文章信息
- 吴秋君, 李华南, 张海宁, 范顺, 李进阳, 王金贵
- WU Qiujun, LI Huanan, ZHANG Haining, FAN Shun, LI Jinyang, WANG Jingui
- 试论肠道菌群在腹部推拿防治肠易激综合征中的作用机制
- Mechanisms of gut microbiome in the prevention and treatment of irritable bowel syndrome by abdominal massage
- 天津中医药, 2023, 40(3): 307-312
- Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2023, 40(3): 307-312
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2023.03.07
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文章历史
- 收稿日期: 2023-01-11
2. 国家中医针灸临床医学研究中心, 天津 300193;
3. 天津中医药大学研究生院, 天津 301617;
4. 国家中医药管理局推拿手法生物效应三级实验室, 天津 300193
肠易激综合征(IBS)是一组持续或间歇发作,以腹痛、腹胀、排便习惯和(或)大便性状改变为临床表现,而缺乏胃肠道结构和生化异常的肠道功能紊乱性疾病。罗马Ⅳ诊断标准将其列为功能性肠病的一类,患者以中青年人为主,发病年龄多见于20~50岁,女性较男性多见,有家族聚集倾向,常与其他胃肠道功能紊乱性疾病如功能性消化不良并存伴发。按照大便的性状将IBS分为腹泻型(IBS-D)、便秘型(IBS-C)、混合型(IBS-M)和不确定型(IBS-U)4种临床类型,中国以腹泻为主型多见[1]。
肠易激综合征的发生与多种因素相关,目前认为胃肠道动力紊乱、肠道黏膜屏障损伤和黏膜通透性增加、肠道微生态改变、脑肠轴异常、脑肠肽分泌、内脏高敏感等因素均与IBS发病相关。而腹部推拿被证实可以有效改善IBS患者肠道症状[2],并起到调节患者情绪、改善患者生活质量的作用。笔者团队前期研究围绕脑-肠互动[3]、内脏高敏感[4-5]、肠动力[6]、肠神经系统[7-8]等方面开展了相关研究,结果证实腹部推拿可以干预上述途径,发挥治疗IBS的作用。但是,上述途径是否相互联系,或者通过哪种途径进行关联,是笔者一直困惑考虑的问题。
近年来,随着菌群研究的不断加深,发现菌群可能是联系其他发病原因,产生病理结果的纽带。因此,基于腹部推拿能够调控肠道菌群的现有研究基础,大胆猜测肠道菌群是防治IBS各途径间的关键节点,是腹部推拿防治IBS的核心。基于此,笔者撰写了本篇文章,以为后来学者的研究启迪智慧。
1 肠道菌群肠道菌群是寄居在人体肠道内的微生物,其中超过99%都是细菌,有500~1 000种不同的种类,存活的数量大约有1 014个[9]。这些细菌大致能分为3个大类:有益菌、有害菌和中性菌。有益菌,是一类定植于人体肠道及生殖系统内、对宿主有益的活性微生物,如双歧杆菌、酵母菌等。而有害菌则会产生有害物质,影响免疫功能,进而引发人体疾病。中性菌是对人体有双重作用的细菌,如大肠埃希菌、肠球菌等,正常情况下该类菌在对人体健康有益,但是一旦此类菌增殖失控,或从肠道转移到身体其余部位,则会引发多种肠内外疾病,对人体健康造成损害[10]。
而随着对IBS的研究日益增多,逐渐发现IBS患者存在肠道菌群失调情况[11],粪菌移植对于治疗IBS有显著疗效[12],因此有学者认为肠道菌群的变化与IBS发病有着密切联系,同时发现肠道菌群可以通过内脏敏感性、肠道屏障、脑肠轴、肠道运动等多个方面影响IBS[13]。可见其作用途径与腹部推拿干预IBS存在相似性。文章将从肠道菌群切入,探讨肠道菌群在腹部推拿防治IBS多种途径间存在的纽带作用。
2 肠道菌群干预IBS的作用 2.1 IBS肠道中微生物组群的变化已有研究表明人类肠道微生物群虽然因个体差异存在些许区别,但其中约90%的类群只属于两个门:拟杆菌门和厚壁菌门[14]。有研究证实了IBS-D患者厚壁菌和梭杆菌显著减少,变形杆菌显著增加,肠道菌群丰度较正常组降低,而多样性变化不明显[15]。另有研究显示,在IBS-D小鼠中拟杆菌门和厚壁菌门较健康小鼠明显减少,且有害菌则明显增多,可见IBS-D小鼠肠道菌群的丰富度与多样性均有所降低[16]。1项系统评价显示,IBS患者肠杆菌科、乳酸菌科和拟杆菌属增加,而双歧杆菌属等有益菌减少,其多样性存在减少或变化不明显等可能[17]。由此可见,现在对于IBS患者肠道菌群多样性变化仍无定论,但可以确定的是IBS患者中有害菌增多,有益菌减少。
