短链脂肪酸与健康：从肠道到大脑的全方位影响
短链脂肪酸与健康：从肠道到大脑的全方位影响
人类和动物消化道中的菌相组成十分复杂，肠道菌在人类和动物的营养代谢中扮演极重要的角色。食物进入肠道后，有些细菌参与复杂的大分子代谢，其代谢产物可能也是其他细菌的营养来源，其中的交互作用构成肠道的代谢环境。
什么是短链脂肪酸？
短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）也称挥发性脂肪酸（Volatile fatty acids, VFA），为少于六个碳的有机酸，以乙酸、丙酸、丁酸为主。短链脂肪酸是肠道内最小的营养单位，可直接由肠壁吸收利用，为肠道细胞提供能量、促进分化、维持黏膜健康、促进肠道蠕动、抑制害菌并促进益菌生长等。对整体健康而言，短链脂肪酸可促进血清素的制造、调节身体部分免疫细胞以达到抗炎、抗菌及抗肿瘤等效用。
短链脂肪酸的来源
结肠为产生短链脂肪酸的主要部位，来自小肠的食糜会先抵达成结肠，主要由厌氧菌发酵膳食纤维产生。进入结肠的食糜包含许多物质，例如多糖、寡糖和蛋白质等，再透过结肠中的微生物分解食糜并获得能量与碳源，这些发酵作用也进一步产生不同产物，例如有机酸、短链脂肪酸、乙醇或二氧化碳等。
短链脂肪酸的重要性
丁酸盐利肠，减炎抗肿瘤
研究显示，短链脂肪酸能透过影响细胞活动及细胞表面蛋白进而达到抗癌功效，如丁酸盐和丙酸能够激活结肠癌细胞中的 GPR43 蛋白，进而抑制肿瘤生长并诱癌细胞死亡。
许多研究发现短链脂肪酸可促进肠道健康，其中大多数的文献都在讨论丁酸盐与肠道疾病之间的关连。例如讨论丁酸盐作为炎症性肠病（Inflammatory bowel disease, IBD）治疗方法的可行性；在其他临床研究中也指出轻度至中度克罗氏病患者在口服丁酸盐后，有近七成的患者肠道炎症明显缓解，不适症状也有显著改善。
改善脑部健康
肠脑轴（Gut-brain axis）的研究一直颇受关注，而短链脂肪酸与脑部发展及疾病亦有关连，除了可促肠嗜铬细胞（Enterochromaffin cell, EC）产生血清素之外；也在帕金森氏症患者身上发现，当体内肠道菌群改变或发生肠道发炎等况，粪便中的短链脂肪酸含量也与病况显相关性。
自闭症（Autistic Spectrum Disorder, ASD）儿童的肠道益菌，如双歧杆菌（Bifidobacteriales）、长双歧杆菌（Bifidobacterium longum）与短链脂肪酸含量比一般儿童低，而害菌，如梭状芽孢杆菌（Clostridium）含量则较高。在服用益生菌与果寡糖（Fructooligosaccharide, FOS）后，肠道益菌与短链脂肪酸水平提高、害菌数量降低，对于ASD儿童的语、社交及肠道问题亦有所改善。这些研究都说明肠道微生物与益生元对短链脂肪酸水平有显影响，也进而影响脑部健康。
短链脂肪酸是重要的组织特异性能量和信号分子
中链脂肪酸除了可作为能量来源，亦具有组织特异性代谢调节的功能
短链脂肪酸分析服务
脂肪酸代谢分析为微生物组与宿主健康提供重要见解。短链脂肪酸和中链脂肪酸是供能量的重要代谢物，同时也是参与调节碳水化合物和脂质代谢的讯息传递分子、肠道微生物组-免疫轴和肠脑轴的调节因子。短链脂肪酸和中链脂肪酸代谢异常可能导致多种疾病，包含糖尿病、神经退化性疾病和癌症。因此，对短链脂肪酸和中链脂肪酸的综合分析，可为饮食-微生物组-宿主相互作用、能量稳态和健康状况提供重要见解。
分析特点
- 覆盖广泛：为市面上针对短链、支链和中链脂肪酸涵盖范围最广的检测
- 临床应用：饮食对炎症、能量代谢、胰岛素抗性/T2D、自身免疫疾病的影
- 肠道微生物群的代谢与肠脑轴、肠道免疫轴之间的相互作用
- 再现性高：可与其他Biocrates试剂盒或检测结果整合，统整更多数据意义
- 绝对定量的数据分析，协助生物标记物与治疗标的的研究
- 剖析数据意义：协助进行数据解释
- 代谢组学转化为可用的知识工具
短链脂肪酸分析样本规格要求
- 60μL 血浆｜血清
- 200-500mg 粪便 (湿重)
- 50mg 为最低容忍量
- 建议三点采样
- 若有其它样品类型的分析需求，可与相关机构联系讨论。
涵盖代谢物种类
Biocrates 技术方法经优化与验证
SCFA+ Assay 通过Biocrates的检测方法最多可分析19种代谢物，还盖范围除了短链脂肪酸（至多6个碳原子），还包含中链脂肪酸（7~12个碳原子）。方法的校准范围以针对粪便样本进行优化，分析方法验证是根据欧洲EMA和美国FDA设立的指南进行。
参考文献
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- Di Sabatino, A. (2005). Oral butyrate for mildly to moderately active Crohn’s disease. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 22(9), 789–794.
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- Wang, Y. (2020). Probiotics and fructo-oligosaccharide intervention modulate the microbiota-gut brain axis to improve autism spectrum reducing also the hyper-serotonergic state and the dopamine metabolism disorder. Pharmacological Research, 157, 104784.