基于“脾主升清”理论探讨肠道菌群对糖尿病胃轻瘫的影响及机制*

马欣欣,万生芳,何蕴良,郭 倩,舒 畅,杨雅丽,李亚玲

(甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000)

糖尿病是以高血糖为特征的代谢性疾病，迁延不愈可引起多种并发症，糖尿病胃轻瘫(diabetic gastroparesis，DGP)是其消化道慢性并发症之一。随着全球糖尿病患病率的持续上升，DGP也日益受到关注。DGP的发病机制目前尚无统一定论，但随着微生物研究的广泛兴起，人们逐渐把目光转移至人体最大的储菌库胃肠道。研究发现，DGP人群及动物模型均存在肠道菌群失调，肠道菌群改变介导的糖脂代谢异常、低度炎症反应、肠屏障受损、胃肠激素紊乱等是引起DGP的重要危险因素[1-2]。中医药在防治糖尿病等代谢性疾病中存在一定优势，采用中医药疗法治疗DGP越来越受到研究者的重视。中医学“脾主升清”理论深刻揭示了脾胃在营养物质转输过程中的核心作用。DGP以脾气虚弱为本，采用健脾升清法对其治疗常能取得良好效果[3]。研究表明，脾主升清的本质即能量代谢，与肠道菌群参与物质消化吸收的功能相似[4]。因此，笔者就“脾主升清”理论与肠道菌群相联系，并从肠道菌群角度剖析脾主升清理论与DGP的相关性，为丰富脾本质研究及临床防治DGP提供一定的理论依据。

1 肠道菌群平衡是脾升清功能正常的重要保障

“脾主升清”理论萌芽于《黄帝内经》。《素问·阴阳应象大论篇》曰：“清阳上天，浊阴归地，是故天地之动静，神明为之纲纪，故能以生长收藏，终而复始。”指出清阳升、浊阴降是天地万物生长收藏的重要前提。脾主升清意为脾能将水谷精微等营养物质上输心肺、头目，通过心肺的作用化生气血以营养全身，强调了脾气的运行是以上行为主，包括升输精微与升举内脏两部分，其中升输精微是脾运化功能的具体体现。运化是脾功能的核心，包括运化水谷与运化水液。脾主运是脾主化的前提与基础，前者重在强调消化饮食、吸收水谷精微的功能，后者则重在突出将吸收后的水谷精微转输、布散至全身的过程。脾主升清的功能更对应于脾主化，如《素问·经脉别论篇》云“饮入于胃，游溢精气，上输于脾，脾气散精，上归于肺”，描述了所饮所食之物经胃之受纳腐熟、脾之运化升清转输至全身的生理过程。脾气健运则升清功能正常，水谷精微才可化生气血以充养全身；反之，脾不升清则影响机体消化吸收功能，小肠不得承受化物与泌别清浊使清阳当升不升、浊阴当降不降，导致肠道内环境紊乱引起菌群失调，表现为厌食、腹泻、纳呆等脾虚症状，或兼浊阴不降所致的“痞、满、燥、实、坚”等病症表现[5]。

肠道菌群是人体消化系统中的微生物总称，其包含细菌种类500～1 000种，数量多至1014个，在正常情况下具有消化吸收、免疫保护、合成营养物质等重要生理功能[6]；而宿主则为肠道菌群提供一定的生存条件。菌群-宿主-环境三者间相互依赖、相互制约。近二十年来，关于肠道菌群与人类健康的报道相继出现，逐渐揭示了肠道菌群失调与诸多疾病的关系。

创新推动中医药现代化是中医药事业走向国际的必经之路，继1995年蔡子微等[7]提出中医学与微生态在原理上具有统一性后，关于微生态学与中医学本质的研究广泛展开，其中以占据人体微生物总数最多的肠道微生物的研究最为广泛。有研究表明，肠道菌群紊乱可能是脾虚证的生物学基础[8]。郑昊龙等[9]对脾虚模型大鼠肠道菌群分布及时效性进行了研究，结果表明，脾虚条件可影响肠道菌群物种丰富度及物种数量，导致肠道益生菌数量减少、菌群丰度下降。由此可见，脾胃与肠道菌群关系最为直接，脾升清功能的正常是维持肠道菌群稳定的重要条件。

