短鏈脂肪酸在腸道屏障保護(hù)中的作用機(jī)制

I目錄

■CONTENTS

第一部分短鏈脂肪酸的產(chǎn)生及其在腸道中的作用..............................2

第二部分短鏈脂肪酸對(duì)腸道上皮細(xì)胞增殖和分化的影響........................4

第三部分短鏈脂肪酸增強(qiáng)腸道屏障功能的作用機(jī)制............................6

第四部分短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞功能的機(jī)制.............................9

第五部分短鏈脂肪酸對(duì)腸道菌群的影響及其在屏障保護(hù)中的作用...............II

第六部分短鏈脂肪酸在炎癥相關(guān)性腸病中的保護(hù)機(jī)制..........................14

第七部分短鏈脂肪酸治療腸道屏障損傷的潛力................................16

第八部分短鏈脂肪酸在腸道穩(wěn)態(tài)和健康中的作用..............................18

第一部分短鏈脂肪酸的產(chǎn)生及其在腸道中的作用

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

【短錐脂肪酸的產(chǎn)生】

1.短鏈脂肪酸(SCFA)主要由結(jié)腸中的細(xì)菌通過發(fā)酵膳食

纖維和抗性淀粉產(chǎn)生。

2.產(chǎn)生SCFA的主要細(xì)菌種類包括擬桿菌屬、梭菌屬和乳

桿菌屬C

3.SCFA的產(chǎn)生量取決于可發(fā)酵膳食纖維的攝入量、腸道微

生物組成和結(jié)腸轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間。

【SCFA在腸道中的作用】

短鏈脂肪酸的產(chǎn)生及其在腸道中的作用

短鏈脂肪酸(SCFA)是微生物發(fā)酵膳食纖維和抗性淀粉產(chǎn)生的代謝產(chǎn)

物。它們是結(jié)腸上皮細(xì)胞的主要能量來源，并調(diào)節(jié)各種腸道生理過程。

主要有乙酸、丙酸和丁酸。

產(chǎn)生

SCFA主要由結(jié)腸菌群產(chǎn)生，其中：(1)乙酸和丙酸主要是由擬桿菌門

和梭菌門細(xì)菌產(chǎn)生；(2)丁酸主要由梭菌門細(xì)菌產(chǎn)生。

作用

1.腸道屏障功能：

SCFA通過以下機(jī)制調(diào)節(jié)腸道屏障功能：

*緊密連接蛋白的調(diào)控：丁酸可促進(jìn)緊密連接蛋白表達(dá)，改善腸上皮

細(xì)胞之間的屏障功能。

*黏液層的形成：丁酸刺激杯狀細(xì)胞分泌黏液，形成保護(hù)性黏液層,

抵御病原體侵襲。

*免疫調(diào)節(jié)：SCFA調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性，抑制促炎細(xì)胞因子，增強(qiáng)腸

道免疫耐受。

2.免疫調(diào)節(jié)：

SCFA參與腸道免疫調(diào)節(jié)：

*抑制炎癥：丁酸和丙酸抑制核因子-KB(NF-KB)信號(hào)通路，減少

促炎細(xì)胞因子(如白細(xì)胞介素TB和腫瘤壞死因子-a)的產(chǎn)生°

*促進(jìn)免疫耐受：丁酸誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)分化，促進(jìn)腸道免

疫耐受。

3.代謝作用：

SCFA作為代謝底物，參與以下過程：

*脂質(zhì)代謝：丁酸抑制肝臟脂肪生成，促進(jìn)脂質(zhì)氧化。

*葡萄糖穩(wěn)態(tài)：丙酸刺激胰島素釋放，降低血糖水平。

*能量產(chǎn)生：結(jié)腸上皮細(xì)胞優(yōu)先代謝SCFA作為能量來源。

4.其他作用：

SCFA還具有以下作用：

*抗癌作用：丁酸通過抑制組蛋白去乙?；福种瓢┘?xì)胞增殖。

*神經(jīng)調(diào)節(jié)：SCFA通過激活游離脂肪酸受體2(GPR43),調(diào)節(jié)腸-腦

軸。

*促進(jìn)胃腸激素釋放：丁酸和丙酸促進(jìn)膽囊收縮素(CCK)和胃抑素

(GIP)釋放，調(diào)節(jié)胃腸道動(dòng)力。

總之,SCFA通過調(diào)節(jié)腸道屏障功能、免疫調(diào)節(jié)、代謝作用和其他功能，

在維持腸道穩(wěn)態(tài)和全身健康中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

第二部分短鏈脂肪酸對(duì)腸道上皮細(xì)胞增殖和分化的影響

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

短錐脂肪酸對(duì)腸道上皮細(xì)胞

增殖的影響1.短鏈脂肪酸(SCFAs)通過激活G蛋白偶聯(lián)受體GPR41

和GPR43,促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞增殖。GPR41和GPR43的活

化導(dǎo)致環(huán)腺甘酸(cAMP)和胞內(nèi)鈣水平升高，從而激活細(xì)

