道外部有细菌存在，如男性生殖器有耻垢杆菌，尿道口有葡萄球菌和革兰氏阴性球菌及杆菌；女性尿道外部与外阴部菌群相仿，除耻垢杆菌外，还有葡萄球菌、类白喉杆菌和大肠杆菌等。生殖道细菌，阴道内的细菌随着内分泌的变化而异。从月经初潮至绝经前一般多见的为阴道杆菌（乳酸杆菌类）；而月经初潮前女孩及绝经期后妇女，阴道内主要细菌有葡萄球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等。机体的多数组织器官是无菌的，若有侵入的细菌未被消灭，则可引起传染。因而在医疗实践中，当手术、注射、穿刺、导尿时，应严格执行无菌操作，以防细菌感染。

内环境：肠道菌群怎样影响代谢和身体成分 - 副本

内环境：肠道菌群怎样影响代谢和身体成分摘要：肥胖，糖尿病和动脉硬化等血管疾病已成为全球主要的卫生和公共健康问题。惊人的增加和肥胖患病率不仅可能被解释为营养习惯，或减少了能源开支通过减少体力活动。肥胖患病率的增加和它惊人的普及速度很可能不仅仅是因为人的营养习惯也不仅仅是因为人体通过减少体力活动进而达到对能量消耗的减少。除上述原因以外，最新研究着重指出，肠道菌群作为一种内环境因素，通过饮食来增加能量合成，并规范周边环境的新陈代谢，从而增加人的体重。肥胖与肠道菌群组成的巨大变化以及菌群的代谢功能是密切相关的，但是推动这个双向关系的病理和生理过程还没有被完全鉴定出来。本文总结了以下几者之间的关系：肠道菌群的组成、从饮食中对能量的提取、参与调节能源平衡的胃肠激素的合成、丁酸的合成以及脂肪存储的调控。关键词：肠道微生物、胰岛素抵抗、肥胖、研究、2-型糖尿病。简介：肥胖和2-型糖尿病的双双流行使医学界对人体在各方面的代谢尤其是胰岛素抵抗的错综复杂的机制产生了浓厚的研究兴趣。迄今为止，许多机械性的研究都主要集中于对各种人体器官和细胞系统关系的生物研究领域。相反，遗传学家更致力于人类的基因组，从而试图找到并解决2-型糖尿病所带来的危险因素。不过，越来越多的学者将他们的注意力指向了第三个罪魁祸首：肠道菌群。这些微生物和它们的细菌基因组（也称微生物组）被越来越多的学者当做是各种疾病的重要的治病因素，包括消化道疾病和诸如发炎性肠道疾病所导致的肥胖。事后看来，这没有什么可惊讶的，因为在自然界中这种共生关系无处不在。这篇文章的主要内容就是要详细说明，肠道菌群是如何导致肥胖症和2-型糖尿病发生的。人体的肠道菌群：迄今为止，我们对人类肠道菌群的认识一直被技术问题所限制。尽管占很大一部分主导地位的肠道菌群还不能被我们所熟知，以16S核糖体RNA为基因基础的方式的发展仍然促进了细菌的鉴定和分类的进步。人体肠道内含有大量的微生物，其中菌群占主导地位也占绝大部分。整体而言，微生物组是人类基因组的100多倍。因此，肠道菌群可被视为一个'exteriorised器官的代谢，这种代谢有助于整体代谢，同时也有助于将食物转化为营养和能源。这个至少由十的十四次幂个微生物组成的群体是以厌氧微生物为主的，同时由500到1000个不同的物种组成。菌群分为三类，厚壁菌门（革兰氏阳性），杆菌门（革兰阴性）和放线菌（革兰氏阳性），三者同时主宰着成年人体内的肠道菌群。厚壁菌门是最大的细菌门，并包含超过200个属，包括乳酸菌，支原体，芽孢杆菌和梭菌。杆菌门（约20属含）和放线菌（革兰氏阳性）也属于肠道内的主导菌群，但是后者经常被RNA序列所忽略，只能通过原位杂交（荧光检测）才能测得。胎儿在子宫是不育的，但在生命的第一年，婴儿的肠道由不育状态发展到几乎和成年人一样的拥有密集且混合的微生物的状态。随着出生后迅速成长，细菌从母体和周边环境植入到婴儿的肠道内。在此之后，接种的微生物迅速变化且主要受饮食的影响。4岁时，宿主肠道内的菌群已完全成熟。微生物的最终组成受宿主基因型、接种过程、宿主生理特征和内环境因子的共同影响。整个遗传如多项研究过程所示，不仅形成了完整的个体同时对核心微生物的组成也有影响。例如，分居的同卵双胞胎的微生物，比无亲缘关系的同类微生物，相似程度要高很多。相反，环境因素似乎不是很重要，因为亲本在微生物群落里与其它个体相比并没有更大或者更显著的相似性，除非这对亲本生长在相同的环境下并且具有相似的饮食习惯。微生物对婴儿饮食结构的影响还不够明确，许多研究表明，微生物中双歧杆菌的含量相对于母乳喂养较低，但在其他的报告中却没有发现这种差异。成人体内微生物的转

