间歇性禁食通过器官间通讯改善糖尿病性骨质疏松的进展

本综述深入探讨了肠道微生物组对肌醇及其磷酸化衍生物（如植酸(InsP6)）的强大代谢能力，揭示了其作为膳食生物活性成分与宿主健康之间的关键桥梁。文章系统阐述了微生物代谢途径（如SCFAs生产）、关键菌属（如Anaerostipes和Mitsuokella）及其在代谢疾病（如2型糖尿病和PCOS）中的治疗潜力，强调了饮食-微生物-宿主互作在营养干预和未来治疗策略中的核心地位。

　　

引言

人类胃肠道（GI）内栖息着数万亿微生物细胞，形成了一个动态的生态系统，其功能相当于一个完整的器官。这些微生物在维持健康和调节疾病进程中发挥着关键作用。肠道微生物组的组成和功能改变，通常被描述为肠道微生物群紊乱，常常与各种健康问题相关。肠道微生物组的一个核心功能是代谢膳食和宿主衍生成分，产生短链脂肪酸（SCFAs）、维生素、吲哚和次级胆汁酸等生物活性化合物，这些都是宿主生理机能的重要调节器和介质。SCFAs作为信号分子，介导组蛋白去乙酰化和细胞增殖，并激活G蛋白偶联受体如GPR41和GPR43，有助于管理肥胖和糖尿病，并抑制结肠炎症和癌变。

饮食是肠道微生物组组成和功能的主要决定因素，从而显著影响人类健康。富含完整、最小加工食物的饮食支持多样化和平衡的微生物组，而过度消费加工食品和精制糖则与微生物多样性减少和慢性病健康风险增加相关。2018年，次优饮食估计占全球新发2型糖尿病病例的约70%。值得注意的是，全谷物摄入不足与2型糖尿病和心血管疾病发病率增加26%相关，这些仍然是现代人群中最普遍的代谢紊乱。一项对超过10万名参与者进行了长达30年随访的纵向研究表明，较高摄入水果、蔬菜、全谷物、坚果和豆类与更健康的衰老结果相关。这些食物不仅提供不可消化的多糖如纤维、抗性淀粉和菊粉，还含有生物活性化合物如酚类、抗氧化剂和肌醇磷酸盐，特别是植酸（InsP₆）。

大量研究关注纤维的肠道微生物代谢，通过调节肠道微生物组证明了纤维的健康益处。多项研究一致报道，高膳食纤维摄入与微生物多样性增加和纤维降解细菌（包括普雷沃菌属、双歧杆菌属、罗斯氏菌属和瘤胃球菌属）丰度增加相关。这些纤维降解细菌可以直接产生短链脂肪酸，或与产丁酸菌种（如真杆菌属和厌氧棍状菌属）交叉喂养，导致有益SCFAs（如丁酸盐和丙酸盐）产量增加。此外，富含纤维的饮食增加了肠道传输时间，促进发酵代谢物的产生，并减少潜在有害化合物的吸收或相互作用。更近期的研究表明，纤维影响微生物色氨酸代谢，通过肠道微生物群内的微生物相互作用，有利于产生保护性吲哚衍生物，如吲哚乳酸（ILA）和吲哚丙酸（IPA）。有趣的是，蔬菜中的各种生物活性食物成分也被肠道微生物组代谢，进一步促进健康益处。

肌醇及其衍生物是人类饮食和哺乳动物细胞中丰富的成分。对细胞内肌醇代谢的研究强调了肌醇衍生物在细胞信号传导和调控、蛋白质结构、癌症转移和细胞增殖中的作用。尽管经常消费这些化合物，但我们对肠道细菌如何利用肌醇衍生物进行生长、能量守恒和脂质合成，以及这些过程如何影响肠道稳态和全身健康的理解直到最近才被揭示。本综述探讨了参与肌醇衍生物代谢的肠道微生物、相关的分解和合成代谢途径，以及它们对人类健康的潜在影响。

