短链脂肪酸肠道转运吸收研究进展

短链脂肪酸(SCFAs)是肠道内碳水化合物发酵的主要代谢产物。虽然质子化形式的扩散是SCFAs转运的重要途径,但是载体介导机制仍是阴离子形式的SCFAs进入结肠上皮细胞的主要途径。SCFAs通过在肠道的转运吸收发挥各种生理作用。本文综述SCFAs的来源、检测方法、生理功能及其在肠道转运的分子机制,以期为SCFAs在食品营养领域的研究奠定基础。     

茶叶膳食纤维作为益生元对肠道菌群的影响

茶叶膳食纤维是茶加工业的副产物,其中富含对人体有益的膳食纤维,但是目前对茶叶膳食纤维的综合利用程度不高。该研究通过考察茶叶膳食纤维的持水力、持油力、膨胀力等指标评价其理化性质,并借助扫描电镜、红外光谱、X射线衍射等对其官能团结构和微观结构进行表征。体外发酵过程中,茶叶膳食纤维可显著增加乳酸菌、双歧杆菌数量,而抑制肠杆菌、肠球菌和产气荚膜梭菌的数量。随着茶膳食纤维浓度的增加,发酵液的pH值显著降低。利用气相色谱质谱联用技术测定发酵液内短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)的种类和数量的变化,随着茶膳食纤维浓度的增加,SCFAs各酸含量不断增加,乙酸、丙酸、丁酸和乳酸含量最高分别为(20.65±0.93)、(2.88±0.14)、(10.89±1.01)mmol/L和(19.91±1.38)mmol/L。结合肠道菌群和SCFAs结果,最优膳食纤维比例为2%茶膳食纤维可对肠道菌群有益生调节作用。     

膳食纤维及短链脂肪酸对肠道微生物组成的影响

膳食纤维是一类不能被胃肠道分解的碳水化合物，但它可以被肠道微生物降解成短链脂肪酸。膳食纤维和短链脂肪酸对机体的代谢和健康具有重要的保健功能。本文概括了膳食纤维的类型和来源不仅影响肠道微生物的组成和功能，还影响着宿主与微生物之间的相互作用。重点阐述了膳食纤维能够通过肠道微生物产生短链脂肪酸的机制，进一步探讨了短链脂肪酸、阿魏酸、琥珀酸等对肠道微生物的组成、多样性的影响。     

不同摄入量小米对小鼠肠道菌群和短链脂肪酸的影响

摄入一定量杂粮可降低一些慢性代谢疾病的发病率,但目前杂粮摄入量没有统一的标准,尚不清楚杂粮摄入过多是否会对健康产生不良影响。以小米添加量为20%、40%、60%、80%的饲料喂养3周龄C57BL/6J小鼠,持续12周,采用自动血生化分析仪、16S rRNA高通量基因测序、气相色谱-质谱联用仪分析了不同摄入量小米对小鼠血脂水平、肠道菌群和粪便短链脂肪酸的影响。结果发现,80%摄入量的小米显著增加了小鼠血清的总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的水平,同时增加了肠道丙酸、丁酸、异丁酸和戊酸的含量。肠道菌群分析结果表明,所有小米干预组的拟杆菌门(Bacteroidota)、Muribaculaceae的丰度上升,厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota)、乳杆菌科(Lactobacillaceae)、双歧杆菌属 (Bifidobacterium)的丰度下降。摄入不同添加量小米的小鼠肠道菌群组成具有较大差异,其中20%小米摄入量组的小鼠菌群中显著富集了另枝菌属(Alistipes)、副拟杆菌属(Parabacteroides)、肠杆菌属(Enterorhabdus),而80%摄入量小米显著降低了小鼠菌群中的粪杆菌属(Faecalibaculum)、布劳特氏菌属(Blautia)和罗氏菌属(Roseburia)的丰度。研究结果表明,20%摄入量的小米就能有效调节小鼠肠道菌群,而过高摄入量(80%)的小米使小鼠血脂水平升高,降低了肠道菌群的多样性和均匀度以及有益菌的丰度,所以要理性看待杂粮的营养价值,避免过量摄入。     

