（本文来源于肠说健康）

短链脂肪酸(SCFAs)是胃肠道中膳食纤维细菌发酵产生的主要代谢物，据推测在微生物-肠-脑串扰中起关键作用。然而，scfa可能影响心理功能的途径，包括情感和认知过程及其神经基础，尚未完全阐明。此外，直接探索scfa作为微生物群靶向干预对情感和认知功能影响的潜在介质的作用的研究很少，特别是在人类中。

短链脂肪酸(SCFAs) 是链长为1至6个碳原子的饱和脂肪酸，是肠道中膳食纤维发酵的主要产物。根据膳食纤维的含量，每天在结肠中大约会产生500-600mmol的SCFAs。乙酸(C2) 、丙酸(C3) 和]酸(C4) 是人体中较为丰富的SCFAs，其他短链脂肪酸，如甲酸、戊酸和己酸的产量较少。每种SCFAS的数量和相对比例取决于底物、微生物群组成和肠道运输时间。在结肠中，乙酸、丙酸和丁酸分别以大约60:20:20的摩尔比存在。SCFAs在结肠中产生后，主要通过单羚酸盐转运蛋白1 (MCT1) 和钠偶联的单羚酸盐转运蛋白1 (SMCT1: 也称为SLC5A8)个导的主动转运迅速被结肠细胞吸收。还有一部分未解离的SCFAs通过被动扩散被结肠吸收。

SCFAs从膳食纤维到体循环的代谢

通过结肠中的共生肠细菌发酵膳食纤维产生短链脂肪酸(SCFAs)，它们通过单羚酸转运蛋白被结肠细胞快速吸收，被动扩散或通过未知同一性的交换剂与碳酸氢盐 (HCO:)交换，然后部分氧化成CO2，以ATP的形式为细胞产生能量。未被结肠细胞代谢的SCFAs通过基底外侧膜进入肝脏的门静脉循环，通过氧化为肝细胞提供能量底物。在葡萄糖，胆固醇和脂肪酸的生物合成期间，SCFA也掺入肝细胞中。因此，仅少量结肠产生的SCFA达到全身循环。MCT1，单羚酸转运蛋白1; SMCT1，钠依赖性单羚酸转运蛋白1.

SCFA细胞信号传导途径。短链脂肪酸SCFAs)可通过游离脂肪酸受体(FFARs) FFAR2和FFAR3，以及G蛋白偶联受体109A (GPR109A) 和觉受体51E2 (OR51E2:在小鼠中也被称为OLFR78) 向宿主发信号进而影响微生物群-肠-脑相互作用，一旦被激活，其导致进一步的信号传导级联，包括磷脂酶C (PLC)，丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK)，磷脂酶A2 (PLA2) 和核因子-KB (NF-KB) 途径(参见表3) 。细胞内SCFAS还可以影响组蛋白的乙酷化和脱乙,酷化，从而促进基因转录。该过程通过抑制组蛋白脱乙,酶(HDAC)的活性，导致更多转录活性的染色质，或通过增加组蛋白乙酷转移酶(HAT)的活性，从而刺激乙就化而发生。这些过程可以在结肠细胞中发生，但也可能在SCFAs可接近的组织内的每个细胞中发生，或者间接通过FFAR或直接通过单羚酸转运蛋白 (MCT) 和钠依赖性单羚酸转运蛋白 (SMCT)

SCFAs可能调节大脑功能的潜在肠道通路。可发酵的膳食纤维，益生元和益生菌通过有益的产生SCFAs的细菌的增殖或复合碳水化合物的发酵促进短链脂肪酸（SCFAs）的增加。SCFAs可能通过免疫，内分泌，迷走神经和其他体液途径直接或间接影响肠-脑通讯和脑功能。通过免疫途径，SCFAs通过激活游离脂肪酸受体（FFAR）或通过抑制组蛋白脱乙酰酶在局部与肠上皮细胞和免疫细胞（例如单核细胞和嗜中性粒细胞）相互作用。反过来，这些过程可以影响肠粘膜免疫和屏障功能。SCFAs还可以通过上调紧密连接蛋白的表达和增加跨上皮电阻（TEER）来增强屏障完整性。SCFAs通过调节白细胞介素的分泌来影响全身炎症。SCFAs还通过影响小胶质细胞的形态和功能来影响神经炎症，从而潜在地影响精神障碍的情绪，认知和病理生理学。通过内分泌途径，SCFA与它们在结肠细胞上的受体的相互作用通过诱导肠道激素如胰高血糖素样肽1（GLP1）和肽YY（PYY）的分泌，促进通过全身循环或迷走神经通路向大脑间接信号传导。肠内分泌L细胞。这些荷尔蒙可以反过来影响学习，记忆和情绪。SCFAs可以通过FFAR直接激活迷走神经传入，从而向大脑发出信号。SCFAs可通过位于内皮细胞上的单羧酸转运蛋白穿过血脑屏障（BBB），并通过抑制与炎症反应相关的途径影响BBB完整性。它们还通过组蛋白乙酰化作用集中调节神经营养因子的水平，并且可以促进血清素的生物合成。SCFAs与这些肠-脑通路的相互作用可以直接或间接地调节与神经功能，学习，记忆和情绪相关的过程。BDNF，脑源性神经营养因子; GDNF，胶质细胞源性神经营养因子; HPA，下丘脑- 垂体- 肾上腺;神经生长因子，神经生长因子; TH1，T助手1; TH17，T助手17; Treg细胞，调节性T细胞。

SCFAs也会影响胃肠道的粘液产生。粘液充当生物润滑剂，可减少上皮细胞与腔内微生物和有毒物质之间的相互作用，并防止这些细胞在消化过程中酸度波动。在大鼠结肠环中腔内注射乙酸或丁酸后，可以增加粘蛋白的分泌。丁酸通过影响MUC2基因表达来刺激小鼠结肠中粘蛋白的产生。然而，连续用丁酸灌肠2周并不会影响健康个体或溃疡性结肠炎患者的结肠活检样品中MUC2的表达。

临床前啮齿动物研究表明，SCFAs还可以影响肠胃蠕动。这些作用可能是通过激活SCFAS受体、释放肠激素肤YY(PYY)或通过SCFAS诱导肠嗜铬细胞释放血清素介导的。在人类中，发现盲肠输注SCFAS可以放松近端胃。丁酸一直被认为对肿瘤的发生有抑制作用，并目可能在降低结直肠癌的风险中发挥作用。其参与的机制抗癌作用包括减少细胞增殖、抑制肿瘤细胞的迁移、促进分化和细胞死亡、抑制肿瘤细胞的血管生成转移和存活以及表现出抗炎和免疫调节特性。

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