李慧臻,史佳鷺,占 萌,關(guān)嘉琦,閆芬芬,霍貴成*
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 乳品科學(xué)教育部重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150030)
酒精是全世界死亡和殘疾調(diào)整生命年(disabilityadjusted life-years,DALYs)的第七大風(fēng)險因素,也是15~49 歲人群的首要死因[1]。據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)的最新報道,2016年酒精造成大約300萬 人死亡,占全球死亡人數(shù)的5.3%[2]。酒精的過度消費帶來了嚴(yán)重的社會和經(jīng)濟負擔(dān),更是導(dǎo)致慢性肝病的最常見原因之一。長時間過量飲酒常常導(dǎo)致酒精性肝?。╝lcoholic liver disease,ALD)[3]。酒精性肝病包括以下幾種組織病理學(xué)變化:肝脂肪變性、酒精性脂肪性肝炎、肝纖維化(通常始于肝小葉的靜脈周圍區(qū)域)、肝硬化和肝癌[4]。這些組織病理學(xué)變化可以在同一患者中單獨、同時或依次發(fā)生[5]。超過90%的重度飲酒者會產(chǎn)生肝脂肪變性,并且大約有30%的重度飲酒者會形成嚴(yán)重的酒精性肝病[6-7]。通過長達10 年的隨訪調(diào)查發(fā)現(xiàn),酒精性肝脂肪變性患者的死亡率遠高于未患有酒精性肝脂肪變性的人(分別為74%、25%),且前者發(fā)生肝硬化的概率也比后者高出不少(分別為21%、1%)[8]。酒精性肝病是歐洲肝臟移植的主要原因[9],也是 美國繼丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)之后的第二大肝移植原因[4]。在發(fā)達國家和發(fā)展中國家中,酒精性肝病的死亡率都越來越高,已成為最嚴(yán)重的健康問題 之一[10]。我國的酒精消費增長速度明顯快于世界其他地區(qū)[11],但我國目前尚缺乏全國的酒精性肝病流行病學(xué)調(diào)查,部分地區(qū)的ALD流行病學(xué)調(diào)查顯示,酒精性肝病的患病率呈現(xiàn)上升趨勢[12-17]。目前還沒有美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的治療酒精性肝病的藥物[18]。乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)是一類可以利用可發(fā)酵的碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽性菌的總稱,兼性厭氧,不產(chǎn)生芽孢,在世界范圍內(nèi)被公認為是安全等級(Generally Recognized as Safe,GRAS)的食品微生物[19-20]。乳酸菌已經(jīng)在乳制品和其他食品當(dāng)中安全使用一百多年[21]。近年來,由于腸道微生物研究的快速興起,人們越來越關(guān)注乳酸菌用于預(yù)防、減輕或者治療特定疾病的作用[22]。國內(nèi)外大量的研究發(fā)現(xiàn),乳酸菌能夠預(yù)防和治療酒精性肝病,因此,乳酸菌在酒精性肝病中的潛在作用正在受到越來越多的關(guān)注和研究。在這篇綜述中,簡要總結(jié)了最近在患者和動物模型中使用乳酸菌緩解酒精性肝病的研究。
早在1973年,Rubin和Lieber首次證明,用含酒精的營養(yǎng)充足的液體食物喂養(yǎng)狒狒,酒精會對狒狒產(chǎn) 生直接的肝毒性[23]。因此,大量的研究人員開始研究酒精的吸收代謝途徑以及酒精性肝病的病理學(xué)變化機理。酒精進入體內(nèi)時,一般經(jīng)過口腔、食管、胃和小腸等吸收到人體的各個組織器官中,其中,口腔吸收的酒精極 少,胃能夠吸收10%~20%,小腸可以吸收75%~80%;吸收入體內(nèi)的酒精不能儲存,只能被代謝掉,酒精的主要代謝場所是肝臟,其中90%以上的酒精在肝臟中進行氧化代謝,只有大約5%~10%的酒精未經(jīng)氧化代謝直接經(jīng)尿液、呼吸道和汗液排出,因而肝臟是酒精損傷的主要靶器官(圖1)[24]。