短鏈脂肪酸簡介
脂肪酸是由碳、氫、氧組成的一類化合物，是中性脂肪、磷脂和醣脂的主要成分。 脂肪酸是人體的主要能量來源之一**，在氧氣供應充足的情況下，可被氧化分解為CO2和H2O，釋放出大量能量。
小科普”。
脂肪酸根據碳鏈的長度可分為不同的型別短鏈脂肪酸（短鏈脂肪酸（SCFA），碳鏈上的碳原子數小於6，又稱揮發性脂肪酸（VFA）。中鏈脂肪酸（Medium chain fatty acids，MCFA）是指碳鏈上碳原子數為6-12的脂肪酸，主要成分為辛酸和癸酸;長鏈脂肪酸（長鏈脂肪酸，LCFA），碳鏈上的碳原子數大於12。 一般食物中所含的脂肪酸大多是長鏈脂肪酸，而短鏈脂肪酸只存在於乳脂、全穀物和蔬菜中。
與中鏈和長鏈脂肪酸不同，短鏈脂肪酸近年來才有所增加腸道菌群該研究僅在深入程度上引起了人們的關注。
hansen，et al，2012；hou，abraham，&elserag，2011；schatzkin，et al，2007；thorburn，macia，&mackay，2014.）
研究發現，人類短鏈脂肪酸主要是由結腸中的乳酸菌、雙歧桿菌等有益菌發酵膳食纖維、抗性澱粉、低聚醣等難以消化的碳水化合物而產生的。
tazoe，et al.，2008；macfarlane，et al.，1995；macfarlane，et al.，2003；pryde，et al.，2002.）
通過深入研究，發現腸道微生物產生的短鏈脂肪酸對機體很重要，對某些疾病的發生發展也起著重要作用。 短鏈脂肪酸與機體的關係已成為當前研究的熱點之一。
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小科普”。
短鏈脂肪酸主要包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸及其位置異構體。 （圖3為短鏈脂肪酸的通式）。 人體中的短鏈脂肪酸主要是醋酸、丙酸和丁酸，三者在結腸中的比例約為60：20：20。
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目前，短鏈脂肪酸的吸收機理尚不清楚，但短鏈脂肪酸在體內的吸收和代謝位置已基本明確，它可以影響動物體內陽離子的吸收，也可以使自身被動物利用。
短鏈脂質的耐酸性它在不同的位置被吸收，然後被身體使用，主要表現在以下三種方式：
l） 盲腸和結腸上皮細胞使用丁酸作為能量;
2）肌肉細胞利用少量醋酸作為能量;
3）肝細胞利用丙酸和丁酸合成醣類。50% 70%的醋酸被肝臟吸收和利用。
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短鏈脂肪酸的吸收主要在盲腸和結腸中。 Filing等人已經表明，雖然近端結腸是SCFA產生的主要部位，但其動力學機制尚不清楚，對SCFA濃度及其動力學飽和度的觀察表明，它在人體直腸中被被動運輸吸收，但不能也表明醋酸、 丙酸和丁酸是共同促進或競爭的機制，但是，在管腔中觀察到乙酸的比例總是比丁酸高得多。
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短鏈脂肪酸的粘膜修復作用
18世紀，法國自然科學家羅穆爾發現，胃液可以引起人體其他體腔的炎症和壞死，但僅靠胃液是無法自行消化的。 2024年，法國實驗生理學家伯納德提出，胃和瓷器一樣耐腐蝕，直到2024年，謝伊和孫才提出，攻防因素的平衡是維持胃健康的基礎。 這慢慢導致了胃腸粘膜屏障的理論。
完整的胃腸黏膜屏障是正常健康的前提，而胃黏膜屏障是存在於胃黏膜表面的粘液，全稱碳酸氫鹽屏障，它是由胃黏膜表面粘液不斷分泌的不溶性粘液凝膠組成。 腸道屏障是指腸道結構和功能的總和，可以防止腸道中的有害物質，如細菌和毒素，穿過腸粘膜進入人體的其他組織、器官和血液迴圈。 目前，人體胃腸黏膜受致病菌感染、藥物、飲食、胃腸蠕動異常等因素影響，對胃腸黏膜的損害是高頻事件，胃腸黏膜缺血、炎症、胃腸上皮細胞萎縮、壞死等，都會直接導致腸道細菌和毒素易位的發生， 全身炎症反應症候群、多器官衰竭、胃炎、胃潰瘍、胃癌和胃炎。