黑菊芋对小鼠肠道菌群及其短链脂肪酸产生的影响

为研究黑菊芋对小鼠肠道菌群及其短链脂肪酸产生的影响,将50只KM小鼠随机分为空白组、低聚果糖组、黑菊芋低、中、高剂量组,连续灌胃给药15 d,采用16S rDNA高通量测序和气相色谱-质谱技术分别检测小鼠肠道微生物组成和盲肠内容物中短链脂肪酸含量变化。结果显示:与空白组相比,黑菊芋不会影响小鼠的正常生长,能够调节小鼠肠道微生物组成,上调肠道免疫相关菌的相对丰度,并对拟杆菌科的未纯培养细菌f Muribaculaceae菌和毛螺菌科的NK4A136 group菌的生长有积极促进作用。同时,黑菊芋可以调节小鼠盲肠内容物中短链脂肪酸(SCFA)含量,增加丙酸、正丁酸和正戊酸的含量。这些结果表明,摄入适宜剂量(0.05～0.1 g)黑菊芋可以改善小鼠的肠道健康,增加抗炎能力。本研究为揭示黑菊芋的保健功能提供了理论依据。     

膳食纤维与短链脂肪酸对肠道微生物以及宿主健康的影响

膳食纤维是一类能被肠道微生物利用的物质,微生物代谢产生的短链脂肪酸影响宿主健康.已有的研究证实,膳食纤维是一种多糖,它既不能被胃肠道消化吸收,也不能产生能量,饮食中添加膳食纤维能够显著改变肠道微生物的多样性,使产短链脂肪酸的菌群丰度提升.不同类别的短链脂肪酸发挥的作用迥异,对宿主的物质能量代谢、免疫系统及相关疾病的发生...     

3种不溶性复合膳食纤维对小鼠肠道内短链脂肪酸产生的影响

不同膳食纤维均可被肠道微生物发酵利用产生短链脂肪酸(SCFA),SCFA对人体的健康有重要作用。以果胶、抗性淀粉、低聚果糖以及纤维素4种不溶性膳食纤维中的任意3种,按照一定比例复合并添加于小鼠饲料中。经6周喂养后解剖收集小鼠肠道内容物并用气相色谱测定SCFA的种类及含量,以确定产生SCFA不同膳食纤维的最优组合。结果显示:对于雌性小鼠,果胶、抗性淀粉、纤维素3种膳食纤维各以2%比例复合的饲料效果最好;对于雄性小鼠,效果最好的是果胶、低聚果糖、纤维素3种膳食纤维各以2%比例复合的饲料。     

微生态制剂调节便秘、腹泻人群肠道菌群结构与产短链脂肪酸关键菌属的相关性

为探究微生态制剂对健康、便秘和腹泻人群肠道菌群结构的调节能力。本研究以健康、便秘和腹泻人群 为对象,令其定时、定量摄入水苏糖（stachyose tetrahydrate,Sta）、益生菌纯粉（probiotics power,PP）、益生 菌剂（probotic preparations,PPrs）3 种微生态制剂,共6 周,采集新鲜粪便样本并提取DNA,利用Ion torrent PGM 二代测序技术进行16S rRNA V3区扩增子测序,并用气相色谱检测粪便中的短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）表达水平,最后联合多变量统计学分析方法对测序数据进行多样性分析。结果表明：绝大多数序列属 于硬壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,约占总序列数的94.37%。随着微生态制剂的摄入,受 试人群肠道菌群的群落结构多样性明显增加,毛螺菌科（Lachnospiraceae）中的Blautia、Lachnospira以及瘤胃菌 科（Ruminococcaceae）中的Faecalibacterium、Oscillospir等与产SCFAs相关的菌属都明显地增长,其中Blautia和 Faecalibacterium与SCFAs含量呈显著正相关。SCFAs的含量以及肠道中相应菌群的增长与减少都与微生态制剂的成 分相关,在3 组受试人群中,服用Sta组,丙酸含量显著增加,乙酸与丁酸含量也在2 周左右有所增加,并伴随产 SCFAs的菌属快速且大量增长;PP组肠道中只有乙酸含量有所增加,丙酸和丁酸含量呈现降低的趋势,而产SCFAs 的菌属增长较明显;服用PPrs组,乙酸和丁酸含量明显增加,且便秘和腹泻人群在停止服用后,其SCFAs的含量 接近于健康人群,常见的Bifidobacterium、Lactobacillus、Parabacteroides等外源性益生菌均明显增长,可能性致病 菌相对丰度降低,表明服用PPrs对肠道菌群结构的调节作用以及影响更大。此外,根据肠型的分析,Bacteroides和 Prevotella在饮食的共同驱动下会调整并改变肠型,而仅通过所选择的微生态制剂的作用,在驱动肠型改变方面不 显著。综上所述,肠道疾病状态的人群服用微生态制剂后,肠道菌群结构向正常人群的状态调整,菌群多样性和 SCFAs表达水平提高,表现出持续抑制肠道有害细菌生长,促进有益菌的增殖,以此来维持肠道菌群结构的稳态。 经扩增子测序分析获得初步结论为：微生态制剂有改变腹泻、便秘人群肠道菌群整体结构的功效,并且PPrs要比单 一的Sta或PP调整肠道菌群的能力更突出。     