酒精進入體內(nèi)后,可直接造成腸道菌群組成的變化[25-26],促進了腸道革蘭氏陰性菌的生長,并破壞腸屏障的完整性,使腸道通透性增加,從而提高了外周血中脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)(又稱為內(nèi)毒素)的水平[27],到達肝臟的過量脂多糖可以激活肝臟的庫普弗細胞,從而產(chǎn)生活性氧(reactive oxygen species,ROS)和炎性細胞因子,這是肝臟炎癥和纖維化的開始。酒精在肝臟進行代謝的過程當(dāng)中,會產(chǎn)生大量乙醛,乙醛對肝細胞具有毒性作用,造成肝細胞損傷[28];同時酒精代謝也會伴隨著大量ROS的產(chǎn)生,并降低肝臟中抗氧化酶的活性,造成氧化應(yīng)激,從而損傷肝細胞,進一步造成肝臟脂質(zhì)過氧化和脂肪變性[10]。酒精的攝入增加了體內(nèi)鐵的含量[29],即使中等水平的酒精攝入也可提高血清鐵蛋白的水平,并增加轉(zhuǎn)鐵蛋白的飽和度,使肝臟的鐵含量增加,游離亞鐵離子(Fe2+)與過氧化氫(H2O2)發(fā)生芬頓反應(yīng),導(dǎo)致ROS增加,從而促進ALD的發(fā)展[10]。酒精性肝病的具體相關(guān)病理變化如圖2所示。
圖1 酒精吸收、排出示意圖[24]Fig. 1 Schematic diagram of alcohol absorption and excretion[24]
圖2 酒精性肝病的相關(guān)病理變化[30]Fig. 2 Pathological changes associated with alcoholic liver disease[30]
人體腸道內(nèi)存在大量的乳酸菌,乳酸菌通過抑制有害菌的黏附定植 及生長、產(chǎn)生有益的代謝產(chǎn)物和調(diào)節(jié)機體的免疫及代謝水平等發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。近些年來,愈來愈多的實驗證明,乳酸菌能夠緩解酒精性肝病。Kirpich等經(jīng)過一項前瞻性隨機臨床實驗表明,與健康對照組相比,酒精性肝病患者組血清中的丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase,ALT)和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase,AST)含量顯著升高;而在口服乳酸菌(兩歧雙歧桿菌和植物乳桿菌8PA3)治療5 d后,與標(biāo)準(zhǔn)治療組(戒酒+維生素)相比,乳酸菌治療組的患者血清中的ALT和AST水平顯著降低[31]。
國內(nèi)外許多研究人員在大量的乳酸菌緩解酒精性肝病的研究中,已經(jīng)提出了幾種重要的機制,包括調(diào)整腸道菌群、改善腸屏障功能、減弱肝臟氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)肝臟炎癥水平和抑制肝臟脂肪堆積[32]。
人體腸道菌群由細菌、真菌、古生菌和病毒構(gòu)成[33],其微生物數(shù)目與人體自身細胞數(shù)目的比例約為1∶1[34]。已經(jīng)在多種疾病中描述了腸道菌群的改變,例如肝硬化、炎癥性腸病、帕金森病、孤獨癥和艱難梭菌感染[35-38]等。腸道和肝臟之間有著密切的解剖學(xué)及功能關(guān)系,稱為腸肝 軸,越來越多的研究證明,腸道菌群通過腸肝軸在酒精性肝病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。腸道菌群中的主要菌門包括厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門和放線菌門,正常情況下,各個菌門保持動態(tài)平衡;而大量的研究表明,酒精性肝病患者的腸道菌群紊亂,例如擬桿菌門的豐度降低和變形菌門的豐度增加等[39]。酒精直接作用于腸道菌群,使革蘭氏陰性菌的數(shù)量增加后,其細胞壁成分LPS會更多地進入門靜脈循環(huán)并到達肝臟,超出肝臟的清除能力,會造成肝臟氧化應(yīng)激和炎性浸潤。