膳食肌醇衍生物摄入及其吸收/分泌

肌醇衍生物（主要是肌肌醇构型）包括一大类分子，包括游离肌醇、肌醇磷酸盐和磷脂酰肌醇（PIs），每种都具有独特的生物学作用和膳食来源。游离肌醇和肌醇磷酸盐（如植酸）主要存在于植物细胞的细胞质中，在植物性食物中含量丰富。相比之下，磷脂酰肌醇是膜结合脂质，在真核细胞膜内主要在信号转导和膜结构中发挥重要作用。值得注意的是，磷脂酰肌醇的合成最近才在肠道细菌中被报道。

肌醇是天然存在的碳水化合物，在人类饮食中含量丰富，特别是在植物源性食物中，主要以肌醇磷酸盐的形式存在。肌醇在自然界中存在九种立体异构体：表型、顺式、新式、别型、鲨肌醇、粘液肌醇、肌肌醇、D-手性肌醇和L-手性肌醇，其中肌肌醇是最普遍和生物学上最重要的异构体。其中，只有少数表现出独特的生理作用，肌肌醇在细胞代谢中扮演核心角色。肌醇摄取通过钠离子耦合和质子耦合运输机制发生。然而，肌肌醇在哺乳动物细胞（包括肠细胞）中的主要运输途径是通过钠协同转运蛋白SMIT1和SMIT2介导的，它们促进小肠中的主动吸收。有趣的是，这些转运蛋白也与葡萄糖进入肠细胞的摄取有关，突出了它们的双重底物特异性。在大鼠中的药代动力学研究表明，口服给药后几小时内肌肌醇出现在血清中，随后在24小时内逐渐下降，维持略高于基线的水平。除了宿主吸收外，肌醇也可能作为肠道中微生物发酵的底物，正如本综述后面所探讨的。

肌醇磷酸盐代表植物性饮食中磷的主要天然来源，涵盖一系列化合物，其中植酸（肌肌醇六磷酸盐，InsP?）是最丰富的形式，尤其在种子和谷物中普遍存在。植酸含量在0.14%至2.05%之间变化，占谷物和豆类总磷含量的约18%至88%。膳食植酸摄入量在不同国家和人口群体（包括性别和年龄）之间存在显著差异。在6-12个月的婴儿中，估计每日摄入量范围从26到189毫克，随着年龄增长，在7-9岁儿童中增加到3380毫克。成年后，植酸摄入量很大程度上受饮食习惯和食物文化的影响。在发展中国家，谷物和豆类消费高，每日植酸摄入量可能高达2克，而在工业化国家，通常保持在600毫克以下。素食人群，特别是乳蛋素食者，通常表现出显著更高的植酸摄入量，据报道由于植物源性食物在其饮食中占主导地位，数值高达6克。

一项在小鼠中使用放射性标记C1?-植酸的药代动力学研究显示，口服植酸在最初24小时内没有产生任何肌醇磷酸盐衍生物，除了游离肌醇。相比之下，静脉注射植酸导致各种肌醇磷酸中间体（包括InsP₆、InsP₅、InsP₄、InsP₃、InsP₂、InsP和游离肌醇）在5分钟内快速积累，随后代谢成肌醇。InsP₆去磷酸化成低级肌醇磷酸盐可能由血浆中存在的磷酸酶催化。值得注意的是，口服治疗小鼠的肝脏肌醇水平约为静脉注射小鼠的十分之一。这些结果表明，口服的植酸主要在肠道中被代谢，很可能由微生物群完成，并以肌醇形式被吸收，而不是完整的植酸。类似地，一项在猪中的研究表明，超过97%的膳食植酸在胃肠道中被利用， regardless of the animal’s intrinsic phytase levels，加强了肠道细菌在植酸降解中的作用。这一发现与人类研究证据一致，显示植酸的全身吸收差，健康志愿者无论摄入400毫克、1400毫克还是3200毫克植酸，其尿植酸排泄相似。此外，在一个韩国队列中，超过70%的膳食植酸似乎在肠道中被代谢，年轻个体的粪便植酸排泄与膳食摄入相关，但老年人则不相关。另一项研究表明，在地中海饮食个体中，尿植酸排泄与植酸摄入相关；然而，基于磷水平的植酸定量可能由于多种肌醇磷酸盐衍生物在色谱纯化过程中共洗脱而高估植酸。这突出需要更准确的分析方法，如毛细管电泳-质谱法，特别是考虑到植酸无法跨肠上皮细胞。

