发布时间:2024-12-30 浏览:91次
肠道菌群寄居于肠道,其功能代谢改变可影响疾病的发生和发展。研究表明,多种疾病的发病过程涉及肠道菌群的改变。肠道黏膜免疫作为机体抵御有害菌群的第一道防线,可使肠道在病原体侵袭时维持稳定状态。
近年来,肠道菌群及其代谢产物与疾病的关系成为国内外研究的热点。众多研究表明,肠道菌群与肠道黏膜在调节机体免疫、代谢等疾病中具有重要作用。短链脂肪酸(short chain fatty acid, SCFA)是肠道菌群发酵纤维和抗性淀粉的主要产物,与肠道黏膜免疫的关系十分密切。
肠道菌群与短链脂肪酸
肠道黏膜免疫具有维持肠道稳定状态的重要作用,而肠道菌群是影响肠道黏膜免疫的重要因素。
肠道菌群是指定植在肠道内的共生微生物群落。据统计,肠道微生物与人体细胞数量比值接近 1∶1,即肠道微生物数量约为 100 万亿。肠道微生物的数量庞大、种类多样,主要有细菌、病毒、真菌和古生菌。
在生命早期,肠道接触细菌能够帮助肠道黏膜建立免疫耐受,这有助于降低成长过程中肠道炎症的发生率。而且,肠道免疫耐受的建立使得有益菌被保留,有益菌的存在使得肠道内环境得以维持。肠道菌群组成改变,尤其是有益菌减少,与肠道疾病易感性相关。这种改变不只影响了肠道相关疾病,如肠道炎症性疾病,还影响了全身其他疾病,如心脏疾病、肾病、神经疾病。
在这个过程中,肠道菌群代谢产物短链脂肪酸(short chain fatty acid, SCFA)发挥了重要作用。SCFA是肠道菌群发酵膳食纤维和其他碳水化合物的产物,是少于6个碳原子的脂肪酸,包括乙酸、丙酸和丁酸。SCFA已被证实对于肠道黏膜免疫具有积极的作用。
SCFA影响肠道黏膜免疫系统
肠道黏膜免疫系统主要包括肠道相关淋巴组织及淋巴细胞,如肠上皮内淋巴细胞、肠固有层淋巴细胞、派尔氏淋巴结、肠系膜淋巴结等。
此外,肠上皮细胞间紧密连接作为机械屏障,杯状细胞和潘氏细胞的分泌产物组成黏液层作为化学屏障,各组织之间相互影响。
01 调节肠道黏液层
肠上皮细胞构成的机械屏障及其分泌物组成的黏液层化学屏障共同维持肠道屏障功能。黏液层主要由水、黏蛋白、抗菌肽和免疫球蛋白组成。当黏蛋白的数量减少时,黏液层的稠密程度会降低,使得肠道细菌能够接触肠上皮细胞。
有研究表明,SCFA水平升高会增强杯状细胞和黏蛋白的面积,SCFA中丙酸和丁酸分别通过刺激杯状细胞和调节丝裂原活化蛋白激酶通路,促进黏蛋白的生成。此外,丙酸也被报道可以上调抗菌肽的表达,以此来缓解结肠炎。
02 调节肠上皮细胞紧密连接程度
肠上皮细胞通过紧密连接蛋白将肠道内容物和肠固有层组织“隔离”。虽然肠上皮细胞之间紧密连接使得肠道内容物不能轻易透过屏障,但肠道菌群及其代谢物可以调节紧密连接程度,以此调节肠道通透性和屏障功能。
SCFA作为重要的菌群代谢产物在肠道中也发挥着重要抗炎作用,SCFA可通过上调紧密连接蛋白的表达、分布以及保护肠上皮细胞来增强肠道屏障功能。
03 激活肠固有层淋巴细胞
肠固有层淋巴细胞主要包括 T 细胞、B 细胞、固有淋巴样细胞,是发挥肠道黏膜免疫最重要的环节。
同样,这一重要环节也受到了肠道菌群及其代谢物 SCFA 的影响,它可以通过调节肠道黏膜免疫系统的各组成部分来影响全身多种疾病的发展。值得关注的是,这个过程中往往涉及到肠道炎症的变化,因此肠道炎症可能是各种疾病发生和发展的重要因素。
结语:
肠道菌群数量及种类众多,作为肠道内环境最为复杂的一部分,其对肠道的影响是多方面的。尤其是在促使肠道黏膜免疫成熟及稳定方面,肠道菌群的代谢产物SCFA的影响是广泛的。
从肠黏液层至肠固有层,免疫细胞的增殖、分化以及迁移、细胞因子的表达都受到SCFA的影响。目前的研究还并不能完全揭示其与肠道黏膜免疫的相互作用机制。因此,SCFA对黏膜免疫的影响还有很大的研究空间。
文章来源:
李莹莹,纪巧荣.肠道菌群及其代谢物短链脂肪酸与肠黏膜免疫关系的研究
进展[J/OL].微生物学免疫学进展.
https://link.cnki.net/urlid/62.1120.R.20231107.1709.002
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