2.2 肠道菌群参与调控内脏高敏感(VH)内脏高敏感(VH)被定义为对应用于肠道的机械触发器的感知增强,这在临床上反映为疼痛和不适[18]。菌群失调可导致大鼠结肠Toll样受体4(TLR4)的含量及蛋白表达显著升高,且血清中促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达显著升高,而抑炎因子白细胞介素-10(IL-10)的表达显著降低,进而导致慢性低度炎症的发生可能是肠道菌群失调导致内脏高敏感的作用机制之一[19]。已有研究证实,粪菌移植(FMT)治疗IBS的机制可能是通过拮抗肥大细胞表面Toll样受体2(TLR2)表达,抑制组胺与5-羟色胺(5-HT)的释放,进而改善机体内脏敏感性及增强免疫功能[20]。同时也有研究显示,IBS的发生可能与细菌中的脂多糖(LPS)对VH的影响相关[21]。由此可见,肠道菌群失调引发的炎症可能是导致IBS患者内脏高敏感性的原因。
2.3 肠道菌群影响了肠道屏障通透性肠道黏膜是一种半透性屏障,允许吸收营养物质并进行免疫功能,同时限制潜在的有害抗原和微生物进入人体。在正常的屏障通透性中,上皮细胞之间的空间被紧密连接所封闭,并通过一个复杂的蛋白质相互作用网络来维持。而在IBS中,十二指肠、空肠和结肠[22]中紧密连接蛋白ZO-1的表达水平降低。同时,已有研究发现微生物群可以调节紧密连接蛋白的表达[23]。Toll样受体(TLRs)存在于许多不同的细胞上,包括肠上皮细胞和免疫细胞,它们与参与肠道黏膜稳态调节的神经和免疫受体密切相关[24]。临床研究显示,IBS患者的粪便中,蛋白水解活性越高,症状越严重,同时紧密连接疏松,肠壁通透性增加,生物多样性降低[21]。由此可见,肠道菌群可影响肠黏膜紧密连接蛋白的表达,进而影响肠道屏障通透性,使得有害物质透过肠道屏障进而人体,产生炎症反应。
2.4 肠道菌群改善胃肠动力胃肠道运动需要神经元、Cajal间质细胞和平滑肌之间的复杂协调。最近的研究表明,肠道微生物群和转运过程之间存在着相互依赖的关系。有研究表明,肠道微生物群落丰度的变化与胃肠道运动密切相关[25]。细菌代谢物如短链脂肪酸(SCFAs)和去结合胆盐在动物和人类中产生强大的运动反应[26-27]。从硫酸盐还原菌中提取的硫化氢也被证明可以通过钾离子通道抑制小肠和结肠的收缩力[28]。此外,另有研究证实[29],通过调节肠道微生物群生态失调,可刺激释放5-HT并保护肠道神经元的分化,从而调节胃肠蠕动,改善IBS症状。
2.5 肠道菌群对肠-脑轴的调节作用肠道和大脑之间的沟通对于维持健康的肠道功能至关重要。肠-脑轴是一个双向通信网络,涉及中枢神经系统(CNS)和肠神经系统(ENS)之间的神经、内分泌、免疫通路和微生物群之间的信号传导[30-31]。通过自主神经系统对肠道进行直接的外部控制,通过调节分泌因子和运动来维持肠道的生理功能。远端结肠段和直肠分别由肠系膜下神经节和盆神经节支配。此外,自主神经系统与肠的固有神经系统ENS相连,因此也能够影响肠壁的免疫调节[32]。对无菌(GF)小鼠的研究表明,肠道细菌与共生体的定植是ENS和中枢神经系统的发育和成熟的核心[33]。此外,有报道称肠道微生物群可调节5 -羟色胺能系统,因为在GF动物的边缘系统中,5-HT转换的增加和相关代谢物水平的改变[34]。在肠道中,一个功能良好的微生物群高度适应宿主,并进行对宿主功能很重要的生化和代谢过程。来自肠道微生物群的信号通过肠道和大脑之间的神经、内分泌和免疫通信途径调节内稳态的各个方面[35-36]。肠道微生物群可以改变大脑功能和行为的一种方式是通过SCFAs,例如,由肠道细菌产生的丙酸很容易穿过血脑屏障,影响动物的大脑功能和行为[37]。除SCFAs外,乳酸杆菌、双歧杆菌等肠道微生物也能产生y-氨基丁酸(GABA),这是人脑中的一种抑制性神经递质[38]。这些研究强调了肠道微生物群及其代谢物在调节肠脑轴中的重要作用。
