研究揭示藿香正气散治疗腹泻新机制：调节肠道菌群与消化酶活性
研究揭示藿香正气散治疗腹泻新机制：调节肠道菌群与消化酶活性
腹泻是常见的消化系统症状，通常使用抗生素类消炎药进行治疗。然而，对于由胃肠道功能紊乱、吸收障碍或病毒感染引起的腹泻，抗生素可能并不奏效。传统中药藿香正气散在治疗寒湿困脾型腹泻方面有着悠久的历史。近期发表在Heliyon期刊上的一项研究，深入探讨了藿香正气散在小鼠中的治疗机制，揭示了其通过调节肠道菌群、消化酶活性和菌群相互作用，有效缓解寒湿困脾型腹泻的作用机理。
研究背景
藿香正气散是一种传统的中草药配方，广泛用于治疗寒湿困脾型腹泻（CDSS）。这种腹泻类型在中医理论中被认为是由暴露于寒冷潮湿环境引发的，是中医中六种最常见的综合征型腹泻之一。CDSS腹泻的发病机制涉及源自寒冷和潮湿环境的外部应激源，这些应激源阻碍了脾脏的运输和转化功能，从而导致腹泻。
藿香正气散由13种中草药组成，其治疗作用不仅限于CDSS，还被用于治疗新型冠状病毒肺炎、功能性消化不良、呕吐和中暑等疾病。然而，由于其组成复杂且治疗靶点多，研究人员难以在疗效方面取得重大突破。
实验设计与方法
研究使用40只雄性SPF级KM小鼠，随机分为两组：正常对照组（H-Cc，n = 10）和腹泻CDSS组（H-Mc，n = 30）。建模后，H-Mc组进一步分为两个亚组：H-Mc组（n = 15）和藿香正气散处理组（H-Tc，n = 15）。
建模阶段，模型组小鼠连续7天每天早晨8：00至12：00暴露于（4 ± 0.5）°C和（90 ± 2）%湿度的环境室中，期间无限量饮水禁食。H-Cc组维持在温度范围为23 °C-25 °C，相对湿度为47 %-53 %的标准环境中。
治疗阶段，H-Tc组给予藿香正气散汤剂，H-Mc和H-Cc组给予蒸馏水，每天早晚各灌胃一次，连续3天，每次灌胃0.35 mL。每天在固定时间观察并记录小鼠的行为和特征，并观察粪便形态。根据滤纸上湿圈的大小对小鼠腹泻程度进行分级，计算腹泻指数。
研究结果
藿香正气散对CDSS腹泻小鼠肠道消化酶的影响
实验结果显示，与H-CC组相比，暴露在寒冷潮湿环境中的小鼠表现出粪便湿软、大便频率增加等症状。然而，这些症状在用藿香正气散治疗后得到缓解。
图1显示了每组中肠道消化酶的水平。与H-Mc组相比，H-Tc组的肠内容物乳糖酶活性显著降低（P<0.05），蔗糖酶活性略低（P>0.05），随后恢复正常。相反，H-Tc组的肠道内容物中蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶活性水平升高，也恢复到正常水平（P>0.05）。与H-Mc组相比，H-Tc组的肠粘膜乳糖酶、黏膜蔗糖酶和纤维素酶活性水平更高（P>0.05）。然而，两组肠黏膜蛋白酶活性无显著差异（P>0.05）。
图1 肠内容物和粘膜中的DEA。A-E：分别是肠内容物中乳糖酶、蔗糖酶、蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶的活性。F–I：分别是肠粘膜中乳糖酶、蔗糖酶、蛋白酶和纤维素酶的活性。数据以平均值±标准差 （SD） 表示。 *P < 0.05， *P < 0.001.