尽管人类研究中报告的植酸排泄存在差异，但普遍共识是膳食植酸主要在肠道中被代谢。人群水平植酸排泄的差异可能反映了文化饮食模式以及肠道微生物组组成和代谢能力的个体间差异。饮食是微生物组组成和功能的公认驱动因素，这一假设得到先前观察的进一步支持，显示植酸降解细菌的丰度因种族而异。

肠道细菌对肌醇的发酵

迄今为止，已有几种细菌物种被报道发酵肌肌醇和植酸为各种终产物。肌醇发酵首先在肠道分离株产气杆菌中被表征，其在厌氧条件下通过酮肌醇途径将肌肌醇转化为乙醇、乙酸、琥珀酸、CO₂和H₂。随后的研究报道了土壤细菌枯草芽孢杆菌和 casei 乳杆菌BL23中肌肌醇好氧转化为二羟基丙酮磷酸、乙酰辅酶A和CO₂。已经表明，土壤细菌主要通过转运蛋白iolT摄取肌肌醇，该转运蛋白也在其他共生菌中被鉴定。肌肌醇的分解代谢通过肌醇级联反应转化为二羟基丙酮开始，这一过程在 casei 乳杆菌和枯草芽孢杆菌中均进行了生化和遗传表征。该途径涉及用于肌醇利用的iolABCDEFGHIJ操纵子。然而，重要的是要注意这些细菌通常在好氧条件下降解肌肌醇，并且不是人类肠道微生物组的原生成员。

最近发现，人类肠道中丰富的丁酸生成共生菌厌氧棍状菌属（Anaerostipes spp.）能够将肌肌醇转化为短链脂肪酸（SCFAs）丙酸盐和乙酸盐。对Anaerostipes rhamonosivorans的蛋白质组学分析揭示了肌肌醇脱氢酶和表肌醇水解酶的存在和功能表达，这些酶参与将较少丰富的肌醇异构体D-手性肌醇转化为鲨肌醇异构酶。有趣的是，与肌肌醇相比，厌氧棍状菌属利用D-手性肌醇的速度显著 slower，可能反映了对次要肌醇异构体的有限膳食暴露。途径分析揭示了一个肌醇基因簇和一个新发现的辅酶A转移酶的存在，该酶在肌肌醇向丙酸盐的转化中起关键作用。辅酶A转移酶的系统发育分析表明，厌氧棍状菌属 employ a 3-oxoacid CoA transferase gene for propionate formation and a butyryl-CoA:acetate CoA transferase for butyrate formation， underlying its versatile metabolic features to produce a range of beneficial metabolites。已经表明，肌醇发酵通过底物水平磷酸化和电子传递磷酸化 both contribute to energy conservation。

值得注意的是，并非所有厌氧棍状菌属物种都拥有代谢肌肌醇的遗传能力，这种差异在菌株水平上也观察到。在测试的Anaerostipes hadrus菌株中，三个菌株缺乏利用肌肌醇的能力和编码肌醇代谢途径的基因，而两个菌株拥有完整途径并成功将肌肌醇转化为SCFAs。这些发现强调了肠道细菌在响应特定饮食时的菌株水平变异性和代谢适应性。在同一研究中，对超过10,000个NCBI基因组的基因组分析显示，七个细菌基因组包含完整的肌醇途径，其中五个属于厌氧棍状菌属，突出了它们在肠道中肌肌醇向丙酸盐转化的核心作用。这一途径的发现为已知的合成途径（包括丙烯酸、甲基丙二酰辅酶A和丙二醇途径）增添了第四种丙酸盐生物合成路线。

新兴证据表明，某些肠道细菌能够将肌肌醇转化为丁酸盐，尽管 underlying this transformation的精确代谢途径尚未完全表征。值得注意的是，物种如Dysosmobacter welbionis和Intestinibacillus massilensis（未发表数据）似乎参与这种转化。需要进一步研究来阐明这种肌肌醇向丁酸盐发酵途径的酶促步骤和调控机制。