Bajaj等研究表明,在酒精性肝硬化患者的腸道菌群中,腸桿菌科(屬于變形菌門)的相對豐度增加,毛螺菌科和瘤胃菌科(二者屬于厚壁菌門)的相對豐度降低[40]。Llopis等將38 名住院患者(16 名無酒精性肝炎患者,12 名非嚴(yán)重酒精性肝炎患者和10 名嚴(yán)重酒精性肝炎患者)進行分析發(fā)現(xiàn),腸桿菌科等潛在致病家族的豐度與酒精性肝炎的嚴(yán)重程度呈現(xiàn)出正相關(guān)[41]。為了進一步研究腸道菌群與酒精性肝病的關(guān)系,Kang等將酒精性肝硬化患者的糞便移植于無菌小鼠后,在小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)細菌移位和肝臟炎癥[42]。因此,調(diào)整腸道菌群或許能夠預(yù)防/治療酒精性肝病。
Bull-Otterson等在實驗的最后2 周,將鼠李糖乳桿菌GG(Lactobacillus rhamnosus GG,LGG)菌懸液(1×109CFU/mL)加入到小鼠的含酒精的Lieber-DeCarli液體飼料中,實驗結(jié)束后,將小鼠的糞便進行宏基因組分析發(fā)現(xiàn),酒精組小鼠腸道中的厚壁菌門和擬桿菌門豐度顯著降低,而變形菌門和放線菌門的比例顯著增加,與腸道菌群的定性和定量改變相一致,血清中LPS和ALT水平顯著增加,肝臟炎癥以及肝損傷明顯;LGG菌懸液加入后,可能是由于產(chǎn)生了短鏈脂肪酸(short chain fatty acid,SCFA)和降低了腸道內(nèi)的pH值,顯著抑制了腸道菌群的上述變化,明顯降低了血清中的LPS和ALT水平,緩解了肝臟炎癥以及肝損傷[43]。武巖峰在LGG緩解慢性酒精性肝損傷的研究中也得出了部分類似的結(jié)果[44]。一項隨機雙盲的臨床實驗表明,酒精性肝炎患者補充屎腸球菌或枯草芽孢桿菌7 d后,糞便中革蘭氏陰性的大腸桿菌數(shù)量顯著減少,血清中的LPS、ALT、AST和γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶水平顯著降低,肝臟中的腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平也顯著降低,這意味著屎腸球菌或枯草芽孢桿菌通過調(diào)整腸道菌群,進一步改善了內(nèi)毒素血癥,從而減弱了肝臟炎癥,改善了肝功能[45]。張冬進行的隨機雙盲的臨床實驗顯示,治療酒精性肝病的同時增加口服益生菌制劑(含有長雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌和糞腸球菌),可以使酒精造成的紊亂的腸道菌群恢復(fù)至接近健康對照組,從而減輕肝損傷[46]。
腸道菌群中除細菌之外的微生物,例如真菌、古生菌和病毒,它們可以調(diào)節(jié)宿主和細菌之間的相互作用并直接影響宿主和細菌。在小鼠ALD模型中,酒精攝入導(dǎo)致真菌過度生長,尤其是念珠菌屬,可增加肝損傷[47]。研究人員還發(fā)現(xiàn),真菌細胞壁上的β-葡聚糖通過結(jié)合庫普弗細胞上的C型凝集素樣受體CLEC7A,上調(diào)白細胞介素(interleukin,IL)-1β水平,從而誘發(fā)肝臟炎癥[47]。目前,還沒有關(guān)于乳酸菌是否能夠抑制酒精造成的其他微生物(除細菌之外)紊亂的相關(guān)報道,這或許是未來研究的一個方向。
腸屏障是腸肝軸的一個重要組成部分,腸屏障包括物理層和免疫層,具體而言,包括具有共生微生物、分泌型免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin A,sIgA)和抗菌肽的黏液層;相鄰細胞間緊密連接的腸上皮細胞層;含有先天和適應(yīng)性免疫細胞(例如T細胞、B細胞,巨噬細胞和樹突狀細胞)的固有層(圖3)[48-49]。其中,腸上皮細胞層是最重要的一道屏障,腸上皮細 胞通過緊密連接、黏著連 接和橋粒形成腸上皮細胞屏障[50],而緊密連接是腸上皮細胞之間最關(guān)鍵的連接方式[51],緊密連接由跨膜蛋白(例如claudins和occludin)、外周膜蛋白(例如ZO-1和ZO-2)和調(diào)節(jié)蛋白構(gòu)成。酒精攝入后,會抑制緊密連接蛋白的表達,從而破壞腸上皮細胞屏障,導(dǎo)致腸道的通透性增加[52],大量的LPS進入門靜脈循環(huán)到肝臟后,刺激庫普弗細胞,產(chǎn)生氧化應(yīng)激以及炎癥反應(yīng)。