胞周期蛋白并促進(jìn)細(xì)胞增殖C

2.SCFAs還通過抑制組蛋白去乙?；?HDAC)活性：增

加組蛋白乙?；?，促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞增殖。組蛋白乙酰

化改變?nèi)旧|(zhì)構(gòu)象，使基因易于轉(zhuǎn)錄，增加細(xì)胞增殖相關(guān)基

因的表達(dá)。

3.此外，SCFAs能誘導(dǎo)腸道上皮細(xì)胞分泌促增殖因子，如

表皮生長(zhǎng)因子(EGF)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子a(TGF-a),這些因

子與各自的受體結(jié)合，激活下游信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞增殖。

短鏈脂肪酸對(duì)腸道上皮細(xì)胞

分化的影響1.SCFAs通過抑制Wnt信號(hào)通路，促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞分化。

Wnt信號(hào)通路在腸道穩(wěn)杰中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其活化可抑制

腸道上皮細(xì)胞分化。SCFAs通過抑制Wnt配體與受體的結(jié)

合，從而抑制Wnt信號(hào)通路活性，促進(jìn)細(xì)胞分化。

2.SCFAs還能通過激活PPARy,促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞分化。

PPARy是一種核受體，在腸道上皮細(xì)胞分化中發(fā)揮重要作

用。SCFAs與PPAR7結(jié)合，激活PPARy靶基因的轉(zhuǎn)錄，促

進(jìn)細(xì)胞分化。

3.此外，SCFAs可誘導(dǎo)腸道上皮細(xì)胞分泌分化因子，如轉(zhuǎn)

化生長(zhǎng)因子0(TGF-p)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP),這些因

子與各自的受體結(jié)合，激活下游信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞分化。

短鏈脂肪酸對(duì)腸道上皮細(xì)胞增殖和分化的影響

腸道上皮細(xì)胞(IECs)是腸道屏障的關(guān)鍵組成部分，它們通過調(diào)節(jié)細(xì)