1 肠道菌群和肿瘤代谢性疾病及精神性疾病

1肠道菌群和肿瘤、代谢性及精神性疾病河南省新乡市第一人民医院 453000 姜秀菊王利江 Abstract:The human gut harbours a vast number of bacteria—the microbiota.The gut microbiota can modulate host physiology,metabolism and immune system through gut—host interations.Rencent studies show that gut microbiota can affect obesity ,diabetes and other metabolic diseases;it also makes contribution to mental diseases like anxiety and depression.and could thus considered to new approaches for prevention and treatment for those diseases.This review will discuss rencent studies about relationships between gut microbiota,neoplasm,metabolic and mental diseases. Key word:microbiota,metabolism,diabetes,anxiety,depression. 人类肠道聚集着大量细菌，即肠道菌群。肠道菌群通过菌群-机体之间的相互作用，调节机体生理、代谢和免疫系统。最近研究显示肠道菌群可以影响肥胖、糖尿病及其他代谢性疾病，菌群的变化可以通过菌群-肠道-脑轴系统作用于大脑，引起精神性疾病如焦虑和抑郁。同时肠道菌群也可为这些疾病的预防和治疗提供新的策略。本文就最近关于肠道菌群和肿瘤、代谢性及精神性疾病的研究综述如下。关键词：菌群，代谢，糖尿病，焦虑，抑郁。前言人类肠道于胎儿时期是无菌的，在出生后经过菌群的建立与演替，到2-3岁时逐渐形成了以厌氧菌占绝对优势，需氧菌占劣势的生态格局，对于一个健康人体来说将终身不变。至此人类肠道聚集着近1015个细菌，它们可以影响人的生理、代谢、营养及免疫功能[1-3]，最近的新技术进展如分子生物学、宏基因组学方法使人们对肠道菌群的结构和功能有了更进一步的认识。菌群的门类中，厚壁菌和杆菌约占肠道菌群的70%-75%，而变形菌，放线菌，梭菌及疣微菌所占比例相对较小。菌群是一个动态体并受许多因素的影响，如基因、饮食、代谢、年龄、分布、抗生素的使用和应激等。这些主要菌群的动态变化和多样性影响着人类的健康和疾病，如肠道菌群紊乱可以引起感染性疾病和胃肠道疾病，如炎性肠病。肠道菌群也可以通过自主神经系统(autonomic nervous system,ANS)，肠道神经系统(enteric nervous system,ENS)，神经内分泌系统和免疫系统而作用于大脑，再通过神经和内分泌轴的作用引起相应的疾病。 1 肠道菌群和肿瘤过去几十年内肥胖在全球越来越普遍，越来越多的研究显示它是一些癌症的主要危险因素。虽然有些报道认为一些因素参与了肥胖相关性癌的发展，但其具体机制尚不清楚。有研究显示饮食所致的肥胖和遗传性肥胖可以使肠道菌群发生改变，损伤DNA的肠道细菌代谢产物--致癌去氧胆酸水平升高，致癌去氧胆酸的肝肠循环刺激了肝脏星状细胞衰老相关分泌表型（Senescence-Associated

