肠道代谢物参与许多生理过程。 <精神分裂症>

时间:2022-07-21 01:17来源: 作者: 点击:
  

微生物和宿主之间的相互作用非常复杂。微生物对宿主可能是有益的,也可能是有害的,它们的作用取决于作用部位、饮食类型、代谢物的循环水平等。个体间的饮食利用率和变异性也能促进代谢物的产生;同样,饮食也可能对微生物发酵产生不利影响。例如,微生物发酵通过产生短链脂肪酸(SCFAs)影响pH值,进而影响膳食利用。本文将以SCFAs为例,说明肠道微生物代谢产物对宿主的影响。

微生物在人体内分布广泛,其中以肠道、皮肤、唾液、口腔黏膜、阴道黏膜和结膜(眼球)中的微生物最多。此外,微生物数量庞大,人体细胞:细菌细胞=1.1-1.3,微生物的基因大约是人体的1000倍。

肠道菌群在其自身的发酵过程中可以产生大量的代谢产物。这些代谢产物或者作为代谢反应的信号分子,或者直接作为底物,在宿主体内发挥作用,影响宿主的病理生理过程。

SCFA大部分来自食物中的膳食纤维,还有一部分来自结肠粘液层。当饮食中微生物的可利用碳水化合物(MACs)缺乏时,结肠粘膜层是肠道微生物代谢碳水化合物和蛋白质的主要来源。粘液层分为内外两层,内层是不渗透的,外层是细菌的栖息地,可以作为细菌的能量来源。粘液由大肠和小肠的杯状细胞分泌,其中含有大量粘蛋白,粘蛋白分子量大(> 5000aa),多为O-连接糖基化。复合多糖可以在细菌酶的作用下从粘蛋白中释放出来,当释放量足以暴露蛋白核心时,粘液就会被细菌酶水解。

厚壁菌门和放线菌门对微生物可利用碳水化合物的变化更敏感,在纤维素降解中起着重要作用。拟杆菌可以改变自身的转录组来消化粘液,也可以诱导宿主产生可作为发酵底物的含岩藻糖的多糖。

⑥免疫功能。

②与宿主神经和神经精神疾病有关,如帕金森病、阿尔茨海默病、自闭症谱系障碍、焦虑和抑郁等。③与肿瘤发生有关。

膳食发酵可以改变和/或修饰多酚。多酚存在于水果、蔬菜、谷物、茶、咖啡、酒等食物中,结构多样,分子量大。按结构可分为酚酸类、黄酮类、木脂素类、木质素类、香豆素类、芪类等。大约10%的多酚在小肠中被代谢和吸收,90%被远端肠道中的微生物分解。其抗炎、抗毒和抗菌作用使其在心血管疾病、癌症、代谢性疾病、阿尔茨海默病和炎性结肠炎中发挥有益作用。

Gutmicrobialmetbolitesas多王国中介是KimberlyA A .等人于2021年在NatureReviewsMicrobiology上发表的综述。

高微生物利用率碳水化合物(MACs)日粮可以提高微生物多样性,促进SCFA生产。小鼠中低MAC饮食导致微生物群落结构改变,微生物种类减少;当培养代数增加时,微生物种类减少;这种变化不能随着高MAC饮食的摄入而逆转。同时,饮食的总能量密度、氮的利用率以及与碳水化合物(而非碳水化合物本身)的相互作用是微生物结构和宿主-微生物相互作用的关键。

饮食中的营养物质被远端肠道中的细菌代谢,产生许多化合物。SCFA是研究最频繁的一类小分子代谢物。它是由肠道微生物发酵膳食纤维产生的。

肠道微生物主要包括细菌、真菌、古细菌和病毒。因为其中的细菌比例远高于其他微生物,所以也叫肠道菌群。盲肠和近端结肠的肠道菌群最多(人和啮齿动物),小肠相对较少。人体肠道定植以1kg微生物为主,90%以上的肠道微生物由四门细菌组成,包括拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌门和变形菌门。

膳食组成决定了微生物发酵底物的来源和数量,也影响微生物的结构和功能。

膳食纤维包括多糖、低聚糖、抗性淀粉等。由于其独特的结构,膳食纤维不能在小肠中被酶解,而是在远端肠道中作为碳水化合物活性酶(CAZymes)的底物被降解。这个过程可以改善宿主的代谢功能。根据西方人的膳食数据,膳食纤维可以提供人体所需能量的5%-10%。在SCFA,乙酸、丙酸和丁酸占95%以上;异丁酸、2-甲基丁酸、异戊酸、丙酸代谢物(乳酸和琥珀酸)等。内容很少,但也发挥着重要作用。

因此,科学的膳食结构对于肠道菌群代谢产物的产生具有重要意义。另外,直接补充益生菌的代谢产物也会取得很好的效果。


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