2 脾不升清是DGP的关键病机

古今医家对脾的重要性多有论述，如黄元御所言“脾胃者,精神气血之中皇”，张景岳所言“脾属土，土为万物之本，故运行水谷，化津液以灌溉于肝心肺肾之四脏者也”。可见脾与各脏腑及人体生命活动息息相关。糖、脂肪、蛋白质等皆属于精微物质范畴，其正常布散有赖于脾的升清功能。脾气虚致升清障碍，影响机体消化吸收，则血糖、膏脂等转运受阻，长期蓄积于内而引发糖尿病。

中医古典医籍内并无DGP病名，但在《内经》中有“消瘅”和“发满”等病名论述。明代医家孙一奎最早提出“不能食者必传中满鼓胀”，是对糖尿病发展成为胃轻瘫的最早认识[10]。西医学诊断DGP标准之一为继发于1型糖尿病6年或2型糖尿病4年以上出现的腹满、呕吐、上腹不适等胃轻瘫症状[11]，可见DGP并发于糖尿病病史较长的患者。中医学认为“久病必虚”，因此DGP的基本病机应为消渴日久，耗伤脾胃之气，脾气虚升清无力。如《脾胃论》曰：“呕吐哕皆属脾胃虚弱。”黄元御言：“中气虚损，阴旺湿滋，堙郁不运，则脾不上升而清气常陷，胃不下降而浊气常逆，自然之理也。”现代医家对于DGP的中医辨证分型虽多有不同，但以脾气虚弱为本已达成共识，治疗用药以健脾益气类中药使用频次最高[12]。大量实验研究表明，DGP的基本病理特征是胃排空延迟、胃肠动力减弱，其机制与中医学所表述的脾不升清致痰饮、瘀血等病理产物蓄积于内、阻碍气机导致脉道不利非常相似，如《素问·太阴阳明论篇》载：“四肢皆禀气于胃而不得至经，必因于脾，乃得禀也。今脾病不能为胃行其津液，四肢不得禀水谷气，气日已衰，脉道不利，筋骨肌肉皆无气以生，故不用焉。”

因此，脾的升清功能不足是机体运行功能瘫痪的主要因素，贯穿于DGP发生发展全过程。研究表明，运用红芪、山药、白术等中药均能达到益气健脾升清之功效，促进胃肠动力，提高小肠推进率，加快胃排空，从而缓解DGP症状[13-14]。

3 肠道菌群影响DGP的相关机制

肠道菌群紊乱是糖尿病的病因之一。Larsen等[15]首次证明了糖尿病患者和正常人的肠道菌群存在显著差异。与正常人相比，糖尿病患者的肠道微生物中双歧杆菌、梭状芽孢杆菌和厚壁菌的数量明显减少，拟杆菌和β-变形杆菌等有害菌数量显著增加，拟杆菌门/厚壁菌门和厚壁菌/梭状芽孢杆菌比值与血糖水平呈正相关。而DGP继发于糖尿病，较糖尿病患者存在更为严重的肠道菌群失调，表现为有害菌肠杆菌的升高，有益菌拟杆菌、双歧杆菌及乳酸杆菌水平的降低[16]。肠道菌群的改变是引起胃肠运动障碍的诱因之一[17]，而胃肠动力减弱是DGP的显著特征。炎症因子、血糖、胃肠激素等与胃肠动力具有相关性，参与DGP发生发展的同时均可导致肠道菌群失调；肠道菌群亦可通过减轻糖脂代谢紊乱与炎症反应、保护肠黏膜屏障、维持胃肠激素水平稳定以提升胃肠动力。因此，纠正肠道菌群紊乱是治疗DGP的新途径。

3.1 调节糖脂代谢

糖脂代谢紊乱伴随DGP发生发展全过程。研究表明高血糖可通过降低胃动力以延迟胃排空，与正常血糖(5～8 mmol/L)相比，高血糖(血糖≥10 mmol/L)降低了健康人的胃窦运动[18]。研究表明，普雷沃菌属及拟杆菌属可以通过产生短链脂肪酸(short chain fatty acids, SCFA)影响和脂代谢[19]。SCFA中乙酸盐和丁酸盐的产生减少，降低了与G蛋白偶联受体41(GPR41)、G蛋白偶联受体43(GPR43)的结合利用率，促进胰岛素、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和酪酪肽(PYY)的分泌，从而调节血脂能量代谢，降低外周血糖含量[20]。由此可见，糖脂水平趋于正常是减轻DGP原发病、提高胃肠动力的重要保障。