药物在肠道中的菌群代谢

药物在肠道中的菌群代谢摘要人体肠道内寄居的大量共生微生物可以通过多方面作用影响人体健康，特别是肠道内菌群的代谢作用，及与人体自身代谢的交互作用在人类的健康促进与疾病的发生、发展中起着重要作用。肠道菌群的代谢流程与宿主的代谢流程存在交汇与互补的情况,即交互式代谢(metabolic exchange)和共同代谢(co-metabolism)。这种相互作用与许多人类疾病的发生、发展有着重要联系,但我们现在对此却知之甚少。由于这种代谢上的关联,肠道菌群对药物在宿主体内的吸收、代谢、毒理存在显著影响。这提示我们在设计个性化医疗时需充分考虑个体间肠道菌群的差异性。关键字：药物；菌群；肠道代谢

Abstract Human gut a large number of alien symbiotic can influence through various human body health, especially intestinal flora metabolism, and with the interaction of the human's metabolism in human health promotion and the happening of the disease, developing plays an important role. The intestinal flora metabolism process with the host in the process the metabolism of the intersection and complementary, is interactive metabolism (metabolic exchange) and common metabolic (co-metabolism). This kind of interaction and many of human diseases occurrence, development has important link, but we know little about it now. Because the metabolism of the association, the intestinal flora on the drug in the host of the body absorb, metabolic and therapeutic effects are significant. This suggests that we design personalized medical need to fully consider the individual differences between intestinal flora.

肠道菌群与中草药有效成分代谢_史同瑞

作者简介：史同瑞（1965-），男，研究员，从事动物药品研究与开发，Email：systr@sina．com 通讯作者：史同瑞·综述· 肠道菌群与中草药有效成分代谢史同瑞，刘宇，王爽，王岩，李丹，朱丹丹黑龙江省兽医科学研究所，黑龙江齐齐哈尔161006 摘要：近年来，肠道菌群与中药有效成分代谢已成为众多学者研究的热点，本研究综述了肠道菌群对中药有效成分代谢转化、吸收利用的研究概括，以及中草药对肠道菌群的调理作用。关键词：肠道菌群；中草药；代谢中图分类号：Ｒ378文献标志码：A文章编号：1005-376X（2014）04-0479-04 DOI编码：10．13381/j．cnki．cjm．201404030 The interaction of intestinal microflora and metabolism of effective ingredients from Chinese herbal medica SHI Tong-rui，LIU Yu，WANG Shuang，WANG Yan，LI Yang，Zhu Dan-dan Heilongjiang Institute of Veterinary Medicine Science，Qiqihaer161006，China Corresponding author：SHI Tong-rui，Email：systr@sina．com Abstract：In the recent years，the interaction of intestinal microflora and metabolism of effective ingredients from Chinese herbal medica has become the hot research topics of many scholars．The paper summarizes the research on the effective of intestinal bacterial on the metabolism，absorption and utilization of active components of traditional Chinese medicine，and the conditioning effects of chinese herbs on intestinal bacterial． Key words：Intestinal microflora；Chinese materia medica；Metabolism 传统中草药的剂型主要有丸剂、散剂、粉剂和汤剂，用药途径多以口服为主，口服中药在体内的代谢主要包括肝脏代谢和肠内菌群代谢。中药通过消化道必然要经受胃肠道酸碱环境、内源性生物分子、胃肠酶系、肠道微生物及其代谢酶等因素的影响，并发生一系列的代谢或转化反应，其中，肠道微生物及其代谢酶的作用尤为重要。近年来，国内外学者对肠道菌群在中药代谢过程中的作用开展了大量的研究工作，并取得了一定的成果。肠道菌群庞大，中药成分丰富，肠菌产生的酶与中草药作用可产生次生代谢产物，在肠菌自身代谢过程中也会产生乳酸、生物活性物质等次生代谢产物，而肠菌的次生代谢产物与中药某些成分又能发生反应，形成新的化合物，使中药药性发生改变，同时中草药对肠菌的生长代谢也会产生影响，因此，肠道菌群与中草药的相互作用机制及中草药药代动力学相当复杂。本研究综述了肠道菌群对中药成分吸收代谢的作用，以及中草药与肠道菌群的相互影响。 1中药成分与降解转化中草药为天然植物，富含多种化学成分，除含生物碱、多糖、甙类、鞣质、酶等具有治疗价值的有效成分外，还含有蛋白质、氨基酸、多糖、脂类、微量元素、维生素等营养活性物质，因此，中草药尤其是复方中药具有多种营养和药理效应。中草药化学成分复杂，可谓有机物与无机物、分子态与离子态、大分子与小分子、结合体与游离体共存，多数成分均可能具有生物活性，因此，中药发挥疗效是对机体机能多成分、多靶点复合调节作用的结果。中草药大多数有效成分均包裹在植物细胞内，由于植物细胞壁的阻碍作用，大量有效成分难以释放，因而导致中草药见效慢，使用剂量大。中草药成分发挥药效首先应突破植物细胞壁的阻碍，这就需要在纤维素、木质素等降解酶的酶解作用下才能实现。在中草药活性成分中仅有较小部分可以原形直接被吸收利用，由于大多数成分均为前体活性成分，并不能被机体直接吸收进入血液循环发挥药效，因