Kim等研究發(fā)現(xiàn),給小鼠灌胃植物乳桿菌LC27、長雙歧桿菌LC67以及二者的復(fù)合物,可顯著提高酒精抑制的緊密連接蛋白(occludin和claudin-1)的表達,從而抑制酒精造成的腸道通透性增加,降低血清中的LPS含量,進一步通過檢測肝臟中TNF-α等指標(biāo)發(fā)現(xiàn),酒精引起的炎癥得到緩解;并且在Caco-2細胞模型中發(fā)現(xiàn),只用酒精處理Caco-2細胞,緊密連接蛋白(occludin和claudin-1)表達量顯著降低,而加入植物乳桿菌LC27、長雙歧桿菌LC67或二者的復(fù)合物后,再用酒精處理時,無論是單菌株還是復(fù)合菌株都可顯著增加酒精抑制的occludin和claudin-1的表達[53]。李逢源給小鼠喂食LGG的發(fā)酵上清液(LGGs)也發(fā)現(xiàn)了上述類似的結(jié)果[54]。一項研究表明,與酒精組的小鼠相比,酒精+發(fā)酵乳桿菌LA12組的小鼠的ZO-1、occludin和claudin-1的蛋白表達量顯著提高,并且恢復(fù)了小鼠的小腸絨毛長度和隱窩深度,血清中的ALT和AST含量顯著降低,顯示出LA12通過保護腸道屏障,預(yù)防了酒精造成的肝損傷[55]。Chang等給大鼠灌胃益生菌制劑VSL#3(包含短雙歧桿菌、長雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、副干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌)表明,VSL#3可以防止酒精引起的ZO-1和occludin的mRNA及蛋白表達量降低,通過電子顯微鏡觀察小腸的緊密連接,也進一步顯示出VSL#3可防止酒精對緊密連接的破壞,從而防止了酒精造成的腸道通透性增加[56]。
圖3 腸屏障主要成分的示 意圖[49]Fig. 3 Schematic diagram of the major components of the intestinal barrier[49]
另外,缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor,HIF)是調(diào)節(jié)多種腸屏障保護因子的重要轉(zhuǎn)錄因子,包括腸三葉因子(intestinal trefoil factor,ITF)、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gP)和抗菌肽等[57-60]。酒精攝入后,會減少HIF的表達,從而使多種腸屏障保護因子的表達減少,損壞腸屏障功能。有研究表明,給小鼠補充LGG能顯著抑制酒精造成的HIF-2α表達降低,從而恢復(fù)酒精降低的ITF和VEGF水平,同時,LGG還恢復(fù)了緊密連接蛋白(ZO-1、claudin-1和occludin)的表達,LGG通過上述幾個方面改善了腸道通透性,通過肝臟病理切片可以看出,肝損傷得到顯著緩解;研究人員也在Caco-2細胞模型中進一步驗證了LGG對腸屏障的修復(fù)作用[58]。將乳酸菌改善腸屏障功能的具體機制總結(jié)于圖4中。
圖4 乳酸菌改善腸屏障功能示意圖Fig. 4 Schematic diagram of the role of lactic acid bacteria in improving intestinal barrier function
氧化應(yīng)激被認為是酒精性肝病的主要致病途徑之一。無論是急性酒精攝入還是慢性酒精攝入,進入體內(nèi)的大量酒精在肝臟中進行代謝,代謝過程中產(chǎn)生大量的ROS,ROS除直接損傷肝細胞外,還能夠增加肝細胞對脂質(zhì)過氧化的敏感性,引起肝細胞損傷;另外,還發(fā)現(xiàn)ROS能夠在細胞膜上與細胞色素P450 2E1(cytochrome P450 2E1,CYP2E1)結(jié)合,從而引起抗體依賴的細胞毒性作用,使肝細胞損傷,導(dǎo)致ALD的病理學(xué)變化。酒精攝入還會降低抗氧化酶(包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽和谷胱甘肽過氧化物酶)的活性,由于ROS增多,而抗氧化酶減少,產(chǎn)生氧化應(yīng)激,造成肝臟脂質(zhì)過氧化以及脂肪變性。
