综述：短链脂肪酸在肠道健康中的作用：对药物代谢和治疗的影响

这篇综述系统阐述了短链脂肪酸(SCFAs)作为肠道菌群发酵膳食纤维的代谢产物，通过G蛋白偶联受体(GPR43/FFAR2、GPR109A等)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制等多重机制，在维持肠道屏障功能、调节免疫反应和影响宿主代谢中的核心作用，特别关注其对2型糖尿病、IBD和神经退行性疾病的潜在干预价值。

　　

短链脂肪酸(SCFAs)是肠道微生物发酵膳食纤维产生的重要代谢产物，主要包括乙酸(C₂)、丙酸(C₃)和丁酸(C₄)。这些分子量小于6个碳原子的羧酸，通过独特的生理机制影响着从肠道局部到全身的健康状态。

【生理功能】

SCFAs是结肠上皮细胞的主要能量来源，其中丁酸提供结肠细胞70%的能量需求。三种主要SCFAs在肠道不同部位的浓度梯度显著：乙酸在远端肠道达42-84mM，而系统性循环中仅100-200μM。它们通过G蛋白偶联受体(如GPR43/FFAR2、GPR41/FFAR3)和转运蛋白SLC5A8发挥作用，其中丁酸通过抑制HDACs表现出显著的抗炎和表观遗传调控功能。

【代谢途径】

乙酸主要通过Wood-Ljungdahl途径生成，丙酸通过丙烯酸或琥珀酸途径合成，丁酸则依赖乙酰-CoA途径。特定菌群负责各SCFAs的合成：拟杆菌属(Bacteroides)主要产乙酸，普雷沃菌(Prevotella)和罗斯氏菌(Roseburia)擅长丁酸合成，而丙酸主要由韦荣球菌(Veillonella)等产生。

【健康影响】

在代谢疾病方面，丙酸通过刺激胰高血糖素样肽-1(GLP-1)分泌调节食欲，而乙酸可改善胰岛素敏感性。丁酸则通过激活GPR109A-AKT通路抑制结肠癌细胞代谢。神经系统研究中，SCFAs通过迷走神经和血脑屏障影响小胶质细胞功能，与自闭症和阿尔茨海默病存在潜在关联。

【影响因素】

耐药性淀粉(RS)是最有效的SCFAs前体，其中RS3(回生淀粉)经发酵后丁酸产量可达2.05mmol/g干淀粉。食物加工方式显著影响RS含量：马铃薯煮熟冷却后RS3增加，挤压加工可提升高直链淀粉的RS产量。个体差异方面，Faecalibacterium prausnitzii等丁酸产生菌的丰度直接影响SCFAs谱。

【应用挑战】

当前研究面临三大瓶颈：肠道菌群个体差异导致标准化干预困难；SCFAs在消化道不同区段的浓度动态变化；分析方法的标准化需求。食品工业尝试通过微囊化技术提高SCFAs稳定性，而精准营养策略则着眼于基于微生物组特征的个性化膳食建议。

未来研究将聚焦微生物组疗法开发、多组学整合分析，以及SCFAs在肠-脑轴中的机制解析。耐药性淀粉的定向发酵技术和工程菌株构建，可能成为提升SCFAs产量的突破点。随着对SCFAs-菌群-宿主互作的深入理解，这些肠道代谢物有望成为代谢性疾病和神经退行性疾病的新型干预靶点。