人体内的肠道正常菌群与人体间以互生为主

微生物第八章作业亮闪闪： 1、人体内的肠道正常菌群与人体间以互生为主，有时转化为寄生（病态）；在肠道正常菌群间则存在着共生、互生、寄生与拮抗等复杂菌相动态平衡。肥胖与肠道细菌分布有关，肠内厚壁菌门多于拟杆菌门导致更有效吸收食物中的热量从而导致肥胖。 2、微生态制剂是依据微生态学理论制成的含有益菌的活菌制剂，能维持宿主的微生态平衡、调整宿主的微生态失调、兼有若干其他保健功能。 3、微生物与生物环境间关系有五种：共生、寄生、互生、拮抗、捕食。共生：两种生物共居一起分工协作、相依为命、难分难解与合二为一的依存关系。寄生：常指小型生物生活在另一种较大型生物的体内或表面吸取营养生长而使后者蒙难。互生：两种独生的生物生活在一起时各自代谢活动有利于对方，即可分可合，合比分好。拮抗：系指共居在一起的生物由于它种生物分泌拮抗物而受抑或被杀。捕食:生物间捕食主要为原生动物吞食细菌和藻类现象。 4、碳素循环的快与慢：“快”循环：十年或更短，储藏者:大气, 海洋表面, 生物, 土壤，生物过程占优势。“慢”循环：千年，储藏者: 深海, 沉积, 矿物燃料，地质过程占优势。 5、极端环境下的微生物有嗜热微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物六种。考考你： 1、微生物在自然界的分布区域分为哪两类？哪一类被称为“天然培养基”？另一类可否再进行详细划分？（提示：微生物在自然界的分布区域分为土壤和地层、水体中两类。土壤是微生物的“天然培养基”，水体可分为许多类型，各种水体又有其相应的微生物区系。如可分为淡水型和海水型，淡水型又可分为浅水区、深水区和湖底区，海洋型可分为透光区、无光区、深海区和超渊深海区。） 2、空气中的微生物以什么形式存在？什么是生物气溶胶？（提示：空气中的微生物以气溶胶形式存在，是动植物病害传播的根源。生物气溶胶指含有微生物细胞、孢子或病毒粒的气溶胶。） 3、什么是真菌毒素？是否致癌？（提示：真菌毒素是一类由真菌产生的、对人或动物致病的毒素，一般存在于食物和饵料中。共有100多种真菌毒素，其中14种能致癌，如黄曲霉毒素。） 4、什么是人体的正常菌群？试用自己的话阐述人体“微生态关系”的含义。（提示：人体正常菌群是生活在健康人体内各部位、数量大、种类较稳定、发挥有益作用的微生物种群。微生态关系：正常菌群间，正常菌群与宿主之间，正常菌群与周围其他因子之间存在的密切关系。） 5、植物内生菌是什么？主要成员除了细菌还有别的吗？ [提示：植物内生菌是生活在植物体内，但不参与形成植物结构的一类微生物。可以是组成型（永久）或诱导型（非永久）的关系。主要成员除了细菌还有真菌。] 帮帮我： 1、既然动物与植物体内都存在微生物，在草食动物摄取植物的过程中，微生物是否会做出贡献？（我的思考：由于植物和动物体内的微生物种类不同，且不同种动物与摄取的同种植物

