微生物菌群发酵转化苷类、多糖类中药的机理

苷类与多糖成分广泛分布于众多药食同源的植物体内,是国家卫健委公布的药食同源天然植物中药如人参、三七、栀子、甘草、薯蓣、牛蒡子、桔梗等的主要有效成分。药食同源的中药中的苷类、多糖成分有抗炎、解毒、增强免疫、保护血管等诸多功效,近年被报道还具有抗癌作用。因苷类、多糖类成分具有诸多重要的药理活性,越来越受到研究者的重视,但有一些难题也需要引起我们的注意。如天然苷类化合物因含有糖基,分子极性大、脂溶性小、不易通过肠壁黏膜吸收,因此并不是药理活性最佳的分子结构,需要经过肠道菌群代谢转化为相应苷元、低糖苷或其他产物,使分子极性降低,脂溶性增强,才能更好地穿透肠壁进入血液循环,进而发挥药效。比如,芍药苷具有抗炎、镇痛、免疫调节及抗原发性肝癌等作用,但药物直接口服后,并不能得到有效吸收,口服的芍药苷在肠道内经过肠道菌群转化成为苷元后才能更好的穿透肠壁人血,发挥药效。研究发现,芍药苷在Caco-2细胞上的转运比其苷元低40倍,提示体外转化芍药苷为苷元后,其生物利用度将大大提高。研究还发现,以肠道菌为转化系统,研究一系列苷类物质的肠道菌群转化,包括山柰苷、七叶树皂苷一Ia、紫花前胡苷、升麻苷等,证实了这些苷类经过肠道菌群代谢转化产生的低糖苷、甘元和其他一些产物才是真正的药效成分。

生物发酵法模拟体内微生物转化过程,在体外把药物转化为人体能迅速吸收的有效成分。在发酵转化过程中,植物组织内大多数有效成分也得到了充分地溶出和转化,大幅度提高了药物有效成分含量,进而使药效得到增强。将转化后单一和几种已知有效成分直接作用于人体,有利于阐明药物在体内的吸收、运输、分布、存储、代谢等药代动力学问题,使用药机制更加明确,有利于中药的推广。

持续的研究发现,微生物可以利用中药中的蛋白、多糖、微量元素、维生素等多种营养成分,将降解苷类物质产生的糖类作为碳源,为其发酵生长提供能能量。由于微生物本身的生理特征,如若以苷类的糖作为其碳源,就能够相适应地被驯化诱导产生出用于代谢该种苷类的特定的酶。微生物进行自身生长繁殖等生理活动会产生的丰富而强大的酶系,这些生物酶是微生物发酵中药过程中,其中药发生结构改变的物质基础,通过酶催化反应中药成分被分解转化形成新的活性成。通过微生物发酵技术转化中药,与一般的物理或化学方法相比可更大幅度地改变药性,减毒增效,扩大药物适用范围,明确药物作用机理。这就是微生物可以用来发酵苷类中药的理论根据。

所以,我们可以有效地利用这一机理,为茯砖茶配伍药食同源类天然植物中药开发高性价比的深加工产品,做出积极的探索与努力。

贺志弘

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