短鏈脂肪酸是結腸首選的能量底物和結腸細胞增殖的訊號，提供結腸黏膜所需總能量的70%，可降低腸道pH值，維持腸上皮細胞的完整性，減少促炎因子的產生，促進粘膜細胞增殖，減少腸粘膜萎縮， 並維持腸粘膜的形態。
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大量研究表明，短鏈脂肪酸對胃腸黏膜屏障的修復機制在於通過增加上皮抵抗和緊密連線蛋白的產生來加強黏膜屏障功能，避免或緩解病理反應。
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腸道中短鏈脂肪酸的存在直接影響胃腸粘膜屏障的通透性，從而降低腸道通透性，影響細菌易位。
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短鏈脂肪酸的抗炎作用
自2024年澳大利亞Roediger博士提出潰瘍性結腸炎（UC）是結腸上皮中SCFA利用受損引起的上皮性“飢餓病變”，此後開始了潰瘍性結腸炎與結腸上皮短鏈脂肪酸利用障礙關係的研究，也為短鏈脂肪酸與腸炎關係的研究拉開了序幕。
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2024年，Haring等首次成功將短鏈脂肪酸灌腸***用於分流性結腸炎，用短鏈脂肪酸每天灌腸兩次，**5例分流性結腸炎患者，持續2 6周。 Clausen等人發現，6例患者糞便中SCFA濃度明顯低於無膀胱炎患者。
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炎症反應是臨床實踐中常見的病理過程，其產生的本質實際上是機體對抗炎症因子的過程。 短鏈脂肪酸可直接被結腸內的結腸上皮細胞吸收，為結腸黏膜提供能量，維持黏膜免疫細胞、腸上皮細胞的完整性和杯狀細胞的分泌功能。結腸的運動增加了腸粘膜的血流量和氧氣攝入量，增加了水和電解質的吸收，防止了上皮細胞和腺體的萎縮，促進了手術後的組織修復，防止了滲漏。
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近年來的研究表明，應用短鏈脂肪酸可以增加腸吻合強度，促進腸吻合，緩解開放性結腸炎、短腸症候群、TPN引起的腸道失用症、潰瘍性結腸炎、直腸切除術後貯袋炎、分流性結腸炎、貯袋炎、放射性結腸炎等臨床症狀、內鏡及組織學表現。
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短鏈脂肪酸調節炎症，與白細胞和內皮細胞的兩條通路有關，即GPCRS啟用通路和組蛋白脫乙醯酶（HDAC）抑制通路。
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此外，短鏈脂肪酸還可以通過調節細胞因子（TNF-、IL-2、IL-6、IL-10）和類花生酸（MCP-1、CINC-2）的水平，調節白細胞遷移和殺滅病原體，從而起到調節炎症的作用。
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短鏈脂肪酸的抗腫瘤作用
早在上世紀90年代，研究人員就對SCFA的應用效果和機制進行了研究，近年來，越來越多的研究結果表明，SCFA在結腸癌、肝癌、膀胱癌、神經膠質癌等多種腫瘤的體外實驗中顯示出多方面的抗腫瘤功效和廣泛的應用前景。
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細胞。 
SCFA抑制腫瘤增殖的機制是使腫瘤細胞膜上突變的G蛋白失活後抑制腫瘤細胞的生長，上調組蛋白乙醯化以增加激酶抑制劑P21基因的表達（阻止細胞增殖），與核轉錄因子相互作用後調節特定基因的表達，促進DNA甲基化和組氨酸乙醯化以影響DNA複製和轉錄。乙醯化通過脫乙醯酶 （HDACS） 拮抗作用上調（使染色質對 DNA 基因轉錄和表達開放）。
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實驗證明，乙酸、丙酸、丁酸和戊酸都具有相似的作用機理，其中丁酸的作用最為明顯。