最近报道，三枝杆菌属（Mitsuokella spp.）能够将肌肌醇转化为3-羟基丙酸盐，一种抗菌化合物和肠道中的关键代谢中间体。这种化合物的产生可能通过提供在人口密集的肠道环境中的选择性优势来增强三枝杆菌的竞争适应性。确实，三枝杆菌Jalaludinii的培养上清液已被证明抑制鼠伤寒沙门氏菌的生长并抑制其毒力因子表达。

肠道细菌对膳食肌醇磷酸盐的代谢

微生物磷酸酶对植酸的初始去磷酸化

与肌醇不同，膳食肌醇磷酸盐作为无机磷酸盐和可发酵碳的储存库，用于肠道中的微生物发酵。膳食肌醇磷酸盐，特别是植酸的微生物代谢，代表了饮食-微生物群-宿主相互作用的一个关键但尚未充分研究的方面。为了利用植酸，细菌必须首先通过磷酸酶的作用将其水解成低级磷酸化肌醇磷酸盐和游离磷酸盐。这些酶根据它们在肌醇环上的初始切割位点进行分类：3-磷酸酶（C1或C3）、6-磷酸酶（C6）和5-磷酸酶（C5）。虽然3-磷酸酶常见于细菌和真菌中，但6-磷酸酶通常来源于植物（例如谷物、种子），而5-磷酸酶已从豆类和瘤胃细菌反刍月形单胞菌中分离出来。

几种厌氧瘤胃细菌已被报道表现出强大的磷酸酶活性，包括反刍月形单胞菌和三枝杆菌物种。反刍月形单胞菌通过使用5-磷酸酶的 sequential reaction水解植酸，该酶与已知的微生物磷酸酶没有序列同源性。其他反刍动物细菌，如三枝杆菌Jalaludinii和三枝杆菌multiacidus，也表现出高水平的磷酸酶活性。然而，它们的植酸水解产生的 specific degradation products仍未确定。此外，土壤细菌枯草芽孢杆菌也因其强大的磷酸酶活性而被 noted。相比之下，真菌和哺乳动物磷酸酶通常将植酸水解产生低级磷酸化肌肌醇衍生物，例如人磷酸酶（MINPP1）和由黑曲霉产生的3-磷酸酶（phyA）生成此类中间体。

尽管许多肠道细菌已被报道具有磷酸酶活性，但它们水解植酸的能力差异显著。例如，芽孢杆菌属、大肠杆菌、双歧杆菌属和乳杆菌属仅部分降解植酸，产生一系列肌醇磷酸盐衍生物，而三枝杆菌属能够将植酸完全去磷酸化成肌肌醇。一些细菌，特别是双歧杆菌和乳杆菌物种，已被证明将约6%的总InsP?转化为InsP₃、InsP?和InsP?的混合物。值得注意的是，细菌磷酸酶在广泛的pH范围（2.5–7.5）内起作用，表明它们在上消化道中降解植酸的潜力。去磷酸化程度和pH最适值可能因双歧杆菌物种而异。多形拟杆菌表达一种3-磷酸酶（btMINPP），将植酸水解为Ins(1,4,5)P₃和Ins(1,3,4)P₃，而大肠杆菌磷酸酶作为6-磷酸酶，产生多种InsP₃异构体，如Ins(2,4,5)P₃、Ins(1,2,3)P₃、Ins(1,2,4)P₃和Ins(1,2,5)P₃。类似地，其他芽孢杆菌属的磷酸酶已被报道产生替代的InsP₃异构体，包括Ins(2,4,6)P₃和Ins(1,3,5)P₃，并且这些酶的结构已被阐明。迄今为止，三枝杆菌Jalaludinii仍然是唯一能够完全去磷酸化InsP?的人类肠道分离株，而由粪便微生物组将植酸完全转化为SCFAs是一个共同特征。这值得进一步研究在肠道中没有三枝杆菌的个体中未知的植酸降解菌。这种完全去磷酸化通过两个步骤进行：InsP?初步水解为Ins(2)P，随后进一步去磷酸化释放游离肌醇，然后细菌可以利用游离肌醇进行发酵。系统发育分析表明，三枝杆菌磷酸酶与其他肠道细菌或哺乳动物系统的磷酸酶亲缘关系较远，可能解释了它们异常高的催化效率。

