SCFA：既抗炎又导炎，微生物与健康解析

2023-11-16 理论教育版权反馈

【摘要】：虽然SCFAs有许多积极的作用，但它们的产生也可以通过激活Toll样受体4来改变细菌平衡并导致炎症。激活TGR5也能保护LPS诱导的炎症和动脉粥样硬化。这种饮食更加强调水果、蔬菜和豆类，并且与增加SCFA水平有关。与纯素食动物相比，杂食动物产生更多的TMAO，高纤维饮食导致更高的SCFA和增加肠道菌群多样性。它们与炎症减少和SCFA、拟杆菌、双歧杆菌和厚壁菌减少有关。

肠道微生物代谢物（如，SCFA），也可以影响免疫系统，通过激活G蛋白偶联受体41（GPR41）、GPR43和GPR109A，通过诱导由叉头盒P3（Foxp3）启动子控制的Treg细胞，发挥抗炎作用。此外，它们还能产生抗炎的肠道激素，如胰高血糖素样肽1（GLP-1）。虽然SCFAs有许多积极的作用，但它们的产生也可以通过激活Toll样受体4（TLR4）来改变细菌平衡并导致炎症。因此，它们在免疫系统中的作用有待进一步研究。TMAO激活炎症小体影响免疫系统：肠道微生物衍生的TMAO也可以通过激活TXNIPNLRP3炎症小体影响的免疫系统，导致炎症标记物如TNF-α、IL-6、IL-18和IL-1β的表达，这些炎症标记物可以通过产生胆固醇填充的泡沫巨噬细胞促进动脉斑块的形成，最终导致CAD。

TMAO还能促进PKC/NF-κb激活，促进血管细胞黏附分子1（VCAM-1）的表达和单核细胞的黏附。除了影响高密度脂蛋白胆固醇和抗炎特性外，肠道微生物及其相关代谢物还可以通过非炎症诱导途径影响免疫系统。初级和次级胆汁酸，可以通过FXR和TGR5受体抑制促炎细胞因子的NF-κb转录。激活TGR5也能保护LPS诱导的炎症和动脉粥样硬化。此外，某些细胞因子（如，IL-10），可以产生积极的作用，如通过诱导RCT增加动脉粥样硬化病变中乙酰化和OX–LDL的摄取和流出，从而降低小鼠血清胆固醇和动脉粥样硬化斑块。这种细胞因子还可以通过增强肝脏驻留的Kupffer细胞的吞噬作用来降低总胆固醇。这些细胞代表体内80%～90%的巨噬细胞，可能是治疗的新靶点。剖析免疫系统和代谢系统之间的复杂相互作用，将有助于深入了解CAD的生物学基础，以及当前和未来的治疗方法如何影响代谢。

如前所述，人体内1/4的胆固醇来自饮食摄入，这导致了越来越多关于饮食胆固醇是否会影响CAD发展的争论。通过食用富含胆固醇的食物直接或间接地影响胆固醇水平和CAD的发展，影响免疫系统，并导致肠道微生物群及其代谢产物如胆汁酸、黄连醇、短链脂肪酸和TMAO的调节。这种饮食更加强调水果、蔬菜和豆类，并且与增加SCFA水平有关。此外，饮食可以通过改变与胆固醇有关的炎症反应来影响免疫系统调控和CAD发展。

一项结果表明，高盐摄入会影响肠道微生物群，特别是通过消耗鼠李糖乳酸菌增加Th17细胞而诱发高血压。补充L.Murinus可以抑制Th17的激活，改善高血压。此外，与高饱和脂肪组成的饮食相比，由高不饱和脂肪组成的西方饮食可导致拟杆菌增多、厚壁菌和Bilophila wadsworthia（亚硫酸盐还原微生物）减少，而由高饱和脂肪组成的饮食可导致LDL胆固醇和B.Wadsworthia菌增加，这种菌与血脂异常和炎症增加有关。高蛋白和高脂肪饮食也与瘤胃球菌的增加和拟杆菌、梭状芽孢杆菌、双歧杆菌、直肠杆菌、赤霉菌的减少有关，饮食方式将增加粪便中的胆汁酸浓度，包括DCA浓度的升高，这可能导致肝癌。此外，这些饮食可以激活与炎症反应相关的TLR4，如促炎细胞因子、Th1、CD4和T细胞，从而导致Treg细胞的下调。在高脂饮食诱导的糖尿病中，来自肠道的细菌被转移到组织和血液中，这取决于CD14和NOD1。然而，这种菌血症可以通过益生菌（双歧杆菌）逆转，这可以减少糖尿病期间细菌、脂肪组织和炎症的黏附和移位。(www.chuimin.cn)

在另一项研究中，服用干酪乳杆菌可减少细菌易位，并通过增加Clostridium coccoides，C.leptum和总乳酸杆菌来改变肠道微生物群。与纯素食动物相比，杂食动物产生更多的TMAO，高纤维饮食导致更高的SCFA和增加肠道菌群多样性。

尽管许多研究表明高饮食胆固醇与CAD之间存在直接关系，但也有一些研究表明饮食中胆固醇的临床影响在疾病发展中可能很小或可忽略不计，因此需要进一步研究。这场争论可能是由于对胆固醇水平管理中涉及的身体系统机制缺乏了解，以及由于人群和环境因素而异的正常肠道菌群所致。此外，饮食也可以通过与转录因子NF-κB和PPAR-Y相互作用的omega-2多不饱和脂肪酸产生抗炎作用，下调促炎基因，抑制TLR4的激活，产生抗炎反应。例如，饮食中的花青素是一种抗氧化剂，可以通过增加其多样性影响肠道微生物群，从而减少炎症反应。

益生菌和益生元也被深入研究，并证明通过增强肠道屏障、调节免疫功能和预防致病性感染来改善肠道环境。它们与炎症减少和SCFA、拟杆菌、双歧杆菌和厚壁菌减少有关。口服益生菌甚至可以降低22%～33%的胆固醇，这是由于细菌胆盐水解酶（BSH）活性变化所致。例如，益生菌乳酸杆菌和双歧杆菌可以通过增加胆固醇对从头合成胆汁酸的需求，或降低胆固醇溶解度并减少其吸收，从而解除胆汁酸的结合并增加排泄。尽管益生菌和益生元越来越受欢迎，但关于它们可能对健康和疾病产生的特定免疫和生理影响的问题仍然存在，因此需要进一步研究。在精确医学时代，一个关键的挑战是弥合人口统计学因素、肠道微生物组成和心血管系统病理生理学之间相互作用的知识差距。除了男性和女性之间的社会环境差异（如职业危害、生活方式、社会压力和获得医疗保健）外，在疾病发展、性染色体和性激素方面的差异也会导致CAD患者的性别差异。最近研究已经显示了血脂和脂蛋白代谢的性别差异，以及针对血脂异常的性别特异性考虑。尽管CAD被认为是一种“男性疾病”，但越来越多的证据也显示了CADs在女性中的重要性，并提高了在CADs的发生、诊断、治疗和预后方面性别相关差异的认识。例如，女性在生命后期更容易患上这种疾病，可能是由于激素和更年期的变化，影响胆固醇的比率，随着更年期后雌激素的停止产生，脂蛋白向低密度脂蛋白转移，女性高密度脂蛋白胆固醇的女性的量就大大减少，CADs的发病率就上升。

SCFA：既抗炎又导炎，微生物与健康解析

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