胞增殖、凋亡和分化來維持腸道穩(wěn)態(tài)。短鏈脂肪酸(SCFAs)是腸道

菌群發(fā)酵膳食纖維的產(chǎn)物，它們對(duì)IECs的增殖和分化有顯著影響。

促進(jìn)IECs增殖

SCFAs通過激活腺甘酰環(huán)化酶(AC)和蛋白激酶A(PKA)途徑促進(jìn)IECs

增殖。丁酸鹽是促進(jìn)IECs增殖最有效的SCFA,它通過AC/PKA途徑

介導(dǎo)環(huán)磷酸腺甘(cAMP)水平升高，從而激活細(xì)胞周期蛋白Dl(cyclin

D1)的表達(dá)。cyclinD1是一種促分裂蛋白，它介導(dǎo)G1/S期細(xì)胞周期

的進(jìn)展，促進(jìn)細(xì)胞增殖。

誘導(dǎo)IECs分化

SCFAs,尤其是丁酸鹽和丙酸鹽，也誘導(dǎo)IECs分化，從而產(chǎn)生成熟的

上皮細(xì)胞，具有增加的屏障功能。SCFAs通過激活組蛋白脫乙酰基酶

(HDACs)來介導(dǎo)分化，HDACs去除組蛋白上的乙?；?，從而改變?nèi)旧?/p>

質(zhì)結(jié)構(gòu)并激活分化相關(guān)基因。丁酸鹽通過抑制11DAC1和11DAC3的活

性，誘導(dǎo)IECs向杯狀細(xì)胞和柱狀細(xì)胞分化。丙酸鹽通過抑制HDAC2

的活性，促進(jìn)IECs向分泌型細(xì)胞的分化。

SCFA的濃度依賴性作用

SCFAs對(duì)IECs增殂和分化的影響是濃度依賴性的。低濃度的SCFAs

(<lmM)促進(jìn)IECs增殖，而高濃度的SCFAsOlmM)則抑制TECs增

殖。這種濃度依賴性作用可能是由于不同途徑的激活，低濃度SCFAs

激活A(yù)C/PKA/cyclinD1途徑促進(jìn)增殖,而高濃度SCFAs激活HDACs

途徑誘導(dǎo)分化。

臨床意義

SCFAs對(duì)IECs噌殖和分化的調(diào)節(jié)在維持腸道屏障健康中具有重要意

義。SCFAs的生成受到腸道菌群組成和膳食攝入的影響。膳食纖維的

攝入促進(jìn)SCFA的生成，從而促進(jìn)IECs增殖和分化，增強(qiáng)腸道屏障功

能。SCFAs的補(bǔ)充已被證明可以改善炎癥性腸病等腸道疾病的癥狀。

結(jié)論

SCFAs通過促進(jìn)IECs增殖和誘導(dǎo)IECs分化為成熟的屏障細(xì)胞，在腸

道屏障保護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。SCFAs的生成和作用受腸道菌

群組成和膳食攝入的影響，因此通過調(diào)節(jié)這些因素可以靶向腸道屏障

功能。SCFAs的補(bǔ)充有望作為一種治療腸道疾病的新策略。

第三部分短鏈脂肪酸增強(qiáng)腸道屏障功能的作用機(jī)制

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

黏液層增強(qiáng)

1.短鏈脂肪酸促進(jìn)杯狀細(xì)胞增殖和黏液糖蛋白合成，增強(qiáng)

黏液層厚度和粘性。

2.黏液層作為物埋屏障，保護(hù)腸道上皮免受病原體和毒素

侵襲。

3.黏液中含有抗菌肽和其他免疫分子，進(jìn)一步增強(qiáng)了防御

能力。

緊密連接調(diào)節(jié)

1.短鏈脂肪酸激活細(xì)胞雀號(hào)通路，促進(jìn)緊密連接蛋白的表

達(dá)和組裝。

2.緊密連接形成牢固的屏障，阻止有害物質(zhì)的跨細(xì)胞滲透。

3.短鏈脂肪酸還可以調(diào)節(jié)緊密連接通透性，允許必要營(yíng)養(yǎng)

物質(zhì)的吸收。

抗菌肽合成

1.短錐脂肪酸誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞產(chǎn)生抗菌肽，如防御素和截

集素。

2.這些抗菌肽直接破壞病原體的細(xì)胞膜，抑制其生長(zhǎng)和繁

殖。

3.抗菌肽還可以增強(qiáng)巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的吞噬活性。

免疫細(xì)胞調(diào)控

1.短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)樹突次細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的成熟和功能。

2.這些免疫細(xì)胞識(shí)別病原體并啟動(dòng)免疫反應(yīng)，清除感染。

3.短璉脂肪酸還可以促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分化，維持腸道

免疫穩(wěn)態(tài)。

腸道菌群平衡

1.短鏈脂肪酸是腸道共生苗發(fā)酵產(chǎn)物，維持腸道菌群內(nèi)平

衡。

2.健康的腸道菌群與腸道屏障的完整性和功能密切相關(guān)。

3.短鏈脂肪酸通過影響菌群組成和代謝活動(dòng)間接增強(qiáng)腸道

屏障。

表觀遺傳調(diào)節(jié)

1.短鏈脂肪酸可以作為表觀遺傳修飾劑，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。

2.影響靶基因的甲基化和乙酰化模式，從而影響腸道細(xì)胞

的增殖、分化和功能。

3.這些表觀遺傳改變可以長(zhǎng)期增強(qiáng)腸道屏障功能。

短鏈脂肪酸增強(qiáng)腸道屏障功能的作用機(jī)制

短鏈脂肪酸(SCFA)作為腸道微生物群發(fā)酵膳食纖維的代謝產(chǎn)物，在

維持腸道穩(wěn)態(tài)和防止致病菌入侵中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。SCFA對(duì)

腸道屏障功能的增強(qiáng)作用主要通過以下機(jī)制實(shí)現(xiàn)：

1.緊密連接的調(diào)節(jié)：

SCFA,特別是丁酸鹽和丙酸鹽，可以激活緊密連接蛋白(TJ)的表達(dá)，

從而增強(qiáng)腸道上皮細(xì)胞之間的粘附。丁酸鹽通過抑制組蛋白去乙?；?/p>

酶(HDAC)的活性，增加TJ蛋白的基因轉(zhuǎn)錄，從而促進(jìn)TJ復(fù)合物

的形成。丙酸鹽則通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體Y

(PPARv),抑制炎癥信號(hào)通路，穩(wěn)定TJ復(fù)合物。

2.粘液層的產(chǎn)生：

SCFA,特別是醋酸鹽，可以刺激腸道杯狀細(xì)胞分泌粘蛋白，從而增強(qiáng)