由于其高度聚阴离子性质，植酸无法穿过细菌膜。因此，细菌必须要么分泌细胞外磷酸酶，要么将酶锚定在其外膜上以 access 植酸。某些肠道细菌，如多形拟杆菌，已被证明将磷酸酶封装在细胞外囊泡中分泌，导致培养上清液中出现磷酸酶活性，而在细胞沉淀中未检测到活性。这些囊泡被提议作为递送系统，将去磷酸化产物如InsP₃运输到宿主肠细胞。类似地，大肠杆菌也在培养上清液中表现出磷酸酶活性，表明酶释放到环境中。相比之下，电子显微镜研究显示，物种如三枝杆菌multiacidus和反刍月形单胞菌具有膜锚定磷酸酶。一致地，反刍月形单胞菌细胞裂解物中的高磷酸酶活性和上清液中的缺失支持这种膜相关定位。支持这一点，使用TMHMM模型的跨膜螺旋预测表明，由三枝杆菌Jalaludinii产生的磷酸酶可能是膜整合的。除了与其他已知磷酸酶的低序列同源性外，三枝杆菌属是为数不多的具有膜结合磷酸酶的肠道物种之一，这可能支撑了它们强大的植酸降解能力。这些发现表明，磷酸酶定位在植酸去磷酸化效率中起关键作用。肠道细菌对植酸的完全水解可以增强肌醇对宿主和微生物的生物利用度，同时 also minimize nutrient loss associated with incomplete phytate degradation。这一过程可能 potentially improve the nutritional value of plant-based diets。迄今为止，三枝杆菌属是唯一被表征的能够完全植酸去磷酸化并随后发酵释放肌醇的肠道细菌， leaving little to no inositol available for epithelial absorption and membrane metabolism。然而，由于肌醇主要在上消化道被吸收，而微生物植酸降解更可能发生在大肠中，完全细菌植酸降解对宿主肌醇可用性的影响可能有限。需要未来研究来澄清这一问题，并确定不利用肌醇的额外肠道植酸降解菌是否 also contribute to phytate metabolism in the human gut。

来自微生物交叉喂养的SCFA生产

人类肠道微生物群对植酸的完全降解导致SCFAs的产生，主要是丙酸盐、丁酸盐和乙酸盐。有趣的是，不同的肠道微生物组表现出 divergent fermentative capacities，将植酸转化为 either propionate and acetate or butyrate and acetate。基于16S rRNA基因的群落分析 revealed that these two metabolic routes are mediated by different bacterial taxa。例如，人类粪便植酸孵育的分析显示，在表现出快速植酸降解并产生丙酸盐和乙酸盐的样本中，瘤胃球菌科、三枝杆菌和丁酸球菌属富集。相比之下，在较慢植酸降解条件下，与丁酸盐和乙酸盐形成相关，观察到丁酸球菌属、三枝杆菌和大肠杆菌/志贺氏菌的丰度增加。这些发现导致三枝杆菌被识别为人类肠道中普遍的植酸降解细菌。在多民族前瞻性Helius队列（n = 6039）中，三枝杆菌存在于约30%的个体中，丰度高达10%，尽管在大多数微生物组中通常 around 1%。值得注意的是，三枝杆菌与普雷沃菌属密切相关，后者是众所周知的纤维降解菌属，通常在消费高纤维饮食的个体中富集。这种共现可能反映了对两种主要膳食成分——纤维和植酸——的协调微生物组响应，这些成分天然共存于植物性食品中。

