中药黄芪，能有效调节肠道菌群结构

黄芪作为传统中药材，始载于《神农本草经》，含有多糖、皂苷、黄酮等多种有效成分，具有补气固表、利尿消肿、托毒生肌之功效，广泛应用于临床医学中，在中成药中的应用更是多达上百种。自古以来，人们就意识到药品和食品有同一来源，两者没有明显的界限，只是存在剂量的差异，药食同源体现的是中国传统对药物和食物起源上联系的认识，也是我国食物保健思想的反映。截至2018年，我国国家卫生健康委员会公示的药食同源目录中，药食同源种类已增至110种，黄芪也被列入其中。随着生物技术的发展，药物、食物、功能性食品功能的研究被推上了新的领域，已有不少学者从肠道菌群入手，研究各类生物活性物质功能性的实现。

在健康状态下，肠道菌群通过大肠中不可消化的食物成分发酵向宿主提供营养和能量，保持宿主的代谢和免疫系统平衡;非健康状态下，肠道菌群可能会作为炎症和感染的来源，参与胃肠道疾病，也会导致糖尿病和肥胖等代谢疾病。与摄入食物中的营养成分类似，中草药中各种生物活性成分也会与肠道微环境发生相互作用，这种作用主要体现在中药对肠道菌群的种群结构、代谢以及肠道细胞功能的影响方面，也体现在肠道菌群对中药在体内的吸收、代谢、转化等疗效方面的影响。研究表明，肥胖、糖尿病、心脑血管疾病等疾病与人类日常饮食类型有关，这种生活方式会引起胃肠道微生态系统的改变，中草药功能性食品是将中草药参与到人类的日常饮食的重要途径之一，对于改善肠道微环境和人体健康有重要意义。在药食同源中药黄芪中，黄酮类、多糖类和皂苷类物质作为主要天然活性物质，其功能性的实现与肠道菌群密切相关。

黄芪的功能性成分与肠道菌群的相互作用

口服是中药及功能性食品有效成分的经典摄取方式，可通过汤剂、饮片、颗粒、胶囊、片剂等各种形式摄入。黄芪药食两用，除了依据传统方剂制成中药汤剂或中成药制剂，还可与其他药食同源类中药配合制成药膳，经口服进入消化道后与肠道微生物接触，对肠道菌群结构产生调节作用，促进肠道内益生菌的生长，抑制一些有害菌的繁殖等，使各类菌群达到平衡状态而保持肠道内的健康环境。此外，肠内不同的菌群含不同的代谢酶，可通过水解、氧化、还原等反应方式对黄芪的多种成分进行代谢转化，再被人体吸收从而达到治疗效果， 因此黄芪功能性成分与肠道菌群是相互作用、密不可分的。

１、黄酮类

黄芪及其他食物来源中的黄酮类物质经过水解、结合、裂解、氧化等一系列反应进行代谢，约有一半是经肠道吸收，其中水解的主要场所是肠道，裂解过程更是大肠特有。黄酮的代谢离不开肠道，与肠道微环境存在密切关系。黄酮类化合物被肠道微生物分解为小分子物质后，其代谢产物可以抑制肠道有害微生物的生长，促进有益微生物增殖，维持肠道菌群平衡，有利于肠道微环境的健康。研究表明，黄酮化合物与肠道微生物相互作用可以影响体内微生物稳态，进而改善由饮食等原因引起的肠道微生物稳态失调现象。食物中的黄酮类化合物以糖基化、酯类、聚合物等多种形式存在，一部分可以在胃肠道中代谢，生成葡萄糖醛酸结合物、硫酸化物及甲基化物等物质，随后进入肝脏等其他组织发挥药理作用; 另外一部分以糖苷键存在的黄酮类化合物，直到进入大肠微生物群中才会发生糖苷键的断裂，肠道菌群产生的特异性糖苷酶可以将糖苷水解为糖苷元，进而产生酚酸类等小分子物质，并在大肠菌群细菌酶的催化下大量代谢吸收，方可发挥功效。溃疡性结肠炎的大鼠，通过摄取黄酮类物质，发现其盲肠内绿弯菌、变形菌、芽单胞菌增加，从而缓解了肠道炎症的症状。

不同结构的黄酮类化合物对不同结构种类的肠道微生物发挥着不同作用，对各类代谢类、胃肠道免疫系统等疾病有修复作用。毛蕊异黄酮葡萄糖是黄芪中含量较高的黄酮类活性成分，它对肠道环境有一定的积极作用。毛蕊异黄酮苷对病原菌、肠球菌和病原肠杆菌都有生长抑制作用且剂量依赖，适宜浓度下，对有益菌双歧杆菌、乳酸杆菌生长有促进作用，这说明毛蕊异黄酮可以通过平衡肠道有害菌和有益菌来调节肠道健康。有学者发现，在鹌鹑饲料里添加黄芪可以通过减少大肠杆菌在其体内常见的传染性细菌的数量，增加有益菌乳酸菌的数量来调节肠道微生物环境，这种作用机制可能与黄芪中的黄酮类化合物有关。以上动物实验表明，黄芪中的黄酮类物质可以通过调节肠道菌群来调节肠道健康，对于开发改善胃肠道功能性食品的研发提供了新思路。

