今天要和大家谈谈肠道菌群代谢物–短链脂肪酸(SCFA),这个名字可能有点陌生,但它在我们的身体里却扮演着至关重要的角色。从维护肠道健康到缓解肥胖和糖尿病,短链脂肪酸简直就是身体里的“超级英雄”。
什么是短链脂肪酸?
短链脂肪酸,顾名思义,即碳链长度不超过六的脂肪酸。这类脂肪酸并非取自食物本身,而是肠道内的有益菌借助发酵膳食纤维及抗性淀粉而产生。常见的短链脂肪酸包括乙酸、丙酸以及丁酸等。尽管结构相对简单,功能却至关重要!
短链脂肪酸的大作用
1、能量来源
短链脂肪酸,既是肠道细胞的关键能源物质,也是结肠上皮细胞的主要能量提供者。这些小分子化合物,可以被氧化分解,为细胞供能,以此维持肠道细胞的正常生理机能。
2、守护肠道健康
人体肠道里,住着数量巨大的菌群,有些对健康好,有些对身体不好。短链脂肪酸,就像肠道内的“和平使者”,可助力有益菌生长,遏制有害菌滋生。
研究发现,短链脂肪酸对增强肠道黏膜的保护功能很有用,可以阻挡有害物质进入人体,还能限制它们在血液里扩散,这对维护身体健康非常关键。另外,短链脂肪酸可以推动肠道黏液的排泄,这就好像在肠道表层产生了一道防护网,有利于降低炎症与溃疡的出现概率。
科研数据:一项发表在《自然》杂志上的研究指出,膳食纤维的摄入量与肠道中短链脂肪酸的水平呈正相关。换句话说,吃得越“粗”(粗粮含膳食纤维较多),肠道里的短链脂肪酸就越多,肠道也就越健康。
3、调节大脑功能
短链脂肪酸不但能够作用于肠道,还可通过血液循环抵达脑部,进而影响我们的情绪、认知及记忆。有研究指出,体内短链脂肪酸缺乏的小鼠会呈现出认知障碍的症状,而当为其补充短链脂肪酸后,这些小鼠的认知功能获得了明显的提升。
短链脂肪酸还有利于缓解神经炎症,对于帕金森氏病和阿尔茨海默氏症这类神经退行性疾病,有着一定的预防与治疗功效。有研究指出,短链脂肪酸,尤其是丁酸,具备明显的神经保护功能。丁酸可以提高神经元的抗氧化能力,抵抗氧化应激所带来的损伤,进而保障我们神经系统的正常运转。
一项针对婴幼儿的研究发现,母亲饮食中的膳食纤维含量与宝宝的神经认知功能息息相关。膳食纤维摄入越多,宝宝的大脑发育越好,看来想要宝宝聪明伶俐,妈妈可得多吃粗粮、蔬菜哦!
