短鏈脂肪酸 (SCFAs)對腸道健康的助益，正在廣泛地研究中。對於人體的可能好處包含：抗發炎 (anti-inflammatory)、免疫調節 (immunoregulatory)、對抗肥胖、預防糖尿病、防癌，還有心血管、神經與肝臟保護效果，然而，人體甚為複雜，上述好處仍可受限於多種狀況，此篇文章簡述短鏈脂肪酸的來源、功能，以及和腸道菌叢間的關聯。
(一)
短鏈脂肪酸簡介
1.
天然來源：人體細菌發酵膳食纖維、代謝蛋白質、抗性澱粉產生，益生菌則來自腸道、皮膚與女性私密處，益生菌會影響短鏈脂肪酸的活性
2.
經由腸道細菌發酵的短鏈脂肪酸 (short-chain fatty acids, SCFAs)有90%是乙酸 (acetic Acid)、丙酸 (propionic Acid)與丁酸
(butyric Acid)
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SCFAs |
簡介 |
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乙酸和丙酸 |
相比丁酸在腸道細胞的大量需求與消耗，約40%乙酸和80%丙酸會進入肝門靜脈 |
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丁酸 |
是結腸細胞 (colonocytes) 所需能量來源，調節免疫，來自多種前驅物，如：乳酸可代謝為丁酸 |
3.
影響短鏈脂肪酸產生的因素：能產生短鏈脂肪酸的受質與來源、腸道菌相、腸道酸鹼值、發酵所需物質、腸道運轉時間
(gut transit time)、壓力精神 (動物研究)等
(二)短鏈脂肪酸對健康的可能助益
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可能的功能 |
簡介 |
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抗發炎 |
降低促發炎介質，增加抗發炎介質產生，特別是丁酸 |
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免疫調節 |
調節免疫細胞與antigen-specific adaptive immunity 影響腸道免疫細胞的活性 |
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對抗肥胖 |
降低食慾 (丁酸刺激腸道分泌 GLP-1) 減少飢餓素產生 降低lipogenesis與lipid accumulation，增加white adipose tissue的棕色化 |
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抗糖尿病 |
增加胰島素敏感性 |
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抗癌 |
降低癌細胞proliferation 增加cell cycle arrest 降低metastasis *預防大腸癌 |
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肝臟保護 |
調節脂肪代謝，降低發炎反應，增加粒線體效率 |
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心血管保護 |
降低血脂肪、血壓、ischemia |
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神經保護 |
降低NF-Κb (核因子活化B細胞kappa輕鏈增強子)磷酸化 降低COX-2 (cyclooxygenase-2)、IL-1beta 增加GPR41 (, G-protein-coupled receptor 41) |
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治療便秘 |
增加WCF (water content of feces)、SITR (small
intestinal transit rate) 降低Transit time 增加腸道蠕動 *長期便祕會增加乳房病變風險，可能是因為內毒素經由腸道縫隙進入血液 |
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治療發炎性腸道疾病 |
促進腸道黏膜細胞緊密接合，增加intestinal barrier功能，防止有害物質進入血液循環 降低enterotoxin immunoregulation |
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促進礦物質吸收 |
促進腸道鈣鎂吸收 |
*注意：短鏈脂肪酸的功效受個體身體狀況影響，影響變因眾多
(三)Gut
microbiota-derived SCFAs與腸道菌種
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菌種 |
功用 |
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AK菌 (Akkermansia
muciniphila) |
產生：乙酸、丙酸。加厚腸道黏液層，激發GLP-1，改善全身胰島素阻抗，可藉補Metformin來促使AK菌繁殖 |
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普拉梭次氏桿菌 (Faecalibacterium prausnitizii)
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產生：丁酸。抗發炎菌種，修復腸漏，降低ALT、AST |
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丁酸梭菌/酪酸菌(Clostridium butyricum)
*有多種菌株* 宮入菌 (CBM 588) |
產生：丁酸。知名妙利散Miyarisan-BM成分，能通過胃酸，對抗生素有耐受性，抑制致病菌繁殖(困難梭菌)，用於緩解腹瀉、便秘，具整腸效果 |
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直腸真桿菌 (Eubacterium
rectale) |
產生：丁酸。 |
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羅斯氏菌屬 (Roseburia
spp.) |
產生：丁酸。抗肥胖菌種 |
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毛螺菌科 (Lachnospiraceae)
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產生：丁酸。 |
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雙歧桿菌 (Bifidobacterium) |
產生：乙酸、乳酸。降低腸道pH，抑制病菌生長，間接阻斷LPS (內毒素)產生 |
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乳酸桿菌(Lactobacillus) |
主要產生：乳酸 (可穿化為丁酸) 。調節膽鹽代謝，減輕肝臟代謝壓力 |
(一)
直接補充人工的短鏈脂肪酸可行?
1.
市售短鏈脂肪酸劑型：(1) 丁酸鹽類 (butyrate salts)，包含丁酸鈉、丁酸鎂、丁酸鈣，略有異味。(2) 三丁酸甘油酯 (tributyrin) ，丁酸鹽前體，較無臭味
2.
需注意：直接口服短鏈脂肪酸劑可能沒用，因為短連脂肪酸無法抵達cecum和colon發揮作用，甚至產生副作用，只有特殊狀況，才會用到口服短鏈脂肪酸劑
3.
定期補充益生菌 (probiotics)，穩定提供益生菌所需的益生質 (prebiotics) -膳食纖維 (來自多元化的天然蔬菜、水果、穀物等)與生長環境，減少致病菌的生長，體內自然會產生後生元 (posbiotics) -短鏈脂肪酸
l 參考資料
1.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9498509/
2.
https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/lachnospiraceae
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