腸道粘液層的厚度和粘稠度。粘液層作為場(chǎng)道屏障的第一道防線，可

以阻止病原體與腸道上皮細(xì)胞之間的接觸和滲透。此外，粘液層中含

有抗菌肽等抗菌物質(zhì)，可以抑制病原菌的生長(zhǎng)和繁殖。

3.免疫應(yīng)答的調(diào)控：

SCFA可以通過多種方式調(diào)控腸道免疫應(yīng)答。丁酸鹽可以通過抑制核

因子KB(NF-KB)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)通路，抑制

促炎細(xì)胞因子的釋放。此外，SCFA可以誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)

的產(chǎn)生，抑制過度免疫反應(yīng)，維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)。

4.腸道上皮細(xì)胞的增殖和分化：

SCFA,特別是丁酸鹽，可以促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的增殖和分化。丁酸鹽

作為腸道上皮細(xì)胞的主要能量來源，促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的增殖，維持

腸黏膜的完整性。比外，SCFA可以調(diào)控Wnt和Notch信號(hào)通路，

促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的分化，形成成熟的腸道屏障。

5.氧化應(yīng)激的減輕：

SCFA,特別是丙酸鹽，具有抗氧化作用。丙酸鹽可以通過增加谷胱甘

肽合成和抑制脂質(zhì)過氧化，減輕腸道氧化應(yīng)激。氧化應(yīng)激會(huì)損傷腸道

上皮細(xì)胞，破壞腸道屏障完整性，而丙酸鹽的抗氧化作用有助于保護(hù)

腸道上皮細(xì)胞，增強(qiáng)腸道屏障功能。

6.病原菌的抑制：

SCEA具有直接抑制病原菌生長(zhǎng)的作用。丁酸鹽和丙酸鹽可以通過降

低腸道pH值，抑制病原菌的生長(zhǎng)和繁殖。此外，SCFA可以誘導(dǎo)腸

道上皮細(xì)胞產(chǎn)生抗菌肽防御素，直接殺死或抑制病原菌。

綜上所述，短鏈脂肪酸通過調(diào)節(jié)緊密連接、粘液層產(chǎn)生、免疫應(yīng)答、

上皮細(xì)胞增殖和分化、氧化應(yīng)激和病原菌抑制等多種機(jī)制，增強(qiáng)腸道

屏障功能，維持腸道穩(wěn)態(tài)和健康。

第四部分短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞功能的機(jī)制

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

短錐脂肪酸對(duì)腸道免疫細(xì)胞

的直接作用1.調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞的成熟和活化：

-短鏈脂肪酸可促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的成熟，增強(qiáng)其抗原呈遞

能力。

-丁酸鹽和丙酸鹽可抑制樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子.

促進(jìn)免疫耐受。

2.調(diào)節(jié)T細(xì)胞分化和功能：

-短鏈脂肪酸可誘導(dǎo)T細(xì)胞分化為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）,

抑制免疫反應(yīng)。

-丁酸鹽可抑制Thl和ThI7細(xì)胞的活化，從而減輕腸道

炎癥。

3.調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化：

-短錢脂肪酸可促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型極化，具有抗炎和

組織修復(fù)作用。

-丁酸鹽可抑制NF-KB信號(hào)通路，減少巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的

促炎因子。

短錐脂肪酸對(duì)腸道免疫細(xì)胞

的間接作用1.調(diào)節(jié)緊密連接蛋白表達(dá)：

-短鏈脂肪酸可促進(jìn)緊密連接蛋白的表達(dá)，增強(qiáng)腸道屏障

的完整性。

-丁酸鹽可通過激活PPARy信號(hào)通路，增加Claudin-1

和Occludin的表達(dá)。

2.調(diào)節(jié)粘液層生成：

-短鏈脂肪酸可刺激杯狀細(xì)胞產(chǎn)生粘液，增強(qiáng)粘液層的厚

度和粘稠度。

-丁酸鹽可促進(jìn)腸上皮細(xì)胞表達(dá)Muc2基因，增加粘液的

產(chǎn)生。

3.調(diào)節(jié)腸道微生物群組成：

-短鏈脂肪酸可選擇性地促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)，抑制致病菌

的繁殖。

-口酸鹽可通過抑制組蛋白脫乙酰化晦（HDAC）,調(diào)節(jié)腸

道微生物群的組成和代謁活性。

短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞功能的機(jī)制

短鏈脂肪酸（SCFAs）作為腸道菌群發(fā)酵膳食纖維或碳水化合物的代

謝產(chǎn)物，在腸道屏障保護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。SCFAs通過多種

機(jī)制調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞功能，維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)，保護(hù)腸道屏障。