中药化学成分肠道菌群代谢的研究进展

中药化学成分肠道菌群代谢的研究进展发表时间：2017-11-30T15:57:03.800Z 来源：《中国医学人文》2017年第9期作者：余仕朋 [导读] 口服给药作为传统中药的用药方式，药物在人体内必然会接触肠道菌群。云南省久泰药业有限公司，云南昆明650106 摘要：人体健康深受肠道菌群的影响，主要表现为直接影响宿主的病理和生理进程以及通过研究肠道代谢和肠道菌群对中药成分的代谢作用对药效产生影响。人体肠道微环境的变化与中药疗效存在非常紧密的联系，或者说中药疗效能够通过对肠道菌群结构进行调整从而对人体产生影响，也可以说口服中药受肠道菌群的影响，影响其在人体内的吸收、代谢和转化，因而使中药疗效发生改变。为了对药物作用物质基础和作用机制进行更进一步的了解，同时为进一步推动中药现代化进程，本次研究特就中药化学成分肠道菌群代谢进行分析。关键词：中药化学成分；肠道菌群代谢；研究进展口服给药作为传统中药的用药方式，药物在人体内必然会接触肠道菌群。还原反应和水解为肠道菌群对中药有效成分的代谢方式。中药疗效的发挥在于通过肠道细菌的作用将中药成分转化为有效成分[1]。葡萄糖苷成分作为能够发挥主要治疗作用的水溶性糖部分，难以被人体肠道吸收，因而具有很低的生物利用度，长时间滞留在人体肠道内且肠道菌群对其能够产生较大影响，由于原形物具有较小的药理活性，肠道菌群代谢对其产生水解作用，从而使其药理作用获得充分发挥[2]。肠道菌群代谢的相关分析（一）对比非口服药物和口服药物为对代谢机制和途径进行初步分析，首先需要对患者服药前后尿液以及血液中的含量和物质进行对比如果不同的用药方式会产生不同的药效，则表明代谢受肠道菌群代谢的影响。（二）对产生主要代谢作用的菌株进行筛选对药物成分特性以及与代谢相关的酶进行分析并研究该酶的菌株。（三）关于离体代谢的探讨将中药有效成分加入肠菌培养液中，同时确保培养液条件适宜，然后对比空白并对代谢产物进行检测。肠道菌群对中药化学成分的代谢（一）皂苷类皂苷类成分对人体有很大益处，具有抗过敏、抗炎、抗病毒、保肝、降血糖以及抗肿瘤的功效，在实验研究中，肠道菌群对皂苷的代谢能使其药效基础获得表达。皂苷类为人参的主要活性成分，研究显示，人体肝脏几乎不代谢人参皂苷类，其主要通过肠道进行降解。研究人参皂苷原型药物和肠内菌代谢产物的药理作用表明：腹腔巨噬细胞和T细胞可共同受Rg1与该成分代谢产物Rh1的影响，免疫调节作用由此生成[3]。肠道难以吸收甘草酸，但是在肠道菌群作用下能导致中间产物18α-甘草次酸的生成，甘草次酸易被肠道吸收从而使得药理活性得到发挥。（二）黄酮类葡萄糖苷键在黄酮苷雷成分中普遍存在，肠道菌群代谢能够有效水解含苷键的药物。黄芩苷为黄芩的主要黄酮苷成分，在肠道菌群代谢作用下，千层纸素苷、野黄芩苷、汉黄芩苷和黄芩苷可分别生成苷元千层纸素、野黄芩素、汉黄芩素和黄芩素等。体外肠菌实验表明黄芩苷经口服后能够被肠道菌群代谢并生成各种对应苷元，其代谢产物具有理想的抗瘙痒功效，苷元在抗组氨的作用下能够使患者的瘙痒反应获得有效改善[4]。（三）蒽醌类蒽酮苷类化合物番泻苷在番泻以及大黄中均可发现，该化合物自身无法发挥泻下作用，因而经口服后，无法有效被小肠吸收，具有较低的利用率，但是在大肠菌群的影响作用下可促进番泻苷元的产生，从而使其泻下功效得到发挥。芦荟中可分离出芦荟大黄素，实验表明该成分无法在大小鼠体内发挥泻下功效，但是人体肠道能够对其产生代谢作用，主要原因在于人体肠道中的代谢菌能够对芦荟大黄素苷C-C键进行裂解并生成芦荟大黄酸蒽酮，从而使其泻下作用得到发挥。对比普通大鼠和感染Eubacuteriuln sp.BAR菌株的大鼠的代谢情况，结果显示，悉生大鼠出现腹泻且程度比较严重，普通大鼠则没有出现腹泻现象，研究可见，番泻苷和芦荟大黄素本身并不具有泻下功效，但是在动物或者人体肠道菌群代谢的作用下可产生具有活性的代谢产物，能够有效发挥泻下作用。（四）生物碱类作为肝脏代谢研究的常见对象，生物碱成分也受肠道菌群的影响，在其作用下能够发生代谢转化现象。在关于氧化苦参碱吸收入血活性和肠菌代谢的相关研究中，借助于光谱学方法MS、NMR、IR、UV等可确定苦参碱为肠菌代谢产物。此外，借助于HPLC、TLC等方法对血清中代谢产物进行检测，结果发现苦参碱以及氧化苦参碱均可被肠道吸收并进入到血液中[5]。（五）单萜类单萜类化合物可发挥降血糖、保肝、抗肿瘤、抗炎以及抗菌的作用，包括环烯醚萜苷和无环、单环等。作为双环单萜苷类，芍药苷可在肠道菌群代谢作用下生成芍药苷代谢素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，素其中含量最高的为芍药苷代谢素Ⅰ。经口服后，芍药苷极难吸收，必须在肠道细菌分泌的β-葡萄糖酯酶和β-葡萄糖苷酶的催化作用下生成芍药盐酸硫胺苷元。 3.临床中西药合用与肠道菌群代谢的关系中西药联合应用在临床上效果显著，应用广泛，但是药物联用对药物的吸收、分布等会产生一定影响并进而对药效发挥产生作用。甘草和芍药组成芍药苷草汤，在进行消化性溃疡治疗时通常与甲硝哒唑以及羟氨苄青霉素联合应用，在进行疝气治疗时通常与氧氟沙星联合应用。有研究表明，黄芩苷口服与其他药物联合应用药效不同，血液中的黄芩苷明显高于与抗菌剂合用的血液中的黄芩苷含量，研究进一步阐明黄芩苷在吸收入血液前已经转化为黄芩素，可知黄芩苷而非黄芩素的吸收受抗菌剂的影响。为了提升药效，含有黄芩苷类黄酮成分的药物在与其他西药合用时，必须密切注意药物对肠道菌群的影响。对药物在肠道内代谢过程进行研究进而对其作用机制进行分析，可为临床合理用药提供依据。

