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）04-0479-04DOI编码：10．13381/j．cnki．cjm．201404030The interaction of intestinal microflora and metabolism ofeffective ingredients from Chinese herbal medicaSHI Tong-rui，LIU Yu，WANG Shuang，WANG Yan，LI Yang，Zhu Dan-dan Heilongjiang Institute of Veterinary Medicine Science，Qiqihaer161006，ChinaCorresponding author：SHI Tong-rui，Email：systr@sina．comAbstract：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，因此，需要在特定代谢酶，如水解酶、氧化还原酶、裂解酶、转移酶等酶的作用下，才能转化为具有药理作用的活性成分，发挥药理作用［1］。

肠道菌群是一个庞大的生物群体，在其生长繁殖过程中产生强大的酶系，这为中草药的代谢吸收提供了条件。

2肠道菌群及其酶系机体肠道中寄居着大量的微生物，其中以拟杆菌、消化链球菌、螺菌等专性厌氧菌，以及乳酸菌、双歧杆菌等兼性厌氧菌占优势。

肠道菌群为益生菌群，具有降解代谢、提高宿主营养吸收、增强肠道屏障保护、刺激肠上皮细胞增殖、促进机体免疫等功能［2］。

肠道细菌在生长繁殖过程中能产生水解酶、氧化还原酶、裂解酶和转移酶等多种酶类，且不同细菌产生的酶系也不尽相同，如双歧杆菌能产生α或β-半乳糖苷酶、α或β-葡萄糖苷酶、β-呋喃果糖苷酶、甘露糖苷酶、D-木聚糖苷酶、D-木糖异构酶等多种糖苷酶。

嗜热链球菌能产生β-半乳糖苷酶［3］。

肠道细菌强大的酶系不仅能分解代谢肠内容物，其中，许多酶如β-葡萄糖醛酸酶、β-葡萄糖苷酶、硝基还原酶、蛋白酶和碳水化合物酶等，还能代谢降解中草药的多种成分，并对中药成分进行生物转化。

肠道菌群对中药成分的代谢转化主要以水解为主，以还原和氧化反应为辅，许多中药有效成分经相应细菌代谢转化后相对分子量减小，极性减弱，脂溶性增强，易于被机体吸收而达到治疗作用［1］。

研究表明，肠内细菌的苷键水解酶系具有水解药物化合物苷键的能力，多种含苷键的中草药有效成分，如京尼平苷、葛根黄素、大豆黄苷、槲皮苷等，均能被肠道菌代谢分解，并转化为具有较强药理活性的产物［4］。

Akao等研究证实，在肠道菌产生的β-葡糖苷酶催化作用下，京尼平苷可水解生成苷元，但却很难被肝脏中的β-葡糖苷酶及胃肠道中的消化酶水解，这说明肠道菌群对京尼平苷的代谢至关重要［5］。

在中草药成分中葡糖苷不易被机体吸收，生物利用度低，药理活性小，需经肠菌α-糖苷酶、β-糖苷酶催化水解为苷元后才能发挥其药理作用，而芽孢杆菌可产生α-糖苷酶和β-糖苷酶，因此，芽孢杆菌可以降解多种糖苷类化合物。

3肠道菌群与中药成分代谢许多中草药成分经肠内菌群酶的酶解作用，转化为具有较强药理活性的有效成分，从而发挥其治疗疾病及增强免疫作用。

3．1皂苷类皂苷类是中草药重要的生物活性成分，由糖和非糖部分组成。

国内外学者对大黄、番泻叶、人参、山药、淫羊藿等多种常用含苷中草药进行了肠内菌的代谢物研究，研究证实，皂苷类成分需经肠道细菌酶分解为具有药理活性的单体代谢物苷元后才能发挥疗效，其中水解苷键药物的代谢酶主要有β-葡萄糖醛酸酶、β-葡萄糖苷酶和硝基还原酶［6］。

马海英等研究了人和大鼠肠内菌对黄山药总皂苷的体外代谢情况，并测定了大鼠灌服总皂苷的代谢产物，结果表明，总皂苷能被人和大鼠肠道菌代谢为薯蓣皂苷元，并被吸收入血发挥药效［7］。

黄芪皂苷治疗心脑血管及免疫方面疾病作用独特，毛羽等研究证实，Absidasp．A3r菌所产生的酶能够水解黄芪皂苷［8］。

甘草酸在肠道内不易吸收，宋丽等应用大鼠为动物模型，研究了微生物对甘草酸代谢的影响，结果表明，在肠道菌群的作用下，甘草酸能代谢产生中间产物18α-甘草次酸，并最终生成甘草次酸而产生药理活性［9］。

