肠道菌群对中药皂苷类成分的代谢研究进展

皂苷类成分主要有抗肿瘤、降血糖、降血脂、保肝、抗病毒、抗炎抗过敏等药理作用,特别是抗肿瘤作用,有巨大的开发前景。由于皂苷类成分在肠道内难以吸收,生物利用度低,使其在肠道内与肠道菌群作用滞留时间长,在体内以原形物显示药理活性的可能性较小,需经肠道菌代谢后被水解,生成苷元而发挥其药理作用。肠道内与皂苷类成分代谢有关的细菌主要有真杆菌、畸形菌体、真细菌、梭状芽胞杆菌、瘤胃球菌等。肠道菌群有许多水解苷键的药物代谢酶,主要有β-葡萄糖醛酸酶、β-葡萄糖苷酶、硝基还原酶等,肠道菌对药物的代谢主要还是靠酶的作用来完成的[1]。影响肠道菌群对药物代谢作用的因素有：种属差异、饮食、抗菌药物的使用、酶抑制、肠肝循环、肠道内多种细菌相互协同作用。笔者现就肠道菌群对皂苷类药物的有关代谢情况综述如下。

1 研究方法[1]

肠道菌对药物代谢的研究方法主要为离体厌氧培养和整体肠道菌药物代谢,其具体的一些研究方法有：①口服与非口服(静脉、腹腔注射等)药的比较：比较服用前后血液、尿中的物质及含量,初步分析代谢途径与机制。若两种给药方法药效有显著差异,肠道菌群则可能在代谢中起关键作用。②普通动物和无菌动物的代谢产物比较：无菌动物的免疫功能低下,其消化道形态和生理都与普通动物有区别,考察中草药在二者体内的药效发挥,能直观看出肠道菌群是否发挥作用。③筛选起主要代谢作用的菌种(或菌株)：研究药物成分特性,分析与其代谢相关的酶类,保留该种酶的菌种,对其进行研究。

2 几种常见中药中皂苷类成分与肠道菌群的药理作用

2.1 人参皂苷类

皂苷类成分是人参的主要活性成分,现在已经分离到的成分有30多种。早期研究表明,人参皂苷Rg1在肝脏内基本不代谢,主要是在肠道中降解。研究发现,肠道中的细菌Bacteroides JY-6[2]、Bacteroides sp.、Bifidobacterium sp.和Fusobacterium sp[3]等能够代谢人参皂苷成分。目前研究较多的人参皂苷主要有Rg1、Rb1、Re、F11等。人参皂苷Rg1在人体的代谢途径为：Rg1→Rh1→原人参三醇[20(s)-protopanaxatriol, Ppt,M4],在大鼠体内的代谢模式为Rg1→Rh1/F1→Ppt,F1与Rh1为同分异构体[4]。王氏等[5]在研究中发现,Rg1经过肠道菌代谢后大鼠尿及血中均发现Rh1、F1,而在人体内,Rg1被肠道菌群代谢为Rh1、Ppt。M4为主要抗肿瘤成分,通过刺激脾脏NK细胞生成肿瘤细胞毒素,抑止肿瘤细胞的生长[6]。Rb1具有抑制肿瘤的作用,陈氏等[7]给大鼠灌胃Rb1 4 h后,从大鼠粪便中检测出G-Rb1、Rd和Rg3/F2,从离体培养的生物样品中检验出Rd、Rg3、Rh2、Ppd 4种代谢产物。Rb1还可以脱去糖苷代谢为20-O-β-D吡喃葡萄糖基-20(S)-原人参二醇(M1),M1可以选择性地在肝脏中蓄积,经胆汁排泄,也可以在肝脏中转化为EM1,EM1由一族M1的脂肪酸单脂构成,EM1可能是人参皂苷在体内产生生物活性的真正成分。Eun-Ah Bae等[2]研究发现,Re经过肠道菌可代谢为Rh1

和F1,Rh1对乳癌MCF-7细胞的作用最强。赵氏等[8]从Re人体肠内厌氧细菌代谢产物中分离到MC-Ⅰ、MC-Ⅱ、MC-Ⅲ、MC-Ⅳ、MC-Ⅴ、MC-Ⅵ和MC-Ⅶ 7个单体化合物,其中的MC-Ⅱ、MC-Ⅳ和MC-Ⅴ为国内外首次从Re的肠内细菌培养中分离得到的单体化合物。