人体正常菌群的分布

人体正常菌群的分布 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

生殖道细菌，阴道内的细菌随着内分泌的变化而异。从月经初潮至绝经前一般多见的为阴道杆菌（乳酸杆菌类）；而月经初潮前女孩及绝经期后妇女，阴道内主要细菌有葡萄球菌、类白喉杆菌、大肠杆菌等。机体的多数组织器官是无菌的，若有侵入的细菌未被消灭，则可引起传染。因而在医疗实践中，当手术、注射、穿刺、导尿时，应严格执行无菌操作，以防细菌感染。细菌在人体地分布（一）正常菌群地含义（二）人自出生后，外界地微生物就逐渐进入人体。在正常人体皮肤、粘膜及外界相通地各种腔道（如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道）等部位，存在着对人体无害地微生物群，包含细菌、真菌、螺旋体、支原体等。它们在与宿主地长期进化进程中，微生物群地内部及其与宿主之间互相依存、互相制约，形成一个能进行物质、能量及基因交流地动态平衡地生态系统习惯称之为正常菌群（Normal flora）。正常菌群大部分是长期居留于人体地又称为常居菌，也有少数微生物是暂时寄居地，称为过路菌。（三）（二）人体正常菌群地分布（四）皮肤上地细菌常常与个人卫生及环境状况而有所差异。最常见地是革兰氏阳性球病，其中以表皮葡萄球菌为多见，有时亦有金黄色葡萄球菌。当皮肤受损伤时，可惹起化脓性病菌病菌感染，如疖、痛。在外阴部与肛门部位，可找到非致病性抗酸性耻垢杆菌。