3.2 降低炎症水平

低水平的炎症状态是糖尿病的特征之一。肠道菌群紊乱导致革兰氏阴性菌数量增多，引发炎症过程，释放白细胞介素(IL)-1、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎症因子[21]。炎症与胃肠动力密切相关，炎症因子水平升高可引起肠黏膜屏障受损，通过分子通道诱发肠黏膜炎症反应，促进高凝状态，加重微循环障碍,延缓胃排空[22]。肠道中某些特定的微生物及其代谢产物具有较好的抗炎疗效，如被誉为“新型抗癌明星细菌”的嗜黏蛋白艾克曼氏菌与肥胖、糖尿病呈负相关[23]，其丰度的增加改善了代谢功能和内毒素血症。丁酸是肠道菌群代谢产物SCFA的主要成分之一，可通过抑制核转录因子κB(NF-κB)信号通路发挥抗炎作用[24]，而厚壁菌是丁酸的主要贡献者[25]。因此，增加抗炎细菌的数量可降低炎症水平、提升胃肠动力。

3.3 保护肠道屏障

肠道菌群紊乱可损伤肠黏膜屏障，2型糖尿病伴有肠道屏障破坏[26]。肠黏膜屏障超微结构观察及紧密连接相关蛋白表达水平检测能较好反映糖尿病大鼠肠黏膜屏障损伤程度。有研究表明，糖尿病大鼠回肠和结肠组织中紧密连接蛋白-1(ZO-1)、闭合蛋白Occludin的表达水平均发生不同程度的下调[27]，而肠道菌群的代谢产物SCFA对肠道的机械屏障、化学屏障、免疫屏障、生物屏障均具有重要作用。SCFA能促进肠上皮细胞的增殖和分化，减少细胞凋亡，增加肠上皮ZO-1和闭合蛋白的表达，抑制肠通透性；还能通过增加具有广谱抗菌活性的抗菌肽分泌量以提高肠黏膜免疫[28-29]。因为菌群新陈代谢所必需的酶在一定的pH值内才具有生物活性，所以肠道内环境酸碱度是影响菌群定植的关键，而SCFA能通过降低肠道pH值为有益菌提供适宜生长环境，同时抑制病原菌定植[30]。综上所述，通过调节肠道菌群以保护肠道屏障、防止大量有害菌进入血液循环引起代谢功能紊乱是DGP的干预手段之一。

3.4 调节胃肠激素

DGP患者由于糖尿病引起神经病变，导致消化道节律性蠕动缓慢，胃肠道激素分泌异常，使得致病菌在胃肠道内的清除速度明显下降，进而引发胃肠功能紊乱。胃饥饿素是促生长激素分泌受体的内源性配体，表达于整个胃肠道，已显示其能调节能量稳态并对胃肠动力发挥促进作用[31]。无菌小鼠的血浆饥饿素水平低于常规小鼠，微生物群可能通过产生活性氧(ROS)介导胃饥饿素的表达[32]。血清胰高血糖素样肽-1(GLP-1)因其通过增加葡萄糖依赖性胰岛素释放、抑制胰高血糖素分泌来降低餐后血糖的作用而被广泛认可[33]。研究[34]表明，厚壁菌和拟杆菌可能通过调节GLP-1的分泌来改善高脂饮食条件下的胰岛素抵抗。因此，肠道菌群对DGP的影响可能与胃肠激素水平有关。

4 小 结

基于国内外研究，课题组认为脾升清功能正常是维持肠道菌群稳定的先决条件，而肠道菌群平衡是脾升清功能正常发挥的重要保障。脾气虚不能升清引起的肠道菌群紊乱，可进一步通过扰乱糖脂代谢及胃肠激素水平、加重炎症反应、破坏肠道屏障等途径引发DGP。因此，有望通过调节肠道菌群以提升胃肠动力、调节糖脂代谢及胃肠激素紊乱、减轻炎症反应、保护肠屏障等干预DGP的发生发展。基于此，本课题组将对肠道菌群于DGP的影响进一步深入研究，以期为DGP的防治提供实验及理论依据。