短鏈脂肪酸對人體代謝影響的研究進展

方欣 李婷 王依佳

摘要：短鏈脂肪酸是一類由盲腸和結腸中厭氧細菌發酵產生，并可以擴散至全身的代謝產物，具有顯著的調控脂肪酸和糖代謝功能，其臨床治療作用越來越受人們重視。本文綜述了短鏈脂肪酸的研究進展。

關鍵詞：短鏈脂肪酸;代謝;調控

短鏈脂肪酸（SCFAs）是一類由盲腸和結腸中厭氧細菌發酵產生，并可以彌散至肝門靜脈和外周血中，可以發揮調控脂肪酸和糖代謝作用。隨著對SCFA功能研究的深入，其在宿主能量代謝中的調控作用越來越受重視。

人體約10%能量供應來自于SCFAs，其中結腸黏膜上皮細胞的60～70%能量供應來自于SCFA。在正常生理情況下，乙酸、丙酸和丁酸3種成份占整個SCFAs的90%以上。腸道內發酵形成的外源性乙酸鹽被吸收進入血液循環，并與組織或器官釋放的內源性乙酸鹽混合，超過70%的乙酸鹽被肝臟吸收做為能量來源和用于合成谷氨酰胺。從腸道中吸收的SCFAs經肝門靜脈循環時大部分丙酸和丁酸會被清除，以防止血液中SCFAs過高引起毒副作用。通過分析受試者肝門靜脈和外周血中丙酸鹽濃度發現表明，外周靜脈血中丙酸鹽濃度較肝門靜脈23%，說明有近1/3丙酸鹽被肝臟吸收。丁酸鹽經特定G蛋白偶聯受體（GPR）介導被結腸黏膜上皮細胞吸收并做為主要能量來源。目前已知GPR41（又名游離脂肪酸受體，Ffar3）和GPR43（又名Ffar2）是SCFAs受體，并另發現兩個相同亞家族，即GPR40和GPR42。Ffar2和Ffar3僅33%的氨基酸序列一致，其對SCFAs的親和力、組織分布和生理作用并不完全相同。Ffar2高表達于單核細胞、B淋巴細胞和多形核細胞等免疫細胞中，另在白色和棕色脂肪組織、骨髓、脾臟、胰腺和大腸中也有較高表達。Ffar3表達更為廣泛，不僅在脂肪組織中，在脾臟、胰腺、淋巴結、骨髓和多形核細胞均有較高表達。

SCFAs-Ffar通路已被證實參與了脂質和葡萄糖代謝調節，可以調控體內脂肪酸合成/氧化之間平衡。當SCFAs激活脂肪酸氧化反應后，可以抑制脂酸的從頭合成反應，降低血漿中游離脂肪酸濃度。人們發現乙酸鹽和丙酸鹽可以激活Ffar2以抑制脂肪分解，通過靜脈注射乙酸鹽和丙酸鹽可以顯著降低血漿游離脂肪酸和甘油三脂濃度。Ffar2抑制脂解反應可能是通過失活激素敏感性脂肪酶來實現的，研究表明，Ffar2缺陷小鼠即使在正常飲食下也會肥胖，但脂肪組織中過表達Ffar2的轉基因小鼠即使高脂飲食也無法誘導肥胖;與野生型小鼠相比，在過表達Ffar2的轉基因小鼠血清甘油三酯含量明顯降低，肌肉組織中參與脂肪酸氧化反應代謝酶的基因表達量顯著增加。盡管SCFAs已被證明通過Ffar2依賴性途徑增加瘦素表達，但瘦素水平降低可能僅僅是脂肪組織減少的結果。

目前關于SCFAs調控葡萄糖代謝仍缺乏研究，而血糖水平可以是由食物攝取、糖異生和多器官代謝水平等因素決定。有研究表明，口服醋酸鹽和丙酸鹽可降低糖尿病小鼠血糖水平，還可以降低葡萄糖6-磷酸酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 相關基因表達。另有研究表明，SCFAs還可以通過激活受體Ffar2和Ffar3表達以增加腸道組織激素PYY和GLP-1表達量，從而抑制腸道黏膜組織葡萄糖的吸收。PYY又被稱為飽腹感激素，可以增強肌肉和脂肪組織中胰島素代謝葡萄糖速度?？傊壳罢J為SCFAs可以在一定程度上影響葡萄糖代謝，并有助于維持血糖正常，上述均是通過肝臟AMPK途徑或通過腸道衍生激素PYY和GLP-1調控。

如今，SCFA 已明確顯示對哺乳動物能量代謝的各個方面發揮多種有益作用。然而現有研究成果并不能很好地解釋人體各種生理學現象，嚴重缺乏人體研究數據是一個重要原因，目前幾乎所有的研究均為嚙齒動物模型中獲得，其結果與人體尚存在不可忽視的差異，仍有待于進一步研究。

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作者簡介：方欣（2000-），江蘇無錫人，本科在讀，主要從事脂肪酸代謝組學研究

基金項目：本論文受江蘇大學2021年校級大學生創新訓練計劃項目