2.2 甘草皂苷

甘草皂苷(glycyrrhizin,GL)及其苷元(甘草次酸,18-β- glycyrrhetinic acid,GA)是甘草的主要有效成分,具有促肾上腺皮质激素样生物活性,临床作为抗炎药用于胃溃疡的治疗。普通和无菌大鼠都给予GL口服,普通大鼠血浆中可以测出GA,但没有原形物,而在无菌大鼠血浆中未测到GA；再分别口服GL和GA,血浆中GA的MRT值出现显著差异,说明肠道内GL缓慢地转化为GA[9]。GL的人肠道菌作用主要有2个途径：主要途径是通过畸形菌体J-37和真细菌GLH的β-葡糖苷酸酶的作用,代谢生成GA；次要途径是先在链球菌LJ-22的β-D葡糖苷酸酶作用下,GL代谢生成3-葡糖醛酸甘草次酸(18-β- glycyrrhetinic acid-3-O-β-D-glucuronide,GAMG),进一步在β-D-葡糖醛酸酶的作用下生成GA。Akao T[10]在研究中发现,Eubacterium sp.GLH、 Ruminococcus sp.PO1-3和Clostridium innocuum ES24-06的混合菌具有强活性的代谢GL的酶,能够将GL代谢为少量的GA、3-oxo-GA和3-α-hydroxy-GA。甘草皂苷在肠道菌的代谢中受pH及炮制方法的影响。Akao T[11]在研究中发现,pH在4.0～7.0时肠道菌的代谢产物会下降,在pH 5.6及7.0的条件下GL不能被肠道菌代谢,而在pH 5.6的条件下45%的中间代谢产物GAMG转化为GA,在pH为7.0时25%的GAMG转变为GA。Hui Ching等[12]研究发现,蜂蜜促使肠道菌代谢GL为GA,抑制GA代谢,促进GA的吸收,加强了甘草的作用。

2.3 柴胡皂苷

柴胡皂苷(saikosaponin)主要类型有a、b、c和d等,其中a和d是柴胡的主要成分,d为药理活性作用最强的成分,具有镇静、抗炎、抗癌、抗病毒等药理作用。近年来的研究表明,肠道中真杆菌

(E.SP.A-44)和双歧杆菌(S.SP.Saiko-2)能水解柴胡皂苷,并从其中分离到2种水解柴胡皂苷的酶,这2种糖苷酶分别是SHGasehe和PHFase。大多数的柴胡皂苷经SHGasehe代谢为前柴胡苷元,再经PHFase代谢为柴胡皂苷元。Shimizu K等[13]在研究中发现,在体外3 h后,柴胡皂苷a完全代谢,共有8种代谢产物,在胃酸的作用下,柴胡皂苷a转化为b1和g的二烯皂苷,再经肠道菌群的水解作用代谢为柴胡苷元,柴胡皂苷d转化为柴胡皂苷b2。研究发现,无菌大鼠口服柴胡皂苷b1后在其血浆、盲肠内容物和粪便中未检测到代谢产物[14]。普通大鼠口服柴胡皂苷后在其体内检测到前柴胡皂苷元和柴胡皂

苷元,柴胡皂苷主要是在肠道内被肠道菌代谢吸收入体。柴胡皂苷在大鼠消化道内一共能产生20多种代谢产物,代谢产物能否在体内发挥作用主要与糖和苷元的比例有关[15]。

2.4 七叶皂苷

七叶皂苷为七叶树属Aesculus L.多种植物中含有的总皂苷,具有抗炎、抗肿瘤的作用,是具有开发潜力的抗肿瘤候选药物。其中七叶树皂苷Ⅰa是“前药”,人肠内细菌和短乳杆菌粗酶能够转化七叶树皂苷Ⅰa；转化产物去酰基七叶树皂苷Ⅰa有抗肿瘤活性[16]。陈氏等[17]在研究中采用离体培养的方法,发现4种肠道菌的代谢产物,分别为21β-巴豆酰基原七叶皂苷元(Ⅰ)、21β-当归酰基原七叶皂苷元