体外分析一些寡糖的益生元作用

目的:通过体外静置培养,分析褐藻胶寡糖(AOS)、来自Klebsiella的微生物寡糖(KOS)、瓜尔豆胶寡糖(GOS)、魔芋胶寡糖(KGO)以及不同分子量的卡拉胶寡糖(COSa和COSb)的益生元活性.方法:取三位健康志愿者新鲜粪便,分别制成菌悬液,按10%的体积接入静置培养基,厌氧发酵.分别在不同时间取样,测定不同肠道菌及总菌教的变化,以计算益生元指教(PI值);同时分析产气情况及短链脂肪酸(SCFA)含量,综合判断不同寡糖的益生元作用.结果:益生元作用分析中,AOS的PI值最高,依次为AOS＞KOS＞GOS＞KGO;产气量测定中,COSb最高,其它均低于葡萄糖;SCFA测定中,AOS和GOS最高,COSa最低.结论:AOS、GOS、KGO、KOS均可作为益生元;COSa的益生元作用不明显;COSb不宜作为益生元.     

辐照处理对魔芋葡甘聚糖肠道益生作用的影响

为探究辐照改性技术对魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan,KGM）肠道益生性的影响,以60Co为辐射 源制备0、10、20、30 kGy辐照剂量的KGM样品,采用健康志愿者粪便体外厌氧发酵,比较不同辐照剂量KGM 体外发酵液pH值、短链脂肪酸含量、有益菌及有害菌数目、双歧杆菌数量/大肠杆菌数量（B/E值）、益生元指数 （prebiotic index,PI）的差异。结果表明：相对于葡萄糖阳性对照,不同辐照剂量KGM均能有效降低发酵液pH 值,维持酸性环境,促进短链脂肪酸生成,同时改善发酵液微生物构成,提高B/E值及PI。在0～30 kGy辐照范围 内,随辐照剂量增大,KGM发酵液短链脂肪酸生成量增加,PI升高,0、10、20、30 kGy KGM的PI分别为0.48、 0.61、0.76、0.78。综上,KGM具有良好的肠道益生元作用,γ-辐照改性有助于进一步提高KGM的肠道益生性,综 合考虑辐照效率及KGM肠道PI,推荐20 kGy作为制备KGM低聚糖的适宜辐射剂量。     

