中风是全球范围内常见的脑血管疾病，对人们的健康构成了重大威胁。每年有超过1500万人受到中风的影响，其中大约70%的中风病例是由脑部供血不足引起的，这种情况被称为缺血性中风。通常情况下，阻塞了大脑血流的血凝块是导致这种疾病发生的原因。

缺血性中风常见的症状：

l 面部、手臂或腿部突然麻木或虚弱

l 没有预兆的突然的混乱、说话或理解困难

l 视力突然模糊不清

l 突然行走困难、身体失去平衡

l 不明原因的剧烈头痛、头晕

在中风之后，大约50%的患者会出现胃肠道并发症，包括便秘、吞咽困难、胃肠道出血和大便失禁等问题。这些胃肠道并发症会影响患者的治疗效果，使其无法达到理想的康复状态。

多项研究表明，中风患者确实存在肠道菌群失调的情况。

肠道菌群对于调节疾病和健康之间的平衡起着重要作用，因为它们能够产生各种代谢物，如短链脂肪酸、胆汁酸、维生素、氨基酸等。这些代谢物可能参与调节宿主的生理功能。

短链脂肪酸对缺血性中风具有保护作用。短链脂肪酸是肠道微生物发酵膳食纤维的最终产物，它们的存在加强了微生物与宿主之间的联系。

01 肠道菌群和缺血性中风

l 中风影响肠道微生物菌群失调

发现中风与肠道菌群关联的研究：

最早的一项研究发现，与健康对照组相比，中风患者的条件致病菌数量更多，这种生态失调与中风的严重程度有关。另外，研究人员还发现，中风患者的粪便中的乙酸浓度明显降低，而戊酸浓度则显著升高，但总有机酸浓度却降低。这些结果提示，中风可能影响肠道微生物的多样性，并导致微生物代谢物的变化。基于这些线索，研究人员开始进一步探索中风、肠道菌群和短链脂肪酸之间的相关性。

进一步研究表明：中风患者的产短链脂肪酸菌及短链脂肪酸水平都较低。

在小鼠的大脑中动脉闭塞期间，它们的短链脂肪酸含量也较低，尤其是丁酸盐。

研究人员认为，急性缺血性中风患者肠道菌群失调的一个特征是：产短链脂肪酸菌的数量较少，同时粪便中的短链脂肪酸含量也较低。特别是那些中风较严重的患者，短链脂肪酸的含量可能与病情的严重程度呈负相关关系，也就是说，短链脂肪酸含量越低，中风的严重程度越高。

l 中风后并发症和肠道菌群

中风后认知障碍

中风后认知障碍（PSCI）是一种常见的中风后遗症。最新的研究发现，PSCI患者的肠道内有一种叫做梭杆菌的微生物数量异常增多，而其粪便中则缺乏短链脂肪酸。基于这些观察，科研人员构建了一个可以根据肠道菌群和短链脂肪酸情况来预测PSCI风险的模型。这个模型可以精准地预测出中风发生后三个月或更长时间内的PSCI风险。

另一项研究显示，与中风后未出现认知障碍的患者相比，发生PSCI患者的肠杆菌科细菌数量更多。这些革兰氏阴性病原体可能会加剧神经系统的炎症反应。此外，患有其他中风后共病精神障碍（如抑郁症和情感障碍）的患者，其肠道菌群也可能发生相应的变化。

中风后吞咽困难：管饲易引发胃肠道不良反应。

近65%的中风患者会遭遇吞咽困难，为了降低此状况引发的吸入性肺炎与营养不良风险，通常会选择通过管道输送食物。

但，最近的研究发现，当中风患者的吞咽困难得到改善，可以恢复到从口中摄取食物时，他们的肠道菌群发生了变化。这可能是因为与肠内营养相比，从口中摄取的食物膳食纤维含量更高。

另外，与较早从口进食的患者相比，长期依赖管道输送食物的患者需要治疗的时间更长，感染的风险也更高。长期肠内营养管理可能会引发多种胃肠道不良反应，例如腹泻、便秘、胃食管反流等。

肠道菌群失调具体通过什么与中风产生关联？

随着临床证据的增加，人们逐渐认识到中风会导致肠道菌群失调。然而，这种微生物失调可能是由于肠道菌群-肠-脑轴中持续积累的信号引起的，而不是突然发作。

中风中的自下而上和自上而下的信号

脑缺血会导致自主神经系统或HPA轴的紊乱，增加肠道通透性并改变肠道微环境，例如导致条件致病菌积累和内毒素水平增加，产生短链脂肪酸的细菌减少，短链脂肪酸水平下降。这些改变反过来会加剧中风或脑损伤，并影响患者的预后。