3．2黄酮类黄酮苷类化合物普遍含有葡萄糖苷键，其中具有水溶性糖部分的葡萄糖苷成分药理活性较小，在肠道内难以吸收，生物利用度低，只有经肠菌水解代谢生成苷元后才能发挥药理作用［10］。

黄芩中的黄酮苷主要包括黄芩苷、汉黄芩苷和野黄芩苷，经肠道菌群代谢后分别生成黄芩素、汉黄芩素和野黄芩素等苷元产物。

为探讨肠内菌对黄芩苷、汉黄芩苷抗瘙痒作用的影响，Trinh等应用体外肠菌试验证实，肠道菌群能够将黄芩苷代谢为黄芩素和木蝴蝶素A，将汉黄芩苷代谢为汉黄芩素，其苷元代谢产物通过抗组氨机制减轻了机体的瘙痒反应，且抗瘙痒作用强于黄芩苷和汉黄芩苷［11］。

3．3单萜苷类单萜苷类化合物主要包括无环、单环、双环、三环单萜苷及环烯醚萜苷，单萜苷类化合物是在肠道细菌产生的β-葡萄糖苷酶作用下，催化单萜苷脱去糖基，形成苷元发挥药效。

芍药的主要成分是芍药苷，芍药苷为双环单萜苷类化合物，口服摄入的芍药苷需在肠道菌分泌的β-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖酯酶的催化下，将其转化为苷元才能发挥良好的抗癫痫活性。

Hattori等研究也证实，在肠内菌群的作用下，芍药苷能够代谢产生芍药苷代谢素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，其中芍药苷代谢素Ⅰ含量最高，而在肠道菌群中厌氧消化链球菌、短乳杆菌对芍药苷的代谢作用最强［12］。

中药龙胆的主要有效成分是龙胆苦苷，龙胆苦苷属环烯醚萜类化合物。

宋纯清等为研究了龙胆的药代动力学及代谢产物的药理作用，测定了大鼠灌服龙胆苦苷后血清药物成分变化，发现龙胆苦苷能被肠内菌代谢产生中间产物龙胆碱，然后代谢为终产物龙胆醛，其中龙胆碱和龙胆醛均具药理活性［13］。

3．4蒽醌类蒽醌类化合物是一类具有醌式结构的化学成分，以游离和结合形式存在于植物体中。

大黄含有大黄素、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素等多种蒽醌类成分。

肠道细菌对蒽醌类成分的代谢过程是首先将苷类水解为苷元，然后蒽醌苷元加氢发生氢化反应，或者进一步发生乙酰化［14］。

中药大黄和番泻叶中均含有蒽酮苷类化合物番泻苷，番泻苷无泻下作用，口服后在小肠吸收利用率较低，经大肠菌群作用生成番泻苷元后才能发挥泻下作用。

Park 等研究证实，大黄根茎中土大黄苷经人肠菌代谢后生成土大黄素，土大黄素的抗血栓及抗过敏的药理活性较原型药显著增加［15］。

Dreessen等给小鼠静注番泻苷，发现番泻苷无泻下作用，而当小鼠口服番泻苷时，番泻苷被肠菌代谢为大黄酸蒽酮，表现出明显的致泻作用。

4中草药对肠道菌群的调理作用中草药与肠道细菌之间的作用是双向的，是相辅相成的。

中草药经口服进入胃肠道后，与胃肠道菌群发生物质交换，并互相调节与影响。

4．1促进益生菌增殖中草药中的有机酸、多糖和黄酮类化合物等成分及其代谢产物可被有益菌利用，但大多不能被条件致病菌利用，从而选择性地促进益生菌增殖，改善机体健康状况［16］。

中草药普遍含有糖类化合物，该类物质恰是肠菌的重要碳源，中草药多糖在动物小肠内不能被消化酶降解成单糖，因此不易被小肠消化吸收，进入小肠后部、盲肠、结肠和直肠后，由于双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌等益生菌的多糖酶消化活性明显高于有害菌，因此，中草药多糖可被益生菌作为营养物质吸收利用，从而促进益生菌增殖，而真杆菌、大肠埃希菌、梭状芽孢杆菌等有害菌却对多糖的利用率较低。