食品中益生元的研发和应用研究进展

益生元的定义目前被更新为“能被宿主微生物选择性利用并产生健康益处的底物”。根据最新的定义,益生元种类扩展到碳水化合物以外的物质,例如共轭亚油酸和植物多酚等;益生元作用部位不再局限于胃肠道,应用范围也不局限于食品。针对益生元具有缓解便秘、促进骨骼健康、缓解肥胖、抑制致病菌、减少炎症、免疫调节等多种健康促进效应,深入阐述了益生元促进宿主健康的作用机制。其机制主要体现为两个方面,一是益生元被宿主的有益微生物直接或间接性利用,从而起到菌群调节作用;二是益生元被菌群代谢后产生有益于宿主健康的代谢产物。此外,某些低聚糖类和多糖类的益生元还具有很好的加工特性,对于食品的质构特性和风味有积极的作用。因此,益生元在固体饮料、糖果、乳制品和烘焙制品等食品中广泛应用。然而,益生元的功效评价及应用中,仍存在一些问题亟待解决。不同生理状态下人体的肠道菌群是不同的,菌群结构的差异必然导致同种益生元在不同人群中利用情况的差异。益生元的单糖结构、聚合程度、分支以及官能团等结构差异会影响其被肠道微生物的利用。总之,针对不同人群的生理状态靶向应用益生元和对益生元进行特定结构的优化或修饰,将是未来益生元精准化应用的关键。     

体外分析一些寡糖的益生元作用

目的:通过体外静置培养,分析褐藻胶寡糖(AOS)、来自Klebsiella的微生物寡糖(KOS)、瓜尔豆胶寡糖(GOS)、魔芋胶寡糖(KGO)以及不同分子量的卡拉胶寡糖(COSa和COSb)的益生元活性。方法:取三位健康志愿者新鲜粪便,分别制成菌悬液,按10%的体积接入静置培养基,厌氧发酵。分别在不同时间取样,测定不同肠道菌及总菌数的变化,以计算益生元指数(PI值);同时分析产气情况及短链脂肪酸(SCFA)含量,综合判断不同寡糖的益生元作用。结果:益生元作用分析中,AOS的PI值最高,依次为AOS>KOS>GOS>KGO;产气量测定中,COSb最高,其它均低于葡萄糖;SCFA测定中,AOS和GOS最高,COSa最低。结论:AOS、GOS、KGO、KOS均可作为益生元;COSa的益生元作用不明显;COSb不宜作为益生元。      

黄芩提取物对人体肠道菌群及短链脂肪酸的影响

目的:通过人体肠道微生物生态模拟系统(SHIME),探究黄芩提取物对人体肠道菌群中的厌氧菌菌群丰度和短链脂肪酸(SCFA)的影响.方法:采用体外模拟系统模拟人体肠道微生态.大肠模拟罐中接种人体粪便样本,待粪便中的微生物维持稳定后,添加黄芩提取物(3.2 g/d)连续干预7d,使用平板计数法分析模拟系统中的总厌氧菌及乳酸...     

茶叶儿茶素的益生元活性研究

近年来,茶叶儿茶素调节肠道微生态的效果受到广泛关注。本研究通过大孔树脂柱层析分离纯化,制备得到纯度大于98%的茶叶儿茶素EGCG、EGCG3’’Me、ECG、ECG3’’Me。通过测定不同发酵时间点(0、6、12、24 h)体外培养中肠道菌群的变化以及短链脂肪酸的含量,评价茶叶儿茶素调节肠道微生态的作用。茶叶儿茶素在体外厌氧发酵24 h时,对于肠道有益细菌(双歧杆菌和乳酸菌)的增殖均起到了显著的促进作用(P0.05),对于梭状菌和拟杆菌的增殖发挥了显著的抑制作用(P0.05),对肠道总菌群数量影响不显著(P0.05)。此外对于发酵过程中各种短链脂肪酸含量的变化进行了测定,发现添加儿茶素样品的培养基中,短链脂肪酸含量在各个发酵时间点都比对照组有显著提高(P0.05)。实验同时对于茶叶儿茶素发酵过程中的代谢产物进行了结构鉴定。研究表明,包括甲基化儿茶素在内的儿茶素及其代谢产物,对于改善人体肠道环境、维护人体肠道平衡具有重要作用。     