２、多糖类

黄芪多糖是一种大分子有机化合物，黄芪中的主要生物活性成分之一。黄芪多糖与肠道菌群有密不可分的关系。由于人类基因组不能编码足够的碳水化合物活性酶，所以肠道菌群在代谢膳食中的多糖时起着至关重要的作用。肠道微生物将多糖降解为短链脂肪酸，主要是乙酸、丙酸和丁酸。乙酸是合成胆固醇的重要底物，进入肝脏参与脂代谢，也作为肌肉、心脏、大脑的主要能源;丙酸可作为宿主细胞能源，还能抑制胆固醇合成，调节血糖和胰岛素水平;丁酸能被肠道上皮细胞吸收利用，还能调节上皮细胞和淋巴细胞生长及凋亡，调控肠道炎症反应和氧化应激。另一方面，代谢产生大量酸导致pH降低，低pH抑制肠道部分病原体生长，也可以改变结肠细胞代谢吸收。肠道菌群便是通过影响这些多糖代谢途径进而影响健康的。

黄芪多糖对肠道菌群具有积极的调节作用，可以通过调节肠道菌群调节代谢抑制肥胖，其抑制肝脏脂肪变性、神经炎症和抗糖尿病等方面的功能也都与肠道菌群有密切关联。植物多糖需要依靠肠道中的微生物，不同的菌群将其降解，帮助代谢消化，相应的，不同种类的肠道微生物对不同种类多糖的选择性消化也影响着微生物自身在胃肠道中的定植和繁衍，多糖也正是通过这种机制来调节肠道菌群。在高脂饮食诱导下，建立肥胖小鼠模型，黄芪多糖给药组能够显著恢复高脂喂养小鼠的肠道菌群紊乱，增加拟杆菌门与厚壁菌门的相对丰度，降低变形菌门细菌的相对丰度，明显抑制高脂喂养小鼠肥胖的形成、降低各类肥胖指标，并且这种减肥效应能够通过肠道菌移植转移给高脂喂养受体小鼠，说明黄芪多糖具有减肥作用并且这种作用与调节肥胖小鼠的肠道菌群有关。

黄芪多糖还可缓解糖尿病、组织损伤和抑制认知功能损害，其潜在作用机制是改变2型糖尿病小鼠肠道菌落的优势种，调整肠道代谢物(例如短链脂肪酸)的组成。经黄芪多糖处理后，小鼠的体内拟杆菌门和厚壁菌门(象征肠道菌群失调的标志物)的比值显著增加，增加乳酸菌和萨特菌的数量，抑制颤螺菌属和穆奇螺旋菌增长。其中，乳酸菌可影响胰岛素的分泌，还可通过影响碳水化合物发酵，进而影响短链脂肪酸，激活肠脑轴，影响健康，变形菌门中的萨特菌通过影响微生物-肠-脑轴进而调节高脂饮食引起的代谢紊乱来维持健康状态。以黄芪多糖生物活性发挥的作用机制作为理论基础，可研发针对肥胖及糖尿病人群的功能性食品，在辅助肥胖人群减脂、缓解糖尿病患者并发症及代谢类疾病的药物辅助方面有潜在开发价值。

除了对肠道菌群直接作用，黄芪多糖也可以通过对肠道黏膜的有益作用间接调节肠道微环境。黄芪多糖能保护结肠炎大鼠肠道黏膜屏障及减轻肠道上皮细胞的损伤，所以黄芪多糖的开发也可以缓解因各类疾病引发的肠道黏膜受损并发症人群的痛苦，意义重大。另外，黄芪多糖与黄酮类化合物具有协同药理作用，黄芪多糖能显著提高黄酮类物质的溶解度及稳定性，对于黄芪多糖的这个发现可以解决黄酮类化合物溶解度、稳定度差的问题，为提高产品整体活性和功效提供了新方法、新依据，为中草药功能性产品的开发提供新思路。

３、皂苷类

皂苷类物质也是黄芪中重要的生物活性成分。皂苷类物质由具有生理活性的二次代谢产物与糖结合而形成，肠内的细菌能针对不同种类的皂苷适应性地产生出分解酶，使苷分解为生理活性物质和糖，分解产生的糖类产物便为肠道菌群提供了丰富的碳源，有助于其增殖，代谢产物、生理活性物质，充分发挥药效。

许多皂苷类物质相对分子质量较大，在肠道内吸收利用率低，此时，肠道菌群在皂苷类物质的吸收代谢上发挥了重要作用。在肠道菌群产生的水解酶(主要是葡萄糖苷酶、鼠李糖苷酶、木糖酶等)作用下，通过逐级水解的方式脱糖基，完成由皂苷到苷元的转化，另外肠道菌群还可以催化皂苷的苷元部分发生反应，肠道菌群的这种水解反应可以提高皂苷类物质的生物利用率。值得注意的是，黄芪皂苷、黄芪多糖均可促进肠道微生物的生长，调整实验小鼠肠道菌群失调现象，使双歧杆菌、乳酸杆菌数量明显上升，肠球菌、肠杆菌数量下降，阳性菌与阴性菌比值恢复正常，效果明显优于自然恢复组，但是黄芪多糖组效果更优于黄芪皂苷组。所以，在相关功能性的原料选择上，黄芪多糖较黄芪甲苷效果更佳，然而在其他方面，黄芪甲苷则有其他活性物质达不到的效果。有学者发现，黄芪甲苷在预防心脑血管疾病及缓解相关并发症的功能性食品开发方面有巨大潜力。

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