調(diào)節(jié)樹突細(xì)胞功能

SCFAs可以調(diào)節(jié)樹突細(xì)胞(DCs)的成熟和功能。丁酸鹽和丙酸鹽通過

抑制組蛋白去乙?；?HDAC),促進(jìn)組蛋白乙酰化，增強(qiáng)DCs的抗

原呈遞能力和促炎細(xì)胞因子(如11-12)的分泌。此外，SCFAs還可

以通過誘導(dǎo)表面受體表型的變化，調(diào)節(jié)DCs的遷移和歸巢。

調(diào)控巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞功能

SCFAs對(duì)巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用。丁酸鹽可以抑制

巨噬細(xì)胞的促炎因子(如TNF-Q和IL-6)的分泌，同時(shí)促進(jìn)抗炎細(xì)

胞因子(如IL-10)的產(chǎn)生，從而發(fā)揮消炎作用。此外，SCFAs還可

以抑制中性粒細(xì)胞的遷移和氧化爆發(fā)，減少炎癥反應(yīng)。

影響調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)分化和功能

SCFAs在維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)中起著至關(guān)重要的作用，部分原因是它們

對(duì)Tregs功能的影響。丁酸鹽已顯示可誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞分化為Tregs,

并增強(qiáng)其抑制性功能。SCFAs還可以促進(jìn)Tregs表達(dá)抗炎細(xì)胞因子,

如IL-10,進(jìn)一步抑制腸道炎癥。

誘導(dǎo)IL-22產(chǎn)生，增強(qiáng)腸上皮屏障

SCFAs能夠誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞產(chǎn)生IL-22,一種涉及維持腸道上皮完整

性至關(guān)重要的細(xì)胞因子。IL-22促進(jìn)腸上皮細(xì)胞增殖和分化，增強(qiáng)其

屏障功能，保護(hù)腸道免受病原體和毒素的受害。

抑制Thl7細(xì)胞分化，減輕腸道炎癥

SCFAs可以通過抑制Thl7細(xì)胞分化和促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生，減輕腸道

炎癥。丁酸鹽和丙酸鹽通過抑制IL-6和TNF-a的分泌，抑制Thl7

細(xì)胞的分化。此外，SCFAs還可以促進(jìn)IL-10的產(chǎn)生,從而抑制Thl7

細(xì)胞反應(yīng)。

增強(qiáng)腸粘液層屏障

SCFAs可以增強(qiáng)腸粘液層屏障，從而抵御腸道病原體。丁酸鹽和丙酸

鹽可以促進(jìn)杯狀細(xì)胞分泌粘液素，構(gòu)成腸粘液層的基質(zhì)。此外，SCFAs

還可以調(diào)節(jié)緊密連接蛋白的表達(dá)，增強(qiáng)上皮細(xì)胞之間的屏障，防止病

原體和有害物質(zhì)的滲透。

其他機(jī)制

除了上述機(jī)制外，SCFAs還通過其他方式調(diào)節(jié)腸道免疫。SCFAs可以

抑制核因子-KB(NF-KB)途徑，從而減少促炎基因的轉(zhuǎn)錄。此外,

SCFAs還可以通過激活脂質(zhì)體A受體(TLR)和G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR),

參與腸道免疫調(diào)節(jié)。

總之，SCFAs通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞功能，維持腸道免疫穩(wěn)

態(tài)，保護(hù)腸道屏障。了解SCFAs的這些作用機(jī)制對(duì)于開發(fā)新的腸道炎

性疾病和其他腸道相關(guān)疾病的治療策略具有重要意義。

第五部分短鏈脂肪酸對(duì)腸道菌群的影響及其在屏障保護(hù)

