朱 婷 ，蔡光先 ，吳 海 ，文 丹 ，譚周進

(1.湖南中醫(yī)藥大學湘杏學院2006級藥學4班，湖南 長沙 410208; 2.湖南中醫(yī)藥大學，湖南 長沙 410208;3.湖南中醫(yī)藥大學2009級研究生班，湖南 長沙 410208)

腸道微生物在機體的食物消化、吸收、免疫調(diào)節(jié)和阻止病原微生物感染等方面發(fā)揮著重要的作用，對宿主的健康具有深遠的影響。正常腸道菌群的功能體現(xiàn)在防止有害菌感染、合成維生素、提高免疫力、從未消化的物質(zhì)中獲取能量以及抑制腸道腐敗物質(zhì)的產(chǎn)生等。不同的植物提取成分對腸道菌群的影響不同:多糖可明顯促進有益菌生長、抑制有害菌，且作用隨著濃度的增大而加強;黃豆苷元能促進乳酸桿菌的增殖，提高腸道菌群的復雜性與多樣性;伴大豆球蛋白酶水解肽可增加雙歧桿菌量，并減少腸球菌量;植酸酶能降低大腸桿菌量等。在此介紹了主要的植物成分對腸道微生物的影響。

1 植物多糖

1.1 對腸道菌群的影響

正常情況下，腸道菌群對宿主的多種生理功能乃至生命活動至關(guān)重要，尤其與宿主的營養(yǎng)、免疫、代謝等方面緊密相關(guān)[1]。腸道菌群主要由厭氧菌構(gòu)成，優(yōu)勢菌有雙歧桿菌、乳球菌、乳桿菌等。在腸道內(nèi)，這些有益菌可將碳水化合物分解成有機酸而被機體消化、吸收。研究表明，植物多糖具有促進腸道有益菌增殖、抑制有害菌群生長、降低血壓、防止便秘、抑制腸內(nèi)某些酶的代謝活性和致癌物質(zhì)的侵害，以及提高機體免疫力等一系列作用[2]。目前研究的有以下幾種植物多糖:

牛膝多糖(achyranthes bidentata polysaccharide，ABPS)是莧科植物牛膝中的水溶性多糖，具有抑制機體腫瘤生長、增加白細胞數(shù)量等提高機體免疫力功能的作用。陳清華等[3]研究發(fā)現(xiàn)，牛膝多糖對腸道中乳酸菌和雙歧桿菌有明顯的增殖作用，對大腸桿菌等有害菌有明顯的抑制作用。

大豆低聚糖(soybean oligosaccharides)是大豆中低相對分子質(zhì)量糖類的總稱，主要成分為蔗糖、水蘇糖和棉子糖等寡糖。范小兵等[4]研究發(fā)現(xiàn)，大豆低聚糖能有效促進雙歧桿菌在體外的增殖，且?guī)缀醪荒鼙划a(chǎn)氣莢膜梭菌分解、利用。

另外，一些中草藥植物中的多糖對維持腸道菌群平衡具有極其重要的作用。例如，決明子(cassia)為豆科植物決明和葉決明的干燥成熟種子，李琨等[5]證明，決明子的活性成分為水溶性多糖，它能促進雙歧桿菌的生長，并且作用隨著濃度增大而增強。杜仲(eucommia)是一種雌雄異株的獨特樹種，自成一科一屬。高致明等[6]發(fā)現(xiàn)，添加杜仲提取物可降低盲腸和回腸內(nèi)容物的pH，增加腸道中乳酸桿菌和雙歧桿菌量，并可明顯抑制條件性致病菌大腸桿菌量。刺五加(acanthopanax)為五加科植物刺五加的根及莖，主要活性成分為皂苷和多糖，具有增強機體免疫功能和抗應激等作用，有利于增加盲腸內(nèi)容物中微生物的多樣性，提高腸道乳酸菌的數(shù)量并抑制大腸桿菌繁殖，從而有利于動物的健康生長。曹華斌等[7]的研究也表明，刺五加能刺激網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)，提高淋巴細胞轉(zhuǎn)化率和增強單核細胞系吞噬功能，并對雙歧桿菌的生長具有促進作用。