短链脂肪酸及其调节肠道炎症作用的研究进展

哺乳动物体中的胃肠道微生物是细菌生态系统的组成部分,这些微生物对胃肠道发育、功能和调节有着非常重要的作用。短链脂肪酸（short-chain fatty acids,SCFAs）是由胃肠道微生物组中的有益细菌发酵产生的代谢物,主要包括乙酸（acetate）、丙酸（propionate）和丁酸（butyrate）,目前的研究多集中在微生物对宿主细胞代谢的影响上,但短链脂肪酸调节肠道炎症及其机制的研究仍值得关注。越来越多的研究表明,SCFAs具有为肠道上皮细胞提供能量、保护肠道屏障、调节肠道炎症等功能。在肠道炎症的治疗上,SCFAs可以作为信号分子在细胞表面激活G蛋白偶联受体（GPCRs）,在细胞内通过底物转运蛋白抑制组蛋白脱乙酰化酶（HDACs）,从而达到抗炎的目的。本文就SCFAs的组成和来源、机体中合成途径和分布、对肠道健康的影响、在肠道炎症中调节的分子机制以及膳食纤维对SCFAs合成的影响进行综述,重点阐述了短链脂肪酸调节肠道炎症的作用机制,为后续进一步研究提供理论依据。     

副干酪乳杆菌L9对小鼠肠道短链脂肪酸含量的影响

目的:评价副干酪乳杆菌L9对健康小鼠肠道内短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)含量的影响。方法:选取3周龄BALB/c雄性小鼠50只,随机分为副干酪乳杆菌L9高、中、低剂量组、阳性对照组(商业菌株Lactobacillus casei strain Shirota)、阴性对照(生理盐水)组共5组,以0.2 m L/d的剂量连续灌胃小鼠21 d并收集第0、21天小鼠粪便。第21天处死小鼠后搜集收集盲肠内容物,利用气相色谱仪观察内容物中SCFAs的变化,并且利用实时定量聚合酶链式反应(real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)分析肠道菌群数量的变化。结果:与第0天相比,第21天小鼠粪便中SCFAs中乙酸、丙酸含量极显著上升(P0.01),Bifidobaceterium spp.、Lactobacillus属数量和丁酰辅酶A转移酶(butyryl-Co A:acetate Co A-transferase,CoAT)基因的表达量显著升高(P0.05);盲肠内容物中,低剂量组和高剂量组中的Bifidobaceterium spp.数量和CoAT基因表达量分别与第0天和阴性对照组相比有显著差异(P0.05)。实验结果表明:副干酪乳杆菌L9可以调节肠道菌群,促进健康小鼠肠道中SCFAs的产生,并且与商业菌株Lactobacillus casei strain Shirota相比,副干酪乳杆菌L9对肠道内丙酸、丁酸的含量和肠道中Bifidobaceterium spp.的数量有更好的促进作用。     

4 种杂粮对大鼠肠道菌群组成及短链脂肪酸的影响

目的：研究我国常见的4 种杂粮（甜荞、燕麦、糜米、谷米）对大鼠肠道菌群组成及短链脂肪酸的影响。方法：将50 只7 周龄SD雄性大鼠（体质量（302.10±9.58）g）随机分为对照组、燕麦组、甜荞组、糜米组和谷米组。对照组饲喂100%的基础日粮,其余各组大鼠分别饲喂50%的基础日粮＋50%实验谷物,连续饲喂6 周。实验期间,每周测定大鼠采食量、体质量。实验期结束,测定大鼠粪便含水率、盲肠和结肠质量、盲肠和结肠内容物pH值及短链脂肪酸含量;此外,测定回肠、盲肠、结肠内容物的菌群组成及分布。结果：饲喂甜荞、燕麦和谷米组大鼠的粪便含水率（分别为25.76%、24.64%和22.45%）显著高于对照组（12.06%）;饲喂谷物杂粮大鼠的盲肠内容物pH值（6.21～6.91）和结肠内容物pH值（6.01～6.15）均显著低于对照组（分别为7.28和6.93）;盲肠内容物短链脂肪酸总量（23.78～37.89 μmol/g）和结肠内容物短链脂肪酸总量（80.82～153.46 μmol/g）均显著高于对照组（分别为14.99 μmol/g和46.15 μmol/g）,且甜荞组最高（分别为37.89 μmol/g和153.46 μmol/g）。大鼠回肠、盲肠和结肠内容物中以厚壁菌门为主;盲肠和结肠内容物厚壁菌门与拟杆菌门的比值低于回肠;盲肠内容物中,4 种杂粮组厚壁菌门和拟杆菌门的比值均低于对照组;甜荞组大鼠回肠、盲肠和结肠内容物厚壁菌门和拟杆菌门的比值分别比对照组低39.2%、38.8%和24.5%。结论：谷物杂粮对大鼠肠道内容物的pH值、短链脂肪酸含量和菌群组成都有重要的调节作用,且甜荞的调节作用尤其显著,在日常膳食中应保证适量杂粮的摄入。     