中的作用

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

短錐脂肪酸對(duì)腸道菌群的影

響及其在屏障保護(hù)中的作用1.調(diào)節(jié)菌群組成：短鏈脂肪酸可以通過營(yíng)養(yǎng)選擇性促進(jìn)特

定菌群的生長(zhǎng)，如雙歧桿菌、乳桿菌等有益菌，同時(shí)抑制有

害菌的增殖，從而維持腸道菌群平衡。

2.促進(jìn)菌群多樣性：短能脂肪酸可以增加腸道菌群的多樣

性，為有益菌提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，抑制致病菌的入侵。菌群多樣

性提高后，腸道屏障的抗感染能力增強(qiáng)。

3.修復(fù)腸道損傷：短鏈脂肪酸可以通過調(diào)節(jié)菌群分泌的抗

炎因子，如IL-IO、IL-22等，抑制腸道炎癥反應(yīng)，促進(jìn)受損

腸道組織的修復(fù)。

短鏈脂肪酸對(duì)腸道屏障功能

的影響1.增強(qiáng)腸道屏障完整性：短鏈脂肪酸可以促進(jìn)腸道上皮細(xì)

胞增殖、分化和凋亡，增強(qiáng)腸道屏障的物理完整性，防止病

原體和毒素的入侵。

2.調(diào)節(jié)緊密連接蛋白表達(dá)：短鏈脂肪酸可以通過上調(diào)緊密

連接蛋白的表達(dá)，如ZO-1、occludin等，改善腸道上皮細(xì)

胞之間的連接，增強(qiáng)腸道屏障的屏障功能。

3.誘導(dǎo)粘液蛋白分泌：短鏈脂肪酸可以刺激腸道杯狀細(xì)胞

分泌粘液蛋白，形成一層粘液層，覆蓋在腸道上皮表面，保

護(hù)腸道屏障免受病原體和毒素的侵害。

短鏈脂肪酸對(duì)腸道免疫功能

的影響1.調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞活性：短鏈脂肪酸可以通過直接作用于免

疫細(xì)胞，如樹突狀細(xì)胞、T細(xì)胞等，調(diào)節(jié)其活性，抑制過度

免疫反應(yīng)，促進(jìn)腸道免疫耐受。

2.維持腸道免疫平衡：短鏈脂肪酸可以調(diào)節(jié)腸道

Thl/Th2/Thl7免疫反應(yīng)的平衡，抑制Thl/Thl7等促炎免疫

反應(yīng)，促進(jìn)Th2等抗炎免疫反應(yīng)，維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)。

3.促進(jìn)粘膜免疫：短鏈脂肪酸可以誘導(dǎo)腸道上皮細(xì)胞分泌

抗菌肽，增強(qiáng)腸道黏膜免疫，抵抗病原體感染。

短鏈脂肪酸對(duì)腸道菌群的影響及其在屏障保護(hù)中的作用

短鏈脂肪酸（SCFA）是腸道共生菌由可發(fā)酵性膳食纖維或抗性淀粉發(fā)

解產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，主要包括乙酸、丙酸和丁酸。腸道菌群的組戌和

活性直接影響SCFA的產(chǎn)生，而SCFA反過來又調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)和

功能。

SCFA對(duì)腸道菌群的影響

*調(diào)節(jié)菌群組成：SCFA,尤其是丁酸，可抑制致病菌（例如大腸桿菌、

沙門氏菌）的生長(zhǎng)，同時(shí)促進(jìn)有益菌（例如乳酸桿菌、雙歧桿菌）的

增殖。

*促進(jìn)菌群多樣性：乙酸和丙酸等SCFA可以為腸道菌群提供能量，

支持其多樣化和穩(wěn)定性。

*抑制致炎菌：丁酸可抑制促炎菌的活性，如梭狀芽抱桿菌，降低腸

道炎性反應(yīng)。

SCFA在屏障保護(hù)中的作用

SCFA通過多種機(jī)制參與腸道屏障保護(hù)：

1.增強(qiáng)腸道上皮屏障：

*緊密連接蛋白表達(dá)：SCFA,特別是丁酸，可上調(diào)緊密連接蛋白（如

ZO-hclaudin-1）的表達(dá)，增強(qiáng)腸上皮細(xì)胞之間的粘附性，從而提高

屏障的完整性。

*粘液層增厚：SCFA可促進(jìn)杯狀細(xì)胞的分化和粘液分泌，加厚粘液

層，阻擋病原體和毒素的入侵。

2.調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)：

*抑制促炎細(xì)胞因子：丁酸和其他SCFA可抑制促炎細(xì)胞因子（如TNF-

Q、ILTB）的產(chǎn)生，從而減輕腸道炎癥。

*促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子:SCFA可以誘導(dǎo)抗炎細(xì)胞因子（如IL-10,TGF-