1.2 對腸道微生物作用的機制

相關(guān)研究報道比較多，現(xiàn)以低聚果糖為例。研究表明，低聚果糖單糖分子間以α-1，2糖苷鍵結(jié)合，而動物自身分泌的酶只能降解α-1，4糖苷鍵，因此低聚果糖以未被降解的形式直接進入后段腸道，后段腸道中的微生物就會將其作為營養(yǎng)物質(zhì)，并產(chǎn)生CO2和揮發(fā)性脂肪酸等。胃腸道中不同的菌種對低聚果糖的利用情況不同，其中乳酸桿菌、雙歧桿菌等能很好地利用低聚果糖，而大腸桿菌和沙門菌等有害菌不能利用低聚果糖。雙歧桿菌和乳酸菌可將腸道內(nèi)的低聚果糖發(fā)酵生成有機酸，從而降低腸道pH，抑制包括很多革蘭陰性菌在內(nèi)的病原菌繁殖，同時還可在動物腸道中合成蛋白質(zhì)、B族和K族維生素[8]?？梢?，低聚果糖能促進乳酸桿菌、雙歧桿菌增殖，并通過有益菌的增殖來抑制病原菌的生長，從而改善動物腸道內(nèi)菌群狀況、促進動物健康生長。

2 植物激素類物質(zhì)

近年來，植物雌激素因有多種生理及藥理學作用而受到了廣泛關(guān)注，研究較多的是異黃酮類和木脂素類。異黃酮(isoflavones)是一種植物雌激素，能抑制癌細胞增殖。大豆異黃酮可被腸道微生物分解成作用更強的產(chǎn)物，如黃豆苷元和染料木素;還可被進一步降解成活性更強的代謝物，如O-脫甲基安哥拉紫檀素(O-DMA)和雌馬酚等[9]。Yao等[10]發(fā)現(xiàn)黃豆苷元可促進仔豬腸道食糜中乳酸桿菌的增殖。Tamura等[11]報道，飼喂黃豆苷元的成年小鼠糞便中梭菌的數(shù)量顯著降低，乳酸桿菌的數(shù)量顯著增加。于卓騰等[12]的研究表明，仔豬腸道微生物區(qū)系的復雜性和多樣性增加了，尤以結(jié)腸和盲腸明顯。木脂素(lignans)是一類以芳香基團為母體的化合物，植物木質(zhì)素是合成動物木脂素的重要前體物質(zhì)。Wang等[13]推測，植物木脂素對人體保健方面的作用并非來自植物木脂素本身，而是源于其代謝產(chǎn)物動物木脂素，其中又以腸二醇和腸內(nèi)酯為主。因此，植物激素也可以增加腸道內(nèi)有益菌的數(shù)量，降低有害菌的數(shù)量，提高腸系菌群的復雜性及多樣性。

3 植物肽類物質(zhì)

動物通過蛋白酶作用于蛋白質(zhì)而產(chǎn)生肽，肽在動物的生命活動中具有極其重要的作用。參與生命活動調(diào)節(jié)的肽被稱為腸道食物源活性肽?；钚噪漠a(chǎn)品已應用于醫(yī)藥、營養(yǎng)保健和畜牧獸醫(yī)。左偉勇等[14]的研究表明，伴大豆球蛋白水解肽可增加雙歧桿菌數(shù)量，降低大腸食糜pH，使腸球菌及腸桿菌數(shù)量下降，從而調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境，使感染大腸桿菌后的小鼠恢復健康。尹君等[15]就棉籽粕等4種植物蛋白及其酶解產(chǎn)物對魚類腸道中大腸桿菌、芽孢桿菌、乳酸桿菌的生長進行了研究，結(jié)果表明，除菜籽粕外，其他蛋白及酶解物能促進芽孢桿菌和乳酸桿菌的生長，棉籽粕酶解產(chǎn)物能促進大腸桿菌的增加。芽孢桿菌和乳酸桿菌是有益菌，因此這兩種菌群總數(shù)的增加會改變魚類腸道微生物區(qū)系，使有益菌變成優(yōu)勢菌種，并通過爭奪營養(yǎng)物質(zhì)和定植位點、影響微生物代謝途徑和增強免疫功能等抑制大腸桿菌等有害菌的增殖，促進魚類健康生長。而對于乳酸桿菌，4種蛋白均可明顯促進其生長。

4 植物酶類物質(zhì)

