肠道菌群与天然产物的相互作用研究进展
有益菌,皂苷,1天然产物对肠道菌群的调节作用,1生物碱类,2黄酮类,3皂苷类,4多糖类,5其他,2肠道菌群对天然产物活性的影响,3小结
丁劲文,林媛,蒋建东人体肠道大约拥有 100 万亿个细菌。超过 99% 的肠道细菌属于厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门[1],厚壁菌门和拟杆菌门尤其居多,分别大约占 64% 和 23%。而其他细菌如古菌门、脱铁杆菌门、梭菌门、螺旋体门、疣微菌门、黑水仙菌门等占比少于 1%[2]。根据肠道细菌与宿主的关系可将数目庞大的细菌大致分为三类:有益菌——双歧杆菌属、乳杆菌属以及阿克曼菌属等[3];致病菌——脱硫弧菌属、梭菌属中的艰难梭菌、产气荚膜梭菌以及葡萄球菌属中的金黄色葡萄球菌等[4];条件致病菌——埃希氏菌属中的大肠埃希氏菌、肠球菌属、拟杆菌属中的脆弱拟杆菌以及不动杆菌属中的鲍曼不动杆菌等[5]。
在健康状态下,肠道菌群处于“正常微生物群”的状态,与宿主共同进化。在此过程中,宿主不仅对其建立耐受,而且能够让自身所需要的有益菌定植于胃肠道。此外,有益菌还会抑制致病菌在肠道中的定植,抵抗外来细菌入侵,并为肠黏膜细胞提供营养[6]。一个稳定的肠道微生态系统能够对人体新陈代谢和骨骼生长发育发挥重要的作用。此外,肠道菌群代谢合成的短链脂肪酸能增加紧密连接蛋白的产生,维持血脑屏障的完整性,进而防止病原微生物和有害代谢物入侵脑组织。肠道菌群产生的脂蛋白和脂多糖,通过刺激免疫细胞释放细胞因子。这些细胞因子可以穿过血脑屏障,激活神经元,改变神经功能,导致情绪和行为的改变,从而影响中枢神经系统[7-8]。此外,肠道菌群代谢产物会刺激肠道分泌细胞产生神经肽,从而直接影响肠道神经系统[9]。
天然产物是天然存在的化学成分,来源广泛,药理活性显著,在中国已有数千年的应用历史[10]。研究表明,大约100 万种天然产物中的 25% 具有生物活性。活性天然产物中约 60% 来自植物,其余大部分来自微生物[11]。绝大多数药用的天然产物为口服给药,经过与肠道菌群相互作用,其有效成分被吸收而发挥药理活性(表 1)。天然产物会影响肠道菌群的组成,进而调节人体许多生理和病理功能。体外研究和临床数据表明,活性天然产物对多种疾病有积极影响,已成为新药设计研发的重要来源之一[12]。本文通过整理归纳生物碱、黄酮类、皂苷、多糖类等天然产物活性成分对肠道菌群的调节作用,以及肠道菌群对这些天然产物药理活性的影响,探究肠道菌群影响人体健康的分子机制,为多种疾病的预防和治疗提供新思路。
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