肠道微生物群内植酸向短链脂肪酸的微生物转化需要不同细菌物种之间的代谢交叉喂养。值得注意的是，已知的植酸降解细菌如三枝杆菌属不直接从植酸产生SCFAs，如体外将植酸转化为乳酸、琥珀酸、3-羟基丙酸盐和乙酸盐所证明。因此，从植酸生产SCFA likely necessitates metabolic interactions with other commensals。一个 striking example是三枝杆菌Jalaludinii和Anaerostipes rhamnosivorans之间的 cooperative interaction，使得从植酸生产丙酸盐成为可能。值得注意的是，这种交叉喂养不是通过肌醇的种间转移发生，而是通过3-羟基丙酸盐——一种抗菌化合物。在单一培养中，三枝杆菌Jalaludinii将植酸去磷酸化释放肌醇，然后发酵成3-羟基丙酸盐、琥珀酸盐和乙酸盐。尽管Anaerostipes rhamnosivorans在单一培养中在肌醇上生长更 efficiently，但3-羟基丙酸盐的存在抑制其肌醇发酵，允许三枝杆菌Jalaludinii主导肌醇利用。随后，Anaerostipes rhamnosivorans利用三枝杆菌Jalaludinii产生的3-羟基丙酸盐合成丙酸盐。这种代谢相互作用可能作为一种解毒策略，通过将抗菌的3-羟基丙酸盐转化为支持生长的代谢物，说明了肠道生态系统内一种复杂的生存机制。虽然从植酸生产丁酸盐的机制仍不清楚，但很可能三枝杆菌物种也以类似方式与产丁酸共生菌合作。需要进一步研究来阐明 involved in this process的代谢途径和种间相互作用。

肌醇脂质代谢

肠道细菌不仅使用肌醇磷酸盐作为碳和能量的来源，还将它们纳入膜脂质的生物合成中， contributing to host–microbe symbiosis。虽然肌醇衍生脂质的合成在酵母和哺乳动物细胞中已被广泛表征，但直到最近才在肠道微生物组成员中观察到。值得注意的是，拟杆菌属已被证明合成鞘脂，包括神经酰胺磷酸肌醇和脱氧鞘脂，这些被认为在维持微生物-宿主共生关系中发挥作用。最近的研究表明，多形拟杆菌可以通过 de novo鞘脂合成途径合成肌肌醇磷酸盐。肌醇脂质的缺失与细菌荚膜表达和抗菌耐药性的改变 in vitro以及小鼠中细菌适应性降低有关。此外，一种变体形式的肌醇脂质合成已被发现在普雷沃菌属中广泛存在，表明肌醇衍生脂质 across different gut microbial taxa的更广泛 prevalence and functional significance。

微生物肌醇磷酸盐代谢的健康意义

肌醇补充的健康益处

肌醇已被报道促进多囊卵巢综合征（PCOS）患者的代谢健康和卵巢功能。这些益处通常归因于口服给药的肌醇的全身吸收，它们在靶细胞内作为胰岛素增敏分子，从而增强细胞代谢。然而，肠道微生物活动对肌醇在PCOS中 observed effects的潜在贡献不容忽视。几种肠道细菌已知将肌醇分解代谢为各种生物活性代谢物，包括SCFAs如丙酸盐和丁酸盐，这些已被证明促进代谢健康。值得注意的是，施用利用肌醇的Anaerostipes rhamnosivorans改善了小鼠的葡萄糖代谢，并且这种益处与肌肌醇向丙酸盐的增强发酵相关。与此一致，来自Anaerostipes hadrus的编码肌醇分解代谢途径基因的结构基因组变异的存在与大型人类队列研究中降低的代谢风险相关。相反，最近一项发现表明，肠道微生物肌肌醇降解在某些条件下也可能 contribute to adverse metabolic outcomes。在这项研究中，用肌醇降解菌株Megamonas rupellensis灌胃的小鼠表现出增加的脂质吸收和肥胖，这种效应 attributed to the reduced availability of肌肌醇 in the gut lumen。仍有待澄清这种结果是否 primarily from decreased inositol uptake by enterocytes or from the metabolic effects of inositol-derived fermentation products。后一种可能性是 plausible的，因为减少的SCFA生产——特别是由有益共生菌如厌氧棍状菌属——可能损害肠道细菌的保护功能。重要的是，微生物肌醇发酵的健康益处 only complement those of epithelial absorption and metabolism，因为肌醇主要在上消化道被吸收，而微生物转化主要发生在大肠中。需要进一步调查来阐明微生物肌醇转化相对于上皮代谢的程度和生理相关性。