3 肠道菌群可能是腹部推拿防治IBS的关键 3.1 腹部推拿对肠道菌群的影响肠道菌群近些年已成为各类疾病的研究热点,而推拿对菌群作用的研究也在不断进行。已有研究证实,推拿可调节IBS患者的肠道微生态环境[39]。有学者通过腹部推拿干预结肠慢传输型便秘大鼠,发现腹部推拿可改善其肠道菌群Shannon指数,菌群多样性增加[40]。此外振腹推拿也可改善2型糖尿病[41-42]患者肠道菌群结构,厚壁菌门/拟杆菌比值的降低,有益菌种如双歧杆菌增多,条件致病菌如变形菌门减少、对机体健康产生负面作用,如布劳特氏菌等菌种的减少。此外,推拿还有促进SCFA的生成、增强肠道屏障功能、正向调节肠道菌群、调节肠道稳态等作用。此外,振腹疗法还可调节孤独症谱系障碍[43]患儿肠道菌群的结构,说明孤独症谱系障碍患儿核心症状可能与肠道中菌群丰度变化、肠黏膜屏障功能等相关。此外通过捏脊疗法也可改善过敏患儿肠道有益菌的定植,杆菌占杆球菌总数之比(B/W)以及革兰阳性杆菌占杆球菌总数之比(B+/W)明显上升,进而改善患儿体质[44],推拿结合针灸也可优化抽动症患儿肠道菌群结构,提升患儿厚壁菌门相对丰度,降低变形杆菌门相对丰度,干预后接近健康儿童,并可缓解患儿抽动症状[45]。由此可见,腹部推拿、小儿推拿等外治法对肠道菌群结构、菌群数量及代谢产物均有一定调节作用。
3.2 腹部推拿治疗IBS的机制经过长时间的临床实践,已有多项研究证实,腹部推拿可明显缓解IBS的临床症状[2, 46-47]。虽然治疗IBS的机制尚不十分明确,但目前已证实,腹部推拿治疗IBS与肠动力、内脏高敏感、肠神经系统及脑肠轴等相关[4-5, 7-8]。研究显示,腹部推拿可通过调控降钙素基因相关肽(CGRP)、P物质(SP)、胆囊收缩素(CCK)等脑肠肽的表达,进而调控IBS-C患者脑肠轴的作用[3, 48]。通过对肠动力障碍兔模型的结肠组织检测,发现腹部推拿可干预消化道动力产生与调节的基本功能单位,其调节IBS胃肠动力障碍的作用可能与其对肠神经系统(ENS)-Cajal间质细胞(ICC)-胃肠平滑肌细胞(SMC)网络的影响有关[7]。同时通过对白兔模型腹部反射及各脑区活动的观察,证实了IBS存在内脏中枢敏感化异常[4]。进一步研究证实摩腹力学刺激可提高IBS-D大鼠的内脏敏感性,减少结肠组织中的肥大细胞(MC)数量和线粒体数目,同时通过减少促炎细胞因子的分泌,起到调节肠神经系统(ENS)的作用[5, 8]。
3.3 肠道菌群可能是腹部推拿防治IBS的关键因素通过以上研究发现,肠道菌群是IBS发生发展的关键所在,同时已有大量临床研究显示腹部推拿可有效改善IBS患者腹痛、腹泻、便秘等症状。同时振腹疗法等也证实了推拿对于肠道菌群结构的调节作用[49]。由此可以推测,肠道菌群可能是内脏高敏感、肠道屏障作用、肠动力等多种途径间相互联系的关键所在,即腹部推拿可能是借助改善肠道菌群结构特征,进而降低肠道炎症反应,改善内脏高敏感性,调节肠动力,保护肠道黏膜屏障功能等途径,以避免一系列肠道症状的产生,起到防治IBS患者症状的作用。
4 研究展望目前,腹部推拿作为IBS常用的治疗方法,疗效显著,但其作用机制仍在进一步研究中。肠道菌群作为当今研究的热点话题,为进一步研究腹部推拿如何影响脑肠轴、胃肠动力、内脏高敏感等一系列问题提供新的思路。通过以上总结发现,腹部推拿防治IBS不单是机械力对肠道屏障的影响,也可能是先通过对肠道菌群的菌种、菌群数及代谢产物的调控,进而影响肠道炎症反应,改善肠道屏障作用,进而影响脑肠轴等一系列问题。可以通过以下方法进一步研究:首先,可以通过大量临床患者粪便菌群培养,观察IBS菌群分布情况,进而在腹部推拿后,再次进行菌群培养,观察其前后变化,同时结合症状、体征和生活质量量表等评判其症状改善情况。其次,通过动物实验,模拟IBS症状,结合粪菌移植等加以验证菌群的作用效果,进而验证腹部推拿对肠道菌群的作用机制,观察菌群结构变化,及肠道炎症反应,以及对肠道屏障的紧密连接、脑肠肽等相关蛋白产生的影响,观察其对脑-肠-菌群轴的作用途径。进一步揭示肠道菌群在腹部推拿防治IBS中的纽带作用,同时为腹部推拿防治功能性胃肠病相关研究提供科学依据,优化腹部推拿对功能性胃肠病的治疗方案。
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2. National Clinical Research Center for Chinese Medicine Acupuncture and Moxibustion, Tianjin 300193, China;
3. Graduate School, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China;
4. The State Administration of Traditional Chinese Medicine Massage Biological Effect of Laboratory, Tianjin 300193, China