B）的產(chǎn)生，抑制過度免疫反應(yīng)。

*調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞：SCFA可調(diào)節(jié)樹突細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的活

性，維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)。

3.保護(hù)腸道微血管系統(tǒng)：

*促進(jìn)血管新生：SCFA可通過激活血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）途徑，

促進(jìn)腸道微血管系統(tǒng)的血管新生，改善腸道血供。

*降低血管通透性：SCFA可抑制血管通透牲，防止腸道內(nèi)物質(zhì)外滲，

維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

研究證據(jù)

*動(dòng)物研究：動(dòng)物研究表明，SCFA缺乏會(huì)導(dǎo)致腸道屏障功能下降，而

補(bǔ)充SCFA可恢復(fù)其完整性。

*人體研究：人體研究發(fā)現(xiàn)，低SCFA水平與炎性腸?。?BD）、腸道

易激綜合征（IBS）等腸道疾病有關(guān)。補(bǔ)充SCFA或增加其產(chǎn)生的措施，

如食用富含可發(fā)酵纖維的食物，已被證明可改善癥狀和腸道屏障功能。

結(jié)論

短鏈脂肪酸是腸道屏障保護(hù)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，通過影響腸道菌群組成、

調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和保護(hù)腸道微血管系統(tǒng)，發(fā)揮著多方面的作用。通過維

持腸道屏障的完整性，SCFA有助于預(yù)防病原體入侵、減輕炎癥和維持

腸道整體健康。

第六部分短鏈脂肪酸在炎癥相關(guān)性腸病中的保護(hù)機(jī)制

短鏈脂肪酸在炎癥相關(guān)性腸病中的保護(hù)機(jī)制

短鏈脂肪酸（SCFA）是腸道菌群發(fā)酵膳食纖維和抗性淀粉的代謝產(chǎn)物。

它們?cè)诰S持腸道穩(wěn)態(tài)和保護(hù)腸道屏障方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在

炎癥相關(guān)性腸?。↖BD）中，SCFA的水平失衡，這與疾病的病理生理

有關(guān)。

SCFA對(duì)炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)

SCFA通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)IBD中的炎癥反應(yīng)：

*阻斷NF-KB信號(hào)通路：SCFA抑制NF-KB信號(hào)通路，從而抑制炎

性細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，如白細(xì)胞介素(IL)TB、IL-6和腫瘤壞

死因子(TNF)-a0

*激活抗炎信號(hào)通路：SCFA激活PPARY信號(hào)通路，該通路誘導(dǎo)抗炎

細(xì)胞因子的表達(dá)，如ILTO。

*抑制組蛋白脫乙酰酶(HDAC)：SCFA抑制HDAC活性,從而促進(jìn)抗

炎基因的表觀遺傳修飾。

SCFA對(duì)腸道屏障功能的保護(hù)

SCFA促進(jìn)腸道屏障功能的完整性，這是通過以下機(jī)制實(shí)現(xiàn)的：

*緊密連接調(diào)節(jié)：SCFA促進(jìn)緊密連接蛋白的表達(dá)和組裝，從而增強(qiáng)

腸上皮細(xì)胞之間的屏障功能。

*粘液層產(chǎn)生：S(FA刺激腸道杯狀細(xì)胞粘液的產(chǎn)生，形成一層保護(hù)

性粘液屏障，保護(hù)場(chǎng)道上皮免受病原體和毒素的侵害。

*抗凋亡作用：SCFA具有抗凋亡作用，保護(hù)腸道上皮細(xì)胞免于凋亡，

從而維持腸道屏障的連續(xù)性。

SCFA對(duì)腸道免疫細(xì)胞的調(diào)控

SCFA調(diào)控腸道免疫細(xì)胞，維持免疫穩(wěn)態(tài)：

*樹突狀細(xì)胞分化：SCFA促進(jìn)免疫耐受樹突狀細(xì)胞的分化，抑制促

炎樹突狀細(xì)胞的生成。

*調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分化：SCFA誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)的分化，抑制

炎癥反應(yīng)。

*促炎細(xì)胞因子抑制：SCFA抑制Thl和Thl7細(xì)胞的促炎細(xì)胞因子

（如IFN-Y和IL-17）的產(chǎn)生。

SCFA水平失衡與IBD

IBD患者的結(jié)腸中SCFA的水平失衡。特定的SCFA（例如丁酸鹽）的

減少與疾病的嚴(yán)重程度和活動(dòng)性有關(guān)。這種失衡可能歸因于腸道菌群

組成改變、飲食纖維攝入不足和腸道炎癥過程。

SCFA補(bǔ)充劑對(duì)IBD的治療潛力

SCFA補(bǔ)充劑已被探索作為IBD的潛在治療方法。丁酸鹽栓劑和灌腸

劑已顯示出減輕IB）患者的癥狀和炎癥。然而，大規(guī)模臨床試驗(yàn)的結(jié)