酶是一種高效的生物催化劑，生命活動中的消化、吸收、呼吸、運動和生殖等都是酶促反應過程。目前關(guān)于酶類對腸道微生物影響的報道不多。植酸酶(phytase)是指能將植酸(肌醇六磷酸)及其鹽類水解成肌醇和磷酸(或磷酸鹽)的一類酶的總稱。大量研究表明，植酸酶作為單胃動物飼料添加劑使用時，可有效地降低飼料成本，使植物性飼料中磷的利用率提高60%，并減少飼料中無機磷的添加量，還能有效降低盲腸內(nèi)大腸桿菌數(shù)量[16]。甘露聚糖酶(mannanase)是一種半纖維素水解酶，能水解甘露聚糖類物質(zhì)成甘露寡糖。沈慶[17]研究發(fā)現(xiàn)，甘露聚糖酶可顯著降低肉雞腸道內(nèi)容物pH，促進盲腸內(nèi)乳酸桿菌、雙歧桿菌增殖，并抑制大腸桿菌繁殖，改變腸道酸堿度，維持腸道菌群平衡，保證動物健康。這可能是因為，水解后產(chǎn)生的甘露寡糖與病原菌在腸壁上的受體具有相似的結(jié)構(gòu)，而且它與病原體表面的類丁質(zhì)也有很強的結(jié)合力，可競爭性結(jié)合病原菌，使其無法攝取所需營養(yǎng)而死亡。

5 其他植物成分

止痢草提取物的主要成分是香芹酚和百里香酚，屬于生物類黃酮化合物。有研究表明，它們可以加速腸壁絨毛表面成熟腸上皮細胞的更新速率，促進消化道內(nèi)皮層的成熟，減少病原菌在消化道內(nèi)皮上的依附，提高營養(yǎng)成分的吸收[18]。膳食纖維廣泛存在于植物細胞壁，主要為纖維素、半纖維素和果膠類物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，不同的營養(yǎng)底物到達結(jié)腸后再被細菌利用，其中最重要的是淀粉類與非淀粉類聚多糖，說明膳食纖維在腸道中發(fā)揮著重要的作用。

6 展望

動物腸道微生物分為有益菌和有害菌兩大類，有益菌占總數(shù)的90%以上，主體是雙歧桿菌、乳酸桿菌和腸球菌等[19]。微生物與動物之間組成了一種相互依賴、相互制約的關(guān)系，這種生態(tài)關(guān)系就是微生態(tài)[20]。隨著微生態(tài)學理論的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)腸道微生物群落與宿主的生物拮抗、免疫、營養(yǎng)、腫瘤和急慢性感染等都有非常密切的聯(lián)系，實際上參與了動物的生理、病理和藥理(毒理)過程，形成了動物代謝網(wǎng)絡中重要的組成部分[21-22]。因此，通過調(diào)節(jié)動物腸道微生物區(qū)系來改善動物機體的健康狀態(tài)、增強機體潛在的疾病抵抗能力值得探討。

植物中各種成分對腸道微生物有著重要的影響，總的來說，它們可以增加有益菌、減少有害菌，在這個意義上，它們具有可觀的利用價值和經(jīng)濟效益。如今，在禽畜養(yǎng)殖業(yè)中，為加快畜禽生長速度，提高飼料報酬，常在飼料中過量添加某些負效應很高的添加劑(如抗生素)，這將嚴重危害動物和人的健康。因此，迫切需要安全高效的飼料添加劑來代替上述物質(zhì)，進而推動產(chǎn)業(yè)的快速、安全發(fā)展。研究表明，飼料中添加刺五加提取物可提高仔豬免疫力，改善血液組成成分，增強血清抗氧化酶活性，顯著防治腹瀉，促進腸道對氨基酸的吸收，提高仔豬生長性能和飼料報酬[23]。

中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶，中藥治療疾病主要是利用中藥材的各種有效成分。研究證實，中草藥有效成分的代謝與腸內(nèi)菌群有關(guān)。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，許多種中草藥的有效成分被腸道菌群代謝后，可產(chǎn)生出具有較強藥理活性的代謝產(chǎn)物。有些中藥可能通過人體的消化酶或腸道菌的代謝后才起作用[24]。學者們研究了腸道菌對苦杏仁苷類、香豆素類、黃酮類、蒽醌類以及萜類化合物的代謝作用，并鑒定了其代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)通過研究腸道菌對中草藥的轉(zhuǎn)化作用，可以開發(fā)出被人體直接利用的中藥制劑，滿足一些特殊的用藥需求，從而提高中藥的使用價值[25]。因此，加強藥用植物中的有效成分與腸道微生物的結(jié)合研究，有利于發(fā)現(xiàn)有特色的、新的、高效的植物活性成分，加大藥用植物活性成分的利用面，對于推動藥用植物的研究開發(fā)及中藥資源的可持續(xù)利用具有重要意義。

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