圖5 酒精在肝臟中代謝的三個主要途徑示意圖[10]Fig. 5 Schematic diagram of three major pathways for alcohol metabolism in liver[10]
酒精在肝臟中代謝的三個主要代謝途徑如圖5所示。具體而言,乙醇通過乙醇脫氫酶(alcohol dehydrogenase,ADH)代謝為乙醛,乙醛隨后被乙醛脫氫酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)代謝,這些反應(yīng)都會增加細胞質(zhì)或線粒體中還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸/煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的比例,從而加劇肝細胞中ROS的產(chǎn)生,這可能與增加線粒體呼吸鏈中電子的流動有關(guān)[61];酒精代謝導(dǎo)致肝細胞中ROS增加的另一個原因是微粒體乙醇氧化系統(tǒng),以前的研究表明,乙醇可以增加CYP2E1的活性和蛋白表達量,CYP2E1在代謝乙醇時產(chǎn)生ROS,CYP2E1誘導(dǎo)的程度與ROS的產(chǎn)生有關(guān)[62];并且,乙醛是乙醇代謝的中間產(chǎn)物,它是一種毒性很強的物質(zhì),直接結(jié)合并降低抗氧化酶的活性[63]。
圖6 乳酸菌減弱肝臟氧化應(yīng)激示意圖Fig. 6 Schematic diagram of the role of lactic acid bacteria in weakening liver oxidative stress
此外,LPS刺激庫普弗細胞后,也會產(chǎn)生一定量的ROS;酒精造成肝臟鐵含量增加后,同樣增加ROS的生成。酒精同時還可以降低肝臟中一些抗氧化通路基因的表達量。大量的研究證明,乳酸菌可以通過減少肝臟中ROS的產(chǎn)量,增加抗氧化酶的活性以及恢復(fù)抗氧化通路基因的表達來減弱肝臟中的氧化應(yīng)激(圖6),從而緩解酒精性肝病。
遲菲菲在給小鼠灌胃酒精后,間隔幾小時將鼠李糖乳桿菌Z7和植物乳桿菌N31分別灌胃給小鼠,研究發(fā)現(xiàn),鼠李糖乳桿菌Z7和植物乳桿菌N31可阻止酒精造成的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽和谷胱甘肽過氧化物酶表達的降低,兩個乳酸菌組的丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平與空白組無顯著差異,肝臟病理切片也表明,鼠李糖乳桿菌Z7和植物乳桿菌N31預(yù)防了酒精引起的肝脂肪變性[64]。王慧晶在研究中用篩選出來的乳酸菌也 得出了上述結(jié)論[65]。Zhao Lei等給小鼠灌胃植物乳桿菌C88能預(yù)防酒精攝入后引起的肝損傷,具體是由于植物乳桿菌C88能夠增強肝臟中超氧化物歧化酶的活性,抑制酒精引起的CYP2E1的蛋白表達量的增加,并增加核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)的mRNA和蛋白表達量[66]。Chuang等將熱滅活的唾液乳桿菌或約氏乳桿菌與酒精一起加入到培養(yǎng)好的HepG2細胞中,發(fā)現(xiàn)熱滅活的唾液乳桿菌和約氏乳桿菌都可以防止酒精造成的MDA含量增加,這種情況在接下來的大鼠實驗中也得到證實[67]。