果好壞參半，需要這一步的研究來確定其在IBD治療中的有效性和最

佳給藥方式。

結(jié)論

SCFA在炎癥相關(guān)性腸病中發(fā)揮著保護(hù)作用，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、保護(hù)腸道

屏障功能和調(diào)控腸道免疫細(xì)胞。IBD患者中SCFA水平的失衡與疾病

的病理生理有關(guān)。補(bǔ)充SCFA具有治療IBD的潛力，但需要進(jìn)一步的

研究來確定其臨床應(yīng)用中的有效性和最佳方案。

第七部分短鏈脂肪酸治療腸道屏障損傷的潛力

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

短錐脂肪酸促進(jìn)腸道上皮再

生I.短鏈脂肪酸可激活腸道干細(xì)胞，促進(jìn)腸上皮細(xì)胞增殖和

分化，從而修復(fù)受損腸道屏障。

2.丁酸鹽等短鏈脂肪酸能通過誘導(dǎo)上皮細(xì)胞釋放生長(zhǎng)因

子，促進(jìn)腸道上皮再生。

3.短鏈脂肪酸還可以抑制細(xì)胞凋亡，臧少腸道上皮細(xì)胞死

亡，維護(hù)腸道屏障的完整性。

短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)腸道免疫反

應(yīng)1.短倍脂肪酸能抑制促炎細(xì)胞因子的釋放，如TNF-a和IL-

6,臧輕腸道炎癥。

2.短鏈脂肪酸可促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子(如IL-10)的分泌，維

持腸道免疫穩(wěn)態(tài)。

3.短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞的活化和分化，促進(jìn)免疫

耐受，預(yù)防腸道炎癥和損傷。

短鏈脂肪酸治療腸道屏障損傷的潛力

短鏈脂肪酸(SCFAs)是結(jié)腸細(xì)胞發(fā)醉膳食纖維和抵抗淀粉的產(chǎn)物，

在維持腸道穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。SCFAs在腸道屏障保護(hù)中

的作用機(jī)制是多方面的：

1.調(diào)節(jié)緊密連接蛋白表達(dá)：SCFAs,特別是丁酸，可以誘導(dǎo)小腸和結(jié)

腸上皮細(xì)胞中緊密連接蛋白(TJ)的表達(dá)，如閉合素、連接蛋白和鈣

粘蛋白。TJ復(fù)合物形成屏障，防止腸道內(nèi)容物向腸腔外滲透，維持

腸道屏障的完整性。

2.促進(jìn)黏液層生成：SCFAs刺激腸道杯狀細(xì)胞分泌黏液，形成一層

保護(hù)性黏液層，覆蓋在腸道上皮細(xì)胞表面。黏液層保護(hù)腸道上皮細(xì)胞

免受病原體、毒素和消化酶的侵襲，增強(qiáng)腸道屏障功能。

3.調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答：SCFAs對(duì)腸道免疫細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用。它們

可以通過激活樹突狀細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和抗炎細(xì)胞因子來抑制炎

癥反應(yīng)。此外,SCFAs可以抑制促炎細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素-1B(IL-

IB)和腫瘤壞死因子-a(TNF-a),從而減輕腸道炎癥和損傷。

4.改善腸道微生物群組成：SCFAs的產(chǎn)生與腸道微生物群的組成密

切相關(guān)。SCFAs作為能量底物支持有益菌群的生長(zhǎng)，如雙歧桿菌和乳

酸菌。有益菌群產(chǎn)生SCFAs,并與腸道上皮細(xì)胞相互作用，增強(qiáng)腸道

屏障功能。

5.減少腸道通透性：腸道通透性增加是腸道屏障損傷的標(biāo)志。SCFAs

可以通過調(diào)節(jié)TJ蛋白表達(dá)、促進(jìn)黏液層生成和改善腸道微生物群組

成來降低腸道通透性，從而增強(qiáng)腸道屏障功能。

SCFAs治療腸道屏障損傷的臨床證據(jù)：

越來越多的研究表明，SCFAs在治療腸道屏障損傷中具有潛力。例