肠道菌群小知识

1代谢作用 ? 提供热量 ? 生产短链脂肪酸 ? 合成维生素K 和叶酸 ? 胆汁酸的分泌 ? 参与药物代谢 2. 免疫效果：正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能 ? 刺激免疫球蛋白A （IgA ）的生产 ? 促进抗炎细胞因子的分泌和下调促炎细胞因子 ? 诱导调节性T 细胞 3. 预防病原体入侵：正常菌群在人体某一特定位粘附，定植和繁殖，形成一层菌膜屏障。通过菌群间存在的生物拮抗作用，抑制并排斥病原体的入侵和群集，调整人体与微生物之间的平衡状态人类肠道菌群什么是肠道菌群？人的肠道内寄居着种类繁多的微生物，这些微生物称为肠道菌群。肠道菌群按一定的比例组合，各种菌间互相制约，互相依存，它们与宿主存在着共生关系，共同维护着宿主的生理平衡。肠道菌群并非是生来就有的，当胎儿还在母体子宫内时，胎儿所处的环境几乎是无菌的，因此胎儿肠道内是无菌的，婴儿出生时迅速暴露在母体阴道或皮肤的微生物下，随着从婴儿到老年的发展变化，我们的肠道菌群在出生后几个月迅速增多，多样性增加，到成年后达到稳定状态，之后老年时期多样性渐渐减少[1]。这些微小的生物群体就这样不知不觉伴随着我们的一生。肠道菌群的数量和分类据推测，正常健康成人肠道菌群总数高达1×1014，种类超过1000种，而一个成年人自身的细胞数量约为 1×1013个，也就是说居住在我们肠道内的菌群数量是人体细胞总和的10倍。在胃和小肠中，细菌的种类相对较少。结肠中，每克肠道内容物存在1012个细菌细胞，细菌种类达300-1000种，而其中99%的细菌来自于其中30-40种[2]。正常人肠道中包括四种主要的细菌门类：厚壁菌门Firmicutes （约50-75%，包括梭菌属），拟杆菌门Bacteroidetes （约10-50%，包括拟杆菌属、普氏菌属和卟啉单胞菌属），放线菌门Fusobacteria （约1-10%，包括双歧杆菌），变形菌门Proteobacteria （常常约少于1%，包括大肠杆菌），其中厚壁菌门和拟杆菌门是人类肠道菌群的主要组成部分。大多数细菌属于拟杆菌属、梭菌属、真杆菌属、瘤胃球菌属、消化球菌属、消化链球菌属、双歧杆菌属。其他属，如埃希氏菌属和乳杆菌属较少。拟杆菌属约占肠道中所有细菌的30%[2][3]。我国科学家在健康年轻人体内观察到的9个属的细菌广泛存在，分别为厚壁菌门的考拉杆菌属、罗氏菌属、Blautia 、Faecalibacterium 、梭菌属、Subdoligranulum 、瘤胃球菌属和粪球菌属以及来自拟杆菌门的拟杆菌属。这9个属的细菌均具有在人体肠道内发酵产生短链脂肪酸的能力，而短链脂肪酸具有维持人体健康的多重作用，例如充当肠道上皮特殊营养和能量组分，保护肠道黏膜屏障，降低人体炎症水平和增强胃肠道运动机能等[4]。 Phylum Proportion （%） [3] 厚壁菌门Firmicutes 50-75% 拟杆菌门Bacteroidetes 10-50% 放线菌门Fusobacteria 1-10% 变形菌门Proteobacteria 少于1% 肠道菌群的作用正常肠道菌群具有重要的自我平衡功能[5]。肠型未来某一天，当你走进医院的时候，医生可能不仅会询问你的过敏史、血型，还会问到你的肠型。来自德国海德堡欧洲分子生物学实验室（EMBL ）的科学家们提出了这个概念——肠型，他们通过全球性实验国际人体肠道元基因组研究计划，发现以肠道内的细菌种类和数量划分，人类拥有三种肠型，研究人员把这3种肠型命名为拟杆菌型（Bacteroides ）（肠型Ⅰ）、普雷沃氏菌型（Prevotella ）（肠型Ⅱ）和瘤胃球菌型（Ruminococcus ）（肠型Ⅲ），以反映各生态系统中的优势菌。拟杆菌型系统中的细菌，主要从碳水化合物和蛋