藿香正气散对CDSS腹泻小鼠肠道菌群多样性的影响
稀释曲线分析（图2A）表明测序数据量足以进行后续分析。共获得135158个高质量细菌16SrRNA序列，分布如下：H-Cc组4052个，H-Mc组43606个，H-Tc组47500个。如图2B所示，三组共共享72个OTU。此外，还鉴定了独特的OTU：H-Cc组有43个，H-Mc组有52个，H-Tc组有61个。图2C显示，3组α多样性变化极小，表明H-Mc和H-Tc组肠道菌群的物种丰度、均匀度和多样性逐渐恢复。然而，图2D和E显示H-Tc组与其他组相比存在显著差异，突出了藿香正气散干预对小鼠肠道微生物群组成的实质性影响。
图2 肠道菌群的多样性和群落结构。A：稀释曲线。B：心烦意乱图。C：Alpha多样性指数图，包括丰富度、良好覆盖率、Shannon、Simpson、Chao1和ACE指数。D：基于Bray-Curtis距离的主成分分析（PCA）图。E：偏最小二乘判别分析（PLS-DA）图。
藿香正气散对CDSS腹泻小鼠肠道菌群合作模式的影响
如图3A和C所示，建模导致肠道益生菌Lactobacillus johnsonii、Lactobacillus reuteri和Lactobacillus murinus之间存在竞争和抑制关系。然而，在用藿香正气散处理后，它们之间的抑制性竞争消失了（图3B和C）。同样的变化也发生在稀有菌身上，藿香正气散通过减缓稀有菌之间的密集相互促进，恢复了它们之间原有的合作模式。
图3. 肠道菌群相互作用网络。A：网络描绘了H-Cc和H-Mc组肠道中稀有和丰富物种之间的相互作用。B：说明H-Cc和H-Tc组肠道中稀有和丰富物种之间相互作用的网络。C：显示H-Mc和H-Tc组肠道中稀有和丰富物种之间相互作用的网络。红色节点表示稀有物种的存在，而绿色节点表示丰富的物种;节点大小与其各自的权重成正比。物种之间的相关性用边表示：红线表示正相关，而绿线表示负相关。线的粗细对应于相关性的强度，连接表示强相关性（r>0.8）和统计学显著性（P<0.05）。
讨论与结论
研究发现，藿香正气散主要提高并恢复了L. reuteri的存在，同时减少了L. murinus的过度增殖。在H-Mc组小鼠的肠道中观察到蓝藻未识别物种的增加，而藿香正气散处理显著降低了H-Mc组中一种蓝藻未鉴定物种的丰度，表明其对肠道菌群的潜在影响。
藿香正气散显著降低了肠道内容物中的乳糖酶活性，并且还适度增加了肠粘膜中的二糖酶活性，包括蔗糖酶和乳糖酶，这种增强有助于促进肠道消化功能。藿香正气散增加了CDSS腹泻小鼠内容物中的蛋白酶活性，小肠蛋白酶会对饮食抗原的免疫反应产生负面影响，损害粘膜屏障的完整性，并触发促炎或促伤害信号。蛋白酶活性的增加也可能与肠道炎症和微生物群失调有关。
藿香正气散调节肠道菌群相互作用可改善CDSS腹泻患者的肠道健康。当受到极端寒冷和潮湿的环境压力时，肠道细菌会改变合作方式以适应新环境，导致微生物群失衡并导致CDSS腹泻。然而，藿香正气散可以恢复肠道菌群的配合，将其恢复到建模前的状态。
本研究揭示了藿香正气散在调节肠道乳糖酶活性和恢复小鼠CDSS腹泻中微生物群平衡的治疗潜力。此外，研究结果强调了藿香正气散将肠道中稀有和丰富细菌之间的共生关系恢复到建模前水平的能力。至关重要的是，藿香正气散直接靶向和调节肠道乳糖酶活性，表明其在解决胃肠道紊乱方面发挥着关键作用。此外，藿香正气散也在一定程度上影响了肠道细菌的代谢功能。细菌代谢的这种调节与观察到的肠道内消化酶活性的变化相对应，进一步强调了藿香正气散的治疗效果。
本文原文来自Heliyon期刊