短链脂肪酸对人体代谢影响的研究进展

方欣 李婷 王依佳

摘要：短链脂肪酸是一类由盲肠和结肠中厌氧细菌发酵产生，并可以扩散至全身的代谢产物，具有显著的调控脂肪酸和糖代谢功能，其临床治疗作用越来越受人们重视。本文综述了短链脂肪酸的研究进展。

关键词：短链脂肪酸;代谢;调控

短链脂肪酸（SCFAs）是一类由盲肠和结肠中厌氧细菌发酵产生，并可以弥散至肝门静脉和外周血中，可以发挥调控脂肪酸和糖代谢作用。随着对SCFA功能研究的深入，其在宿主能量代谢中的调控作用越来越受重视。

人体约10%能量供应来自于SCFAs，其中结肠黏膜上皮细胞的60～70%能量供应来自于SCFA。在正常生理情况下，乙酸、丙酸和丁酸3种成份占整个SCFAs的90%以上。肠道内发酵形成的外源性乙酸盐被吸收进入血液循环，并与组织或器官释放的内源性乙酸盐混合，超过70%的乙酸盐被肝脏吸收做为能量来源和用于合成谷氨酰胺。从肠道中吸收的SCFAs经肝门静脉循环时大部分丙酸和丁酸会被清除，以防止血液中SCFAs过高引起毒副作用。通过分析受试者肝门静脉和外周血中丙酸盐浓度发现表明，外周静脉血中丙酸盐浓度较肝门静脉23%，说明有近1/3丙酸盐被肝脏吸收。丁酸盐经特定G蛋白偶联受体（GPR）介导被结肠黏膜上皮细胞吸收并做为主要能量来源。目前已知GPR41（又名游离脂肪酸受体，Ffar3）和GPR43（又名Ffar2）是SCFAs受体，并另发现两个相同亚家族，即GPR40和GPR42。Ffar2和Ffar3仅33%的氨基酸序列一致，其对SCFAs的亲和力、组织分布和生理作用并不完全相同。Ffar2高表达于单核细胞、B淋巴细胞和多形核细胞等免疫细胞中，另在白色和棕色脂肪组织、骨髓、脾脏、胰腺和大肠中也有较高表达。Ffar3表达更为广泛，不仅在脂肪组织中，在脾脏、胰腺、淋巴结、骨髓和多形核细胞均有较高表达。

SCFAs-Ffar通路已被证实参与了脂质和葡萄糖代谢调节，可以调控体内脂肪酸合成/氧化之间平衡。当SCFAs激活脂肪酸氧化反应后，可以抑制脂酸的从头合成反应，降低血浆中游离脂肪酸浓度。人们发现乙酸盐和丙酸盐可以激活Ffar2以抑制脂肪分解，通过静脉注射乙酸盐和丙酸盐可以显著降低血浆游离脂肪酸和甘油三脂浓度。Ffar2抑制脂解反应可能是通过失活激素敏感性脂肪酶来实现的，研究表明，Ffar2缺陷小鼠即使在正常饮食下也会肥胖，但脂肪组织中过表达Ffar2的转基因小鼠即使高脂饮食也无法诱导肥胖;与野生型小鼠相比，在过表达Ffar2的转基因小鼠血清甘油三酯含量明显降低，肌肉组织中参与脂肪酸氧化反应代谢酶的基因表达量显著增加。尽管SCFAs已被证明通过Ffar2依赖性途径增加瘦素表达，但瘦素水平降低可能仅仅是脂肪组织减少的结果。

目前关于SCFAs调控葡萄糖代谢仍缺乏研究，而血糖水平可以是由食物摄取、糖异生和多器官代谢水平等因素决定。有研究表明，口服醋酸盐和丙酸盐可降低糖尿病小鼠血糖水平，还可以降低葡萄糖6-磷酸酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 相关基因表达。另有研究表明，SCFAs还可以通过激活受体Ffar2和Ffar3表达以增加肠道组织激素PYY和GLP-1表达量，从而抑制肠道黏膜组织葡萄糖的吸收。PYY又被称为饱腹感激素，可以增强肌肉和脂肪組织中胰岛素代谢葡萄糖速度。总之，目前认为SCFAs可以在一定程度上影响葡萄糖代谢，并有助于维持血糖正常，上述均是通过肝脏AMPK途径或通过肠道衍生激素PYY和GLP-1调控。

如今，SCFA 已明确显示对哺乳动物能量代谢的各个方面发挥多种有益作用。然而现有研究成果并不能很好地解释人体各种生理学现象，严重缺乏人体研究数据是一个重要原因，目前几乎所有的研究均为啮齿动物模型中获得，其结果与人体尚存在不可忽视的差异，仍有待于进一步研究。

参考文献

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作者简介：方欣（2000-），江苏无锡人，本科在读，主要从事脂肪酸代谢组学研究

基金项目：本论文受江苏大学2021年校级大学生创新训练计划项目