酒精攝入后,導(dǎo)致通過門靜脈運輸?shù)礁闻K的LPS增多,LPS刺激肝臟庫普弗細胞,從而引起肝臟炎癥。具體信號傳導(dǎo)過程(圖7)如下所述,LPS與血清中的LPS結(jié)合蛋白(LPS-binding protein,LBP)結(jié)合,經(jīng)血液循環(huán)后,與肝臟庫普弗細胞膜上的CD14形成復(fù)合物,復(fù)合物中的LPS解聚后,在分泌蛋白MD-2輔助下,與Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)結(jié)合,導(dǎo)致TLR4活化,然后TLR4胞內(nèi)尾狀結(jié)構(gòu)與接頭蛋白MyD88結(jié)合,后者通過其死域與IL-1受體相關(guān)激酶(IL-1 receptor-associated kinase,IRAK)結(jié)合,二者相互作用引起IRAK自身磷酸化,進而激活腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TNF-receptor-associated factor 6,TRAF6),后者再激活I(lǐng)κB激酶(IκB kinase,IKK)復(fù)合物,使其磷酸化IκB并發(fā)生降解,由此NF-κB得以釋出而轉(zhuǎn)位入核,與DNA分子特定基因增強子/啟動子的RHD區(qū)內(nèi)NF-κB位點結(jié)合,啟動多種炎性細胞因子(如TNF-α、IL-6等)、ROS和輔助刺激分子CD80與CD86基因的轉(zhuǎn)錄,以上就是TLR4介導(dǎo)LPS活化NF-κB信號公認的通路,但也有報道稱,LPS可直接與TLR4相結(jié)合。在信號傳導(dǎo)入細胞內(nèi)時,還能激活細胞內(nèi)的絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途徑,與NF-κB的信號途徑協(xié)同,引發(fā)機體的一系列炎癥反應(yīng)[68]。國內(nèi)外學(xué)者的研究表明,乳酸菌可以抑制酒精增強的CD14、TLR4以及NF-κB和MAPK通路中一些基因的表達來減少TNF-α、IL-6等炎癥因子的產(chǎn)生,從而降低肝臟炎癥水平。
Wang Yuhua等給小鼠喂食含酒精的液體飼料發(fā)現(xiàn),酒精顯著增加了TLR4的mRNA表達,導(dǎo)致TNF-α的mRNA表達量明顯增加,髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)活性顯著增強,在小鼠的含酒精的液體飼料中加入LGG后,LGG能顯著降低TLR4的mRNA表達量,從而降低TNF-α的mRNA表達量,MPO活性也顯著降低;用LGGs預(yù)處理外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)發(fā)現(xiàn),LGGs可以顯著抑制LPS激活的p38MAPK磷酸化,從而明顯降低TNF-α的活性[69]。有實驗證明,給小鼠灌胃乳酸菌(鼠李糖乳桿菌R0011和嗜酸乳桿菌R0052)后,酒精造成的TLR4的蛋白表達量增加被顯著抑制,進一步降低了TNF-α的活性,從而降低了肝臟炎癥水平[70]。Stadlbauer等進行了一項開放性研究,酒精性肝硬化患者每天給予3 次干酪乳桿菌Shirota(6.5×109CFU),持續(xù)4 周,與未給予干酪乳桿菌Shirota的酒精性肝硬化患者相比,TLR4的表達量顯著降低,并改善了中性粒細胞的吞噬功能,減輕了肝臟炎癥[71]。將植物乳桿菌C88灌胃給小鼠,發(fā)現(xiàn)它可以顯著阻止乙醇誘導(dǎo)的p65的mRNA和蛋白表達量增加,并且也可以顯著抑制酒精引起的p38MAPK的磷酸化,表明植物乳桿菌C88通過抑制NF-κB和MAPK通路,降低了肝臟中TNF-α、IL-6和IFN-γ的水平,預(yù)防了酒精引起的肝臟炎癥[66]。
圖7 TLR4介導(dǎo)LPS活化NF--κB信號示意圖Fi g. 7 Schematic diagram of Toll-like receptor 4-mediated lipopolysaccharides activation of NF-κB signal