魔芋葡甘露聚糖对小鼠盲肠内分泌短链脂肪酸水平的影响

目的：研究魔芋葡甘露聚糖（konjac glucomannans,KGM）对小鼠盲肠中短链脂肪酸（short-chain fattyacids,SCFA）产生量的影响,为开发具有维护肠道健康的功能性食品提供科学依据。方法：选用7周龄BALB/c雄性小鼠40 只,随机分为4 组,每组10 只。分别饲养添加不同剂量KGM（0、25、50、75 g/kg）的AIN93纯化饲料,4 周后将小鼠拉颈处死,解剖收集盲肠内容物。利用气相色谱法测定样品中SCFA的种类及含量,以确定合适的KGM添加剂量。结果：不同剂量的KGM对小鼠盲肠中SCFA的产生的影响有较大差异。中剂量KGM（50 g/kg）对乙酸、丙酸、丁酸的产生均有极显著性的促进作用（P＜0.01）,低剂量KGM（25 g/kg）对乙酸、丁酸的产生有显著性促进作用（P＜0.05）,高剂量KGM（75 g/kg）对乙酸的产生有促进作用（P＜0.05）,而对丙酸的产生有明显的抑制作用（P＜0.05）,不同剂量的KGM对异丁酸的产生均无明显促进或抑制作用。结论：中剂量KGM（50 g/kg）、低剂量（25 g/kg）对BALB/c雄性小鼠具有较好的肠道益生元的功效以及预防和治疗相关肠道疾病的潜能,中剂量KGM最佳。     

益生元——向肠道微生态失衡“宣战”

上大学二年级的楠楠，一向追求时尚．即使恶劣的天气里也宁愿美丽“冻”人，大秀身材。不久前，穿着短衣短裙的楠楠被淋了一场大雨．回到家后便发烧不止，咳嗽不断．只好去医院治疗。注射了很长一段时间的抗生素后，发烧咳嗽终于好转了，可是新问题又出现了，大便变得不正常了．要么就便秘．三四天才能上一次厕所而且排便的过程非常痛苦；     

人体肠道菌群代谢氨基酸产生短链脂肪酸及对细胞通透性的影响

目的:采用肠道微生物体外模拟批式发酵的方法,探究人体肠道微生物对氨基酸代谢特征及其代谢产物对上皮细胞通透性的影响。选取27位年龄在20～55岁健康人的粪便样本,利用常见的20种氨基酸并对照小牛血清蛋白、NaCl培养基,进行24 h体外批次发酵,采用气相色谱检测发酵液中短链脂肪酸的含量。然后,测定氨基酸的短链脂肪酸对Caco-2细胞的跨膜电阻值(TEER)的影响。检测结果表明在含亮氨酸(Leu)和异亮氨酸(Ile)的培养基中,异戊酸产量明显高于对照组(P0.01);在含缬氨酸(Val)的培养基中,异丁酸水平显著升高(P0.01);在含脯氨酸(Pro)的培养基中,戊酸产量明显增加(P0.01)。Caco-2细胞试验表明:戊酸能显著提高Caco-2细胞跨膜电阻值(P0.01),而异丁酸和异戊酸能显著降低细胞跨膜电阻值。因此,本试验揭示结肠内容物中的异戊酸是由Leu、Ile降解形成;异丁酸是由Val代谢形成;戊酸主要是由Pro代谢产生,并且能够显著增强肠道黏膜屏障功能。