临床应用:当前部分研究人员正致力于探索短链脂肪酸作为辅助疗法,在帕金森病及阿尔茨海默症治疗上的潜在价值。他们期待通过给患者补充特定的短链脂肪酸,以观测这些物质对患者认知功能与神经炎症的改良成效。
4、减肥和糖尿病的新宠
在当下以瘦为美的社会中,减肥成为了不少人心中的首要任务,而短链脂肪酸或许正是助力我们实现瘦身目标的“秘密法宝”。有研究指出,短链脂肪酸能够借助调控食欲及能量代谢,协助大家控制体重。另外,短链脂肪酸还有益于提升胰岛素敏感性,降低血糖含量,对于防治2型糖尿病具有显著功效。
临床应用:在糖尿病患者的管理方面,医生一般会倡导病人提升膳食纤维素的摄取量,此举有利于提高短链脂肪酸的含量,从而强化胰岛素的敏感度。另外,某些瘦身机构也逐渐重视起短链脂肪酸的功效,通过调节饮食结构协助顾客减轻体重。
5、调节免疫系统
人体内的免疫系统,犹如一支“安保队伍”,不分昼夜地抵御着病毒与细菌的侵袭。短链脂肪酸,堪称这支“安保队伍”的得力助手。经研究发现,短链脂肪酸可通过多种路径增强免疫力,如激活免疫细胞、抑制炎症反应等。另外,短链脂肪酸还能促使抗菌肽的分泌,使我们更有效地抵御病菌的入侵。
在医疗领域,科学家们期望增强免疫系统较为脆弱人群的体质,如艾滋病患者和癌症患者。确切地说,让这些患者能够更高效地抵御疾病,摄入短链脂肪酸便是一种可行策略。
6、抗菌和抗肿瘤
短链脂肪酸,既具抗菌特性,又有抗肿瘤功效。这些脂肪酸可破坏致病菌的细胞壁与细胞膜,抑制其生长与繁殖。短链脂肪酸能通过多种途径抗肿瘤,如抑制肿瘤细胞的增殖与转移,诱导其凋亡或自噬等,对于预防及治疗肠道肿瘤等,具有重要意义。
一项发表在《细胞》杂志上的研究发现,丁酸能够显著抑制结肠癌细胞的生长和迁移,并诱导其凋亡,这一发现为结肠癌的治疗提供了新的思路和方法。
7、调节基因表达
短链脂肪酸可借助表观遗传学机制,如组蛋白乙酰化及DNA甲基化,调控基因的表达与沉默。这意味着它们可以影响细胞的功能与命运,进而对我们的健康造成深远影响。
如何增加短链脂肪酸的摄入?
1、摄取高纤维食物:短链脂肪酸的生成与肠道中益生菌的活动密切相关,摄入富含可发酵纤维的食物,有助于肠道益生菌的生长和发酵。建议多摄取全谷类、豆类、水果、蔬菜等富含纤维的食物。
这些食物可以为益生菌提供营养,促进它们的生长和繁殖,从而增加短链脂肪酸的产生。为最大限度保留膳食纤维的营养价值,建议采取蒸、煮、炖等低温烹饪方式,而非破坏膳食纤维的高温油炸或烧烤方式。
2、增加富含益生菌食物的摄入:益生菌在肠道中发酵膳食纤维,产生短链脂肪酸。含益生菌食物有助于维持肠道菌群平衡,增加短链脂肪酸的产生。可以选择富含益生菌的食物,如酸奶、酸菜、豆腐乳等。这些食物中含有丰富的益生菌,并且可以提供合适的环境条件,促进益生菌的活动,进而增加短链脂肪酸的生成量。
3、补充益生元:我们还能借助添加益生元,间接增加肠道内有益菌的总量,借此提升短链脂肪酸的含量。所谓益生元,指的是无法被人体所消化吸收,但却可被肠道内有益菌加以利用的物质,比如低聚果糖、菊粉等。
总结
短链脂肪酸,这个看似不起眼的“小分子”,却在我们的身体里发挥着巨大的作用。从维护肠道健康到调节大脑功能,从减肥控糖到增强免疫力,短链脂肪酸无处不在地守护着我们的身体健康。
下次,当你面对一桌美食时,不妨多吃点蔬菜和粗粮,说不定你就是在给自己的身体加油打气呢!
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参考文献:
1、Perry RJ, Peng L, Barry NA, et al. Acetate mediates a microbiome-brain-beta-cell axis to promote metabolic syndrome[J]. Nature, 2016, 534: 213-217.
2、Zhao L, Zhang F, Ding X, et al. Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes[J]. Science, 2018, 359: 1151-1156.
3、Louis P, Hold GL, Flint HJ. The gut microbiota, bacterial metabolites and colorectal cancer[J]. Nature Reviews Microbiology, 2014, 12(10): 661-672.
4、Flint HJ, Duncan SH, Scott KP, et al. Links between diet, gut microbiota composition and gut metabolism [J]. Proceedings of Nutrition Society, 2015, 74(1): 13-22.
5、Xu S, Liu CX, Xu W, et al. Butyrate induces apoptosis by activating PDC and inhibiting complex I through SIRT3 inactivation[J]. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2017, 2: 16035.