肠道微生物产生的短链脂肪酸及其在肥胖和免疫中的作用

短链脂肪酸（SCFA）是碳水化合物、蛋白质等营养物质经肠道微生物无氧代谢的主要产物，通过经典的内分泌信号传导途径参与调节人体各种生理及病理过程。

肠道内产生的短链脂肪酸主要包括乙酸、丙酸和丁酸等。不同肠道微生物代谢产生的短链脂肪酸组成差异很大。肠道微生物种类和数量的改变可能导致膳食纤维代谢方式及代谢产物发生变化。乳酸杆菌发酵产物如乳酸、丙酸、丁酸等，对维持肠道上皮细胞完整性和乳酸杆菌在肠道的定植均有重要作用，是肠道黏膜屏障抵御病原微生物的重要防线。丁酸主要来源于梭菌、真细菌，是结肠细胞重要的能量来源，有利于维持肠道黏膜屏障完整性，防止肠道细菌易位到血循环。

短链脂肪酸对机体能量代谢有重要的调节作用。短链脂肪酸本身是肠道上皮细胞重要的能量来源。门静脉血及肝静脉血中可检测到短链脂肪酸，提示我们肠道内产生的短链脂肪酸可随门静脉血流入肝参与能量代谢，并进一步随体循环血流到达靶器官，发挥相应生理作用。乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合成酶、苹果酸酶以及葡萄糖-6-磷酸脱氢酶等均是脂肪从头合成的限速酶；肝脏内丙酸通过调节上述限速酶的基因转录来抑制脂肪的从头合成。丙酸作为糖异生的底物，可通过调节糖异生对血糖产生直接的影响。进食富含纤维的食物后，短链脂肪酸激动游离脂肪酸受体2和游离脂肪酸受体3，刺激胰高血糖素样肽-1（glucagon like peptidel，GLP-1）、酪酪肽（peptide YY，PYY）、生长激素释放肽、瘦素等肠道激素合成、分泌，一方面增加宿主饱腹感，减少宿主摄食，另一方面改善胰岛素敏感性，参与调节糖代谢。四甲基哌啶能通过调节短链脂肪酸代谢通路来调节宿主糖代谢。缺乏短链脂肪酸受体可导致肥胖。在人类，肥胖者粪便中短链脂肪酸浓度较之正常体重者明显增加。因此，外源性补充膳食纤维及其发酵产物如短链脂肪酸可能有助于缓解肝脂肪变性和肝脏炎症反应。(www.xing528.com)

短链脂肪酸对机体免疫功能有重要的调节作用。短链脂肪酸能够调节细胞间紧密连接的通透性，还能促进肠道黏液分泌、减少病原微生物在肠道定植，维护肠道黏膜屏障功能。短链脂肪酸能够参与调节炎症反应，一方面短链脂肪酸能够直接抑制白细胞和脂肪细胞表达促炎细胞因子，诱导IL-10等抗炎细胞因子表达，参与T-调节细胞的合成与功能；另一方面还可显著下调NF-κB活性，调节肝脏炎症反应。动物实验证实敲除短链脂肪酸受体GPR43基因可导致炎症反应加剧。三丁酸甘油酯是丁酸的前体药物，在人体内脂肪酶作用下能够缓慢释放生成丁酸；研究显示口服三丁酸甘油酯能够有效缓解内毒素诱导的急性肝损伤。

此外，短链脂肪酸随血流至血脑屏障，经单羧酸转运蛋白转运进入中枢神经系统。但是生理状态下肠道微生物代谢生成的短链脂肪酸浓度是否足以对中枢神经系统功能产生影响尚不可知。