短鏈脂肪酸對結腸功能有重要影響

短鏈脂肪酸(SCFAs) 是膳食纖維在結腸腔內經細菌發酵的產物，不僅是腸上皮細胞重要的能

量來源，還可影響影響腸黏膜屏障和腸上皮細胞的通透性、氧化應激反應等，對結腸功能和健康

具有重要的作用。但是也有一些動物和體外研究表明，較高濃度的短鏈脂肪酸對結腸的滲透性和

敏感性有負面影響。

■腸內短鏈脂肪酸的生成

短鏈脂肪酸由 1-6 個碳原子組成，乙酸、丙酸和丁酸是腸內主要的短鏈脂肪酸，大多由膳食

纖維在結腸腔內經細菌酵解生成，也有少量來自于膳食蛋白和內源性蛋白。

腸內短鏈脂肪酸產生的速率和數量取決于膳食纖維的溶解度、聚合度等化學特性。不溶性膳

食纖維的可發酵性低，但可增加糞便的體積，減少結腸轉運時間；可溶性膳食纖維的可發酵性很

高，能在結腸內生成大量的短鏈脂肪酸。聚合度高的膳食纖維對糖化菌的發酵作用有更高的抵抗

力，導致發酵的時間延長，遠端結腸逐漸膨脹。在體內外均可生成大量短鏈脂肪酸的可發酵膳食

纖維和化學改性膳食纖維包括低聚果糖、菊粉、發芽大麥食品、水解瓜爾膠、燕麥麩、玉米淀粉、

異麥芽酮糖醇、葡萄糖酸等。

除了膳食纖維，其他物質通過不同的機制也可增加結腸內短鏈脂肪酸的濃度。例如:低聚糖—

—阿卡波糖可以增加進入結腸的淀粉數量；三丁酸甘油酯經胰腺和胃脂肪酶的水解后，也可增加

丁酸的濃度；丁酸片劑可在回腸末端和近端結腸釋放丁酸；還有一些是產丁酸的益生菌株，如溶

纖維丁酸弧菌和丁酸梭菌。

由于近端結腸中碳水化合物含量較高，因此，分解糖類細菌的發酵作用主要發生在近端結腸，

短鏈脂肪酸的濃度也高。遠端結腸中可發酵的碳水化合物非常少，以蛋白發酵為主，短鏈脂肪酸

的濃度亦下降。遠端結腸還是潛在毒性代謝產物，如氨、含硫化合物、吲哚和苯酚的形成場所。

由于遠端結腸是潰瘍性結腸炎、結腸癌等胃腸道病癥的好發位置，因此，可以假設有毒代謝產物

的產生和短鏈脂肪酸的缺乏是結腸發病的病因之一。

■短鏈脂肪酸對結腸功能的影響

1.丁酸與結腸防御屏障

除了對癌變、炎癥和氧化應激起作用外，丁酸還可通過影響結腸防御屏障的組分，加強屏障

的保護作用，防御腸道內抗原。

丁酸對結腸防御屏障組分的影響主要有促進上皮細胞遷移，誘導黏蛋白、三葉因子(TFFs)、

活性轉谷氨酰胺酶、抗菌肽和熱休克蛋白(HSPs)。結腸防御屏障的一個重要組分是覆蓋上皮的黏

膜層，主要由黏蛋白和三葉因子組成。三葉因子有助于改善黏膜層的黏彈特性，減少炎癥細胞的

補充，并參與維護和修復腸道黏膜。轉谷氨酰胺酶積極參與腸黏膜愈合，和潰瘍性結腸炎炎癥的

嚴重程度相關?？咕?如 LL-37 和防御素)可以保護胃腸黏膜，防御細菌的入侵和黏附，防止感

染。熱休克蛋白通過抑制炎癥調制劑的產生，防御炎癥，發揮保護作用。

此外，體外人結腸癌細胞株研究表明，丁酸通過增加細胞遷移率，在胃黏膜損傷后參與修復。

而高效修復表面損傷和黏膜潰瘍對于維護和重建上皮屏障十分重要。

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2.丁酸與腸上皮細胞通透性

腸上皮細胞通透性作為腸道防御屏障的一個重要指標，已被廣泛研究。在正常情況下，上皮

細胞提供了一種高度選擇性的屏障，防止有毒物質和炎性分子從外部環境進入到黏膜下層和體循

環，通透性增加表示上皮屏障功能受損。

丁酸對腸道通透性的作用取決于其濃度和研究使用的模型或物種。有研究評估了丁酸在體內

外對腸道的影響。低濃度時，丁酸誘導 Cac02 和 HT29 細胞株濃度依賴性的可逆的通透性降低，

而在高濃度時，丁酸會增加 Cac02 細胞株的通透性。丁酸在人體內不同濃度時的作用仍有待評估。

3.短鏈脂肪酸與飽腹感

腸道中生成的短鏈脂肪酸還能影響腸道上部的運動和飽腹感。很多研究發現，通過促進短鏈

脂肪酸的生成可能增加飽腹感。結腸黏膜中存在大量的內分泌 L 型細胞，它們分泌各種參與食欲

調節的肽，如胰高血糖素樣肽 1(GLPl)、肽 YY(PYY)和胃泌酸調節素。在大鼠體外上皮細胞中，

丁酸可增加肽 YY 和胰高血糖素原的表達。在大鼠和家兔的離體結腸中，丁酸可增加肽 YY 的釋

放，而不影響胰高血糖素樣肽 1。大鼠結腸灌注短鏈脂肪酸可刺激肽 YY 釋放。

有越來越多的證據表明，可發酵的膳食纖維對飽腹感的作用是通過結腸產生短鏈脂肪酸介導

的。然而，多數證據來自動物研究，對人體的研究仍然有限。

4.短鏈脂肪酸可能的不利影響

少量研究表明，短鏈脂肪酸對腸黏膜有一些不利影響。短鏈脂肪酸過?；蛐罘e可能對早產兒

的腸道黏膜有毒性作用，也可能對新生兒壞死性小腸結腸炎的發病起作用。但仍需確定是否提高

早產兒腸道內丁酸的水平，對腸黏膜有毒性作用。