膳食植酸的药用效果——我们知道什么

植酸，植物性饮食中天然丰富的化合物，已被广泛研究其潜在健康益处。这些益处可大致归因于两种机制：（i）发生在肠道局部或全身的直接化学或物理相互作用，和（ii）微生物代谢。

第一种机制源于植酸的聚阴离子结构，使其能够螯合金属离子如铁。这种螯合可以在体外100 μM和500 μM浓度下抑制铁介导的羟基自由基形成，这一特性被提议有助于抑制结肠癌变和炎症性肠病。然而，这种抗氧化效果在体内并未 consistently demonstrated，因为补充1%植酸在大鼠中没有显著改变抗氧化状态。类似地，虽然植酸在体外与高达0.1%植酸钠共孵育时增加胆汁酸溶解度，但体内在大鼠饮食中补充0.4%植酸24天后导致胆汁酸分泌增加和血清胆固醇水平升高，而没有改善脂肪消化率。这些体外和体内发现之间的差异表明 additional yet unidentified possibly microbial factors involved in modulating phytate’s physiological effects。植酸也被牵涉到血糖控制中。据推测，它通过螯合钙抑制宿主淀粉酶来降低血糖指数。在体外，添加2%或5%植酸减少了人类唾液和回肠造口内容物中的淀粉降解 respectively；这种抑制效应在钙重新引入后逆转。在人类研究中，补充380毫克钙-镁植酸12周增加了2型糖尿病个体的脂联素水平，而动物研究报道，当大鼠每天喂食0.25、0.5或1克/千克植酸持续38周或2.04%植酸或1.02植酸加0.2肌肌醇持续3周时，肠道屏障完整性改善和促炎细胞因子减少。

一种假设表明，口服植酸可能通过增加循环植酸发挥全身效应。例如，植酸补充显示减少血浆晚期糖基化终末产物（AGEs），可能通过离子螯合，AGE形成的关键辅因子。然而，由于其聚阴离子性质和缺乏特定转运蛋白，植酸被认为难以穿过肠道屏障。此外，哺乳动物磷酸酶如MINPP1（多肌醇多磷酸磷酸酶1）只能缓慢水解植酸，并且它们在肠上皮细胞中的表达仍不确定。

虽然许多体内研究未能复制从体外工作预测的植酸直接化学效应，但植酸向SCFAs的微生物发酵已在实验设置中得到确认。这些发现表明，肠道微生物群可能在介导膳食植酸的健康益处中发挥作用。在小鼠中，大多数植酸似乎被肠道细菌代谢，只有少量以部分去磷酸化肌醇磷酸盐或游离肌醇形式进入循环。早期研究发现，肌醇和植酸补充都减少了喂食高蔗糖饮食小鼠的肝脏脂肪生成，表明植酸向肌肌醇的微生物转化作为一种潜在机制。

值得注意的是，肠道微生物组可以将植酸转化为低级肌醇磷酸盐如肌醇三磷酸（InsP?），已被证明促进上皮修复并减少小鼠肠道感染。例如，多形拟杆菌在 outer membrane versicles内产生一种磷酸酶，促进InsP₃生产和随后肠细胞中的钙信号传导。值得注意的是，最近研究表明，植酸的微生物发酵增强了SCFAs如丁酸盐和丙酸盐的生产，这些是葡萄糖代谢和肥胖的关键调节器。支持这一点，来自植酸发酵培养物的细菌上清液被发现改善Caco-2细胞模型中的屏障功能，其破坏与肥胖和糖尿病相关的全身炎症和感染后果有关。膳食植酸的健康益处可能部分由通过微生物转化形成的SCFA介导。此外，膳食植酸可能通过产生抗菌化合物如3-羟基丙酸盐和肌醇磷酸盐衍生物提供额外益处。这些机制突出了植酸代谢在塑造宿主健康中的多方面作用，并强调需要进一步详细调查。综上所述，膳食植酸的健康益处可能不仅由微生物转化为SCFAs介导，还通过 additional metabolites such as 3-hydroxypropionate and