脂質(zhì)在機體機內(nèi)存在的主要形式是甘油三酯,肝臟、脂肪組織和小腸是合成甘油三酯的場所,其中,肝臟合成甘油三酯的能力最強。正常情況下,肝臟中甘油三酯的合成和脂肪酸的氧化保持動態(tài)平衡,而酒精攝入會造成甘油三酯合成增加、脂肪酸氧化減少,從而導(dǎo)致甘油三酯在肝臟中堆積,肝臟脂肪堆積能促進脂肪變性的發(fā)展,并進一步發(fā)展為炎癥、纖維化和肝硬會具體而言,腺苷一磷酸激活蛋白激酶(adenosinemonophosphate-activat ed protein kinase,AMPK)是一種關(guān)鍵的代謝主開關(guān),它可以調(diào)節(jié)許多組織(包括肝臟)中參與脂質(zhì)代謝的靶酶[72-73]。乙酰輔酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase,ACC)是肝臟中脂肪酸生物合成的限速酶,它可以催化乙酰輔酶A轉(zhuǎn)化為丙二酰輔酶A,丙二酰輔酶A是脂肪酸合成的前體,AMPK能夠滅活A(yù)CC增加脂肪酸氧化[74]。此外,AMPK還可調(diào)節(jié)甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1(sterol regulatory element binding protein-1,SREBP-1)[73]和過氧化物酶體增殖物激活受體-α(peroxisome proliferator activated receptor-α,PPAR-α)[75-76],SREBP-1是調(diào)節(jié)脂肪酸合成的重要轉(zhuǎn)錄因子,而PPAR-α是調(diào)節(jié)脂肪酸氧化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。酒精攝入后,降低肝臟AMPK的磷酸化,從而降低了ACC的磷酸化水平,ACC活性升高,脂肪酸合成增加;AMPK的磷酸化水平降低也會導(dǎo)致SREBP-1的表達量增加,而PPAR-α的表達量減少,使脂肪酸合成增加、氧化減少,從而導(dǎo)致肝臟脂肪堆積。因此,減少或預(yù)防肝臟中的脂肪積聚可能是緩解ALD的有效策略。
Zhang Min等在小鼠的含酒精液體飲食中加入LGGs發(fā)現(xiàn),LGGs能夠顯著阻止酒精造成的AMPK磷酸化的降低,從而顯著抑制了ACC活性的增加,顯著抑制了SREBP-1蛋白表達量的增加,恢復(fù)了PPAR-α的mRNA表達量,并且明顯抑制了酒精導(dǎo)致的硬脂酰輔酶A去飽和酶-1(stearoyl-CoA desaturase-1,SCD-1)的表達量增加,SCD-1作為SREBP-1下游的一個關(guān)鍵酶,在脂肪酸合成中也起著重要作用;此外,檢測游離脂肪酸(free fatty acid,F(xiàn)FA)和甘油三酯(triglyceride,TG)時發(fā)現(xiàn),酒精顯著增加了肝臟中FFA和TG的含量,而LGGs顯著減少了二者的含量[77]。Segawa等給小鼠灌胃熱滅活的短乳桿菌SBC8803后發(fā)現(xiàn),熱滅活的短乳桿菌SBC8803能夠顯著抑制酒精導(dǎo)致的SREBP-1的mRNA表達量的增加,并且明顯降低了肝臟中的TG含量,再通過肝臟切片的蘇木精-伊紅染色和油紅O染色的觀察,發(fā)現(xiàn)熱滅活的短乳桿菌SBC8803可以顯著抑制酒精導(dǎo)致的肝臟脂肪堆積[78]。
隨著全球酒精性飲品飲用量的逐年增加,酒精性肝病已經(jīng)成為世界上各個國家研究人員關(guān)注的焦點。越來越多的研究證明,乳酸菌可以通過調(diào)整腸道菌群、改善腸屏障功能、減弱肝臟氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)肝臟炎癥水平和抑制肝臟脂肪堆積來緩解酒精性肝病。乳酸菌是一種天然的益生菌,這為人們預(yù)防和治療酒精性肝病提供了一條新的思路。就目前來看,雖然乳酸菌在緩解酒精性肝病的研究方面已經(jīng)取得了一些進展,但由于酒精性肝病自身的復(fù)雜性、研究方法的局限性以及研究技術(shù)上的不足,導(dǎo)致乳酸菌緩解酒精性肝病的具體分子機制還不是十分清楚,在由表象研究深入到內(nèi)在分子作用機理的研究仍然需要不斷努力;并且只發(fā)現(xiàn)了個別菌株能夠緩解酒精性肝病,臨床研究也較少,導(dǎo)致臨床研究數(shù)據(jù)缺乏。因此,有必要進一步從分子水平上和基因水平上來研究乳酸菌是如何緩解酒精性肝病的,這將為乳酸菌預(yù)防和治療酒精性肝病提供扎實的理論基礎(chǔ),同時,還需要進一步挖掘能夠緩解酒精性肝病的菌株,并進行大量的臨床研究,為進一步開發(fā)新型預(yù)防和治療酒精肝病的生物類藥物提供理論支撐,加快生物技術(shù)緩解酒精性肝病的步伐。