02 短链脂肪酸影响中风的机制

l 短链脂肪酸的免疫作用

短链脂肪酸是一种可能通过与各种免疫细胞相互作用来调节全身炎症反应的物质。它们也影响小胶质细胞的结构和功能完整性，并激活与神经炎症相关的小胶质细胞。

其中，丁酸盐被研究得最多，它具有抗炎作用；丙酸盐则可能引起炎症，但这些数据可能仍存在争议，其组织特异性可能是一种解释；乙酸盐则可以通过抑制炎症信号通路来减轻炎症反应。

短链脂肪酸在免疫和炎症中的作用

在肠上皮细胞中，短链脂肪酸可以通过被动扩散和转运蛋白进入肠道组织，这些转运蛋白包括MCT1、MCT4、SMCT1和SMCT2。此外，短链脂肪酸还能激活肠上皮细胞中的G蛋白偶联受体(GPRs)，引发一系列下游反应。短链脂肪酸还可以调节许多免疫细胞的活动，参与调节宿主免疫系统。

l 短链脂肪酸在中风中发挥的免疫作用机制

↓↓↓ 粪菌移植研究：是什么改善中风小鼠脑损伤并提高存活率？

一项关于小鼠粪菌移植的研究发现，通过灌胃改变年轻中风小鼠（2-3个月）的微生物群，使其与老年小鼠（18-20个月）的微生物群相似，会增加死亡率和全身炎症反应。

相比之下，用年轻小鼠的肠道菌群对老年小鼠进行定植可以改善脑损伤并提高存活率。

老年小鼠的粪便短链脂肪酸水平和拟杆菌与厚壁菌的比率（B:F）显著低于年轻小鼠。

↓↓↓ 进一步研究：短链脂肪酸对缺血性中风具有保护作用

研究人员将富含短链脂肪酸的粪便微生物群移植到中风小鼠体内，可以减少神经功能缺损，消除脑水肿，减少梗死体积。有趣的是，通过直接灌胃补充丁酸盐也可获得类似的有益效果。因此，短链脂肪酸可能是影响中风恢复的关键代谢物。

↓↓↓ 进一步研究：微生物源性短链脂肪酸影响中风的潜在机制是什么？

科研人员提供了第一个证据，他们通过向中风小鼠的饮用水中添加短链脂肪酸来增加其循环短链脂肪酸浓度。

这种方法可以改善运动功能并调节中风后突触可塑性，但不会影响原发性脑梗死体积。

更重要的是，在没有淋巴细胞的情况下，即使补充了短链脂肪酸，小胶质细胞的数量和形态也没有显著改变。这表明淋巴细胞可能介导短链脂肪酸对小胶质细胞的调节作用。

另外的研究人员在中风小鼠中更直接地移植了四种产生短链脂肪酸的细菌和菊糖（一种增加产生短链脂肪酸的益生元）。研究发现，短链脂肪酸可增强肠道完整性，扩张肠道和大脑中的调节细胞（Treg），并减少中风后IL-17+γδT细胞在大脑中的浸润。

尽管小胶质细胞缺乏短链脂肪酸受体，但在小胶质细胞中发现了单羧酸转运蛋白的表达。这可能是一种小胶质细胞调节机制，不涉及短链脂肪酸受体，这需要在未来进一步验证。

l 短链脂肪酸参与T细胞的极化和迁移

现有的证据显示，T细胞通过分泌促炎和抗炎细胞因子来调节小胶质细胞的平衡。

此外，短链脂肪酸还促进了T细胞在正常生理条件下分化为效应T细胞，主要是通过增加Treg（调节性T细胞）的数量和功能。有趣的是，在一组无菌小鼠中进行了中风后菌群再定植，这显著地诱导了Th1和Th17的极化，这一结果表明肠道菌群的改变可能会影响T细胞的分化。

另一方面，抗生素治疗导致Treg扩增和Th17细胞减少。因此，可以合理推测短链脂肪酸参与了由肠道菌群失调诱导的T细胞极化过程。

总而言之，短链脂肪酸可以诱导T细胞极化，对免疫系统产生影响，进而改善缺血性脑损伤。此外，虽然没有直接证据，但短链脂肪酸可能参与T细胞向大脑的迁移。

（本文来源于谷禾菌群空间公众号）

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