基于短链脂肪酸防治代谢性疾病的研究进展
丙酸,丁酸,1SCFAs的产生和吸收,2SCFAs调控代谢的机制,3基于SCFAs防治代谢性疾病的中西医研究进展,4小结
曾霖,张鹏翔,黄倩,王高祥,李惠林随着社会经济的发展和人们饮食结构的调整,2型糖尿病(T2DM)、肥胖、脂代谢紊乱、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)等代谢性疾病的发病率日益增高。肠道菌群与代谢性疾病的相关性已得到证实,短链脂肪酸(SCFAs)作为肠道菌群的主要代谢产物,近年来诸多证据表明SCFAs是肠道菌群调控宿主代谢的重要信号分子,参与维持宿主能量平衡,调节宿主糖脂代谢[1],基于SCFAs防治代谢性疾病已经成为目前研究热点。本文就近年来基于SCFAs防治T2DM、肥胖、脂代谢紊乱、NAFLD等代谢性疾病的研究进展进行综述,旨在为防治代谢性疾病的新机制提供理论依据。
1 SCFAs的产生和吸收
绝大多数SCFAs的产生部位为近端结肠和盲肠,主要由厚壁菌门和拟杆菌门糖酵解不可消化糖而生成,乙酸、丁酸、丙酸为结肠中主要的SCFAs,其浓度比约为3∶1∶1[2],乙酸主要由拟杆菌类、双歧杆菌类、链球菌类、消化链球杆菌类、梭菌类、瘤胃球菌类产生,丁酸主要由拟杆菌类、真杆菌类、梭菌类产生,丙酸主要由梭菌类产生。肠腔内的SCFAs主要以阴离子形式(98%)和解离形式(2%)存在[3],通过3种模式由结肠上皮细胞吸收[4]:(1)解离形式的SCFAs经自由扩散进入胞质;(2)阴离子形式的SCFAs经由单羧酸转运蛋白1和钠离子耦合单羧酸转运蛋白易化扩散进入胞质;(3)阴离子形式的SCFAs经由腺瘤下调因子易化扩散进入胞质,最终经由门静脉和下腔静脉汇入体循环。SCFAs被摄取后主要以3种方式为机体所用:(1)大部分丁酸作为底物为肠道上皮细胞供能;(2)大部分乙酸和少量丁酸经肝细胞摄取后促进糖异生;(3)少量乙酸经肌细胞摄取后氧化供能。
2 SCFAs调控代谢的机制
SCFAs调控宿主反应的主要机制为:(1)抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)调控基因的表达;(2)通过G蛋白偶联受体(GPCRs),如GPR41、GPR43、GPR190A等传递信号[1]。基于以上2种途径,SCFAs可通过维持能量平衡、调节糖脂代谢、维持肠道屏障、减轻炎性反应以调控宿主代谢。
2.1 调控能量平衡 SCFAs主要通过减少摄食、增加产热2个途径调控能量平衡。SCFAs可通过作用于肠道内分泌细胞上的GPR41、GPR43,促进胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和肽YY(PYY)释放,通过“脑-肠轴”降低食欲,增加饱腹感[5]。丁酸和丙酸可刺激脂肪组织释放瘦素,抑制饥饿感,减少摄食[6]。另外,口服丁酸可抑制下丘脑中表达神经肽Y的促食欲神经元的活性 ......
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