化学与生活

中药成分的肠内细菌生物转化

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肠内细菌简介

人和动物肠道内寄居着大量包括细菌在内的多种微生物,构成了肠道的微生态系统菌[1]。据报道,不同种类生物肠道菌群的构成也不同,人肠道中约存活100兆以上的细菌,其中专性厌氧性细菌占99%以上[2],其中拟杆菌、消化链球菌、螺菌等专性厌氧菌、乳酸菌及双歧杆菌占主要优势,且在肠的不同部位优势菌群不同。肠道菌群在其生长代谢过程中,会产生许多在肠内进行各种各样生物转化酶或代谢酶,主要有p-葡萄糖醛酸酶、p-葡萄糖苷酶、p-半乳糖酶、硝基还原酶、偶氮还原酶、7-a羟基酶、蛋白酶、各种碳水化合物酶等,这些酶参与了一系列的机体反应,包括参与中药有效成分的生物转化[3]

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中药成分的肠内细菌生物转化作用及特点

中医药是我国的民族瑰宝,也是世界传统医学中重要的组成部分,正逐年的受到全世界人民和研究人员的关注和重视。中药多数是以口服的形式进入消化道,中药进入机体内,不可避免地与肠道菌群接触、发生相互作用,肠内细菌转化中药成分的本质,是利用肠内细菌群体系产生的酶作为催化剂,对中药成分(外源性底物)进行结构性修饰所发生的化学反应。在肠内细菌生物转化酶或代谢酶作用下,中药成分结构主要有以下生物转化类型:水解反应、氧化反应、还原反应、异构化反应等[4]

与传统的提取分离鉴定中药成分、化学合成修饰改造中药成分从而获得新型或有效活性中药成分相比较,肠内细菌转化中药成分具有以下特点和优势:一是微生物转化酶系广泛且微生物的酶系所催化的反应很多是一些化学合成难以进行的反应;二是反应选择性强,包括化学选择性、非对映异构体选择性等,尤其是其对不需要转化的基团无需保护,显示出非常好的特异选择性;三是反应条件温和,可以最大限度地保护中药活性成分免遭破坏;四是设备和原料简单易得,生产成本较低[5],一般不造成环境污染,公害低、后处理方便。

 

中药成分的肠内细菌生物转化方法[6]

1 肠液生物转化

在厌氧条件下,获得试验动物肠液,进行厌氧稀释、厌氧培养预温孵,然后加入待研究转化中药成分底物,在适宜条件下培养或定时取样分析。此法适合研究肠内细菌的生物转化、大规模制备转化产物。

2全粪便温孵法

该法目前应用最广泛的胃肠道生物转化研究方法。由于肠道菌丛中的厌氧菌是中药成分生物转化的主要角色,因此,粪便温孵法主要就是制造适合厌氧菌生长的厌氧环境和营养条件,在此条件下,加入中药成分底物与细菌混合、温孵,然后检测药物原型成分和生物转化产物的种类和数量。

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3单一菌种温孵法

用单一菌种与药物共同进行厌氧培养,然后检查加入成分底物生物转化情况的方法。目前,公认的、有代表性的肠道菌有20多种,利用它们与药物一同进行温孵,结果发现不如肠道混僵菌降解药物明显,但利用单一菌种降解药物的条件易于控制,有利于有用的药物生物转化产物的工程化生产以及新的菌种的发现。

4结肠菌丛研究法

有简单的结肠菌群培养研究法、人结肠菌群体外模型法、人结肠菌丛在体模型法以及无菌动物法。结肠菌丛所致的药物转化接近于真实情况,在中药成分的肠内细菌代谢或生物转化研究中被广泛应用。

5肠菌酶法

肠菌酶法即把由肠菌中分得的酶作用于药物,间接地研究肠道菌对药物作用的方法。

 

总结与展望

中药(复方)由于其口服给药的特点,因此,利用肠内细菌对于中药成分的生物转化作用,有助于了解药物作用机制及作用物质基础,加快中药现代化进程,同时对临床中西药物合用有指导意义。

 

参考文献

  1. 赵晶, 田维毅. 肠道菌群转化中药有效成分的研究进展[J]. 贵阳中医学院学报, 2010(06):71-73.
  2. 门薇, 陈颖, 李玉洁, 杨庆, 翁小刚, 巩仔鹏, 张瑞杰, 朱晓新. 肠道菌群对中药有效成分的生物转化研究进展[J]. 中国实验方剂学杂志, 2015(02):229-234.
  3. 陈奇, 胡扬, 薛佳, 韩雪. 肠内菌对中药有效成分生物转化的研究进展: 2010年中国药学大会暨第十届中国药师周[Z]. 中国天津: 20103.
  4. 杨光辉, 毛鑫, 孙雪飞, 邵岩岩, 朱丹, 赵海娟, 夏青, 吴颖, 吴玲芳, 张兰珍. 肠内菌转化中药化学成分研究进展: 中华中医药学会中药化学分会第九届学术年会[Z]. 中国福建厦门: 20146.
  5. 阮晓东, 张惠文, 蔡颖慧, 王艺纯, 孙冬雪, 黄婷. 微生物在中药生物转化中的应用[J]. 中草药, 2009(01):149-152.
  6. 刘伟卿, 周静. 药物生物转化研究方法简述[J]. 中国医药指南, 2010(18):73-75.

 

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