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多項實驗證明，短鏈脂肪酸可以通過誘導腫瘤細胞分化來減緩和終止腫瘤細胞的增殖，但短鏈脂肪酸誘導腫瘤細胞分化的確切作用機制尚不清楚。 有人認為，誘導是通過上調細胞表面VD受體來實現的，而其他受體則與絲裂原蛋白激酶（MARKs）中細胞外訊號調節激酶的磷酸化降低有關。
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此外，短鏈脂肪酸還具有誘導細胞凋亡、影響原癌基因表達、腫瘤防治等作用。
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短鏈脂肪酸與基礎代謝的關係
眾所周知三羧酸迴圈它是好氧生物中普遍存在的代謝途徑，而**顆粒的分布，是糖、脂、氨基酸三大營養物質的最終代謝途徑，對生物體具有重要的生理意義。 富含酶的檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸、丙酮酸、戊酸等短鏈脂肪酸是三羧酸迴圈中的過程物質，直接參與並加速三羧酸迴圈的運作，從而提高機體的新陳代謝能力，保持健康和青春活力。
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nilsson n e, kotarsky k, owman c, et al. identification of a free fatty acid receptor,ffa2r, expressed on leukocytes and activated by short-chain fatty acids[j],biochemical and biophysical research communications，303(4):1047-1052，2003.）
研究表明，目前已發現的僅有的兩種特異性短鏈脂肪酸受體是GPR41和GPR43，它們不僅可以通過參與調節食慾和胃腸肽分泌來調節脂肪的分解和形成，而且與肥胖、2型糖尿病和心血管疾病等代謝性疾病密切相關而且，它還可以參與人體內血脂濃度和炎症的調節，甚至與細胞的致癌作用密切相關。 這兩種受體作為糖代謝和脂肪代謝的重要調節受體，已成為重要的藥物篩選靶點。 醋酸、丙酸、丁酸、戊酸等多種短鏈脂肪酸富含醣酶，可啟用GPR41和GPR43受體，從而調節機體的基礎代謝。
王永安、張春雷等 短鏈脂肪酸受體GPR41和GPR43的訊號通路及生理功能， 中國養牛學報， 39（6）： 49-53， 2013)
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值得一提的是，丙酮酸是體內產生的一種三碳酮酸，是糖酵解途徑的最終產物，在細胞質中還原為乳酸以獲取能量，或進入線粒體氧化生成乙醯輔酶a，進入三羧酸迴圈，被氧化成二氧化碳和水，完成葡萄糖的有氧氧化供能過程， 從而降低血液中葡萄糖的濃度。丙酮酸轉化為乙醯輔酶A需要丙酮酸脫氫酶的直接參與，短鏈脂肪酸在促進PDHC（丙酮酸脫氫酶複合物）的產生中起重要作用。
李亞青、範慧傑等 丙酮酸脫氫酶與腫瘤[J]， 腫瘤防治研究， 41（9）： 1040-1044， 2014)
brown a j, goldsworthy s m,barnes a a, et al. the orphan g protein-coupled receptors gpr41 and gpr43 are activated by propionate and other short chain carboxylic acids[j],the journal of biological chemistry，278(13):11312-11319，2003.)
短鏈脂肪酸的其他作用
從眾多文獻報道中，我們知道SCFA的三大核心功能是提供細胞能量、作為營養因子、保護腸粘膜、增強胃腸蠕動和預防便秘。 當然，短鏈脂肪酸的作用遠不止於此，它還可以維持水和電解質的平衡，調節有益腸道菌群的平衡，調節免疫力，調節基因表達等作用。
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