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    短链脂肪酸 (Short-chain Fatty Acids,SCFA)是肠道细菌代谢的产物,与肠道菌群失调的识别相关。最常见的微生物组代谢物产物包括丁酸、丙酸和乙酸,它们受到饮食、年龄、共存疾病和其他因素的影响。

 

    妊娠期间肠道会发生一系列改变,包括肠道运动时间的增加,营养吸收的增加以及肠道菌群的改变。其中,肠道菌群的改变,可通过其代谢产物短链脂肪酸,影响孕期的代谢状态,并决定胎儿的发育和代谢编程,对孕产妇健康和新生儿发育至关重要。了解孕期肠道菌群及其调节机制可能有助于妊娠管理[1]

 

一、肠道微生物产生的短链脂肪酸的种类

 

    体内的短链脂肪酸可由糖酵解产生,细菌在结肠近端发酵碳水化合物(多糖和寡糖)导致短链脂肪酸的产生,而氨基酸或蛋白质的发酵则主要产生支链短链脂肪酸。SCFAs包括:乙酸(C2:0)、丙酸(C3:0)、丁酸(C4:0)、戊酸(C5:0)和己酸(C6:0)其中丁酸、乙酸和丙酸是主要的肠道菌群代谢产物。

 

    SCFAs提供人类大约10%的热量需求,尤其影响棕色脂肪组织、肝脏中的线粒体功能和食欲控制[2]。肠腔中产生的大部分短链脂肪酸(90-95%)通过肠黏膜吸收,5%随粪便排出体外[3]

 

 

二、孕期肠道微生物和短链脂肪酸的变化

 

    孕妇体内孕激素发生改变、胰岛素敏感性降低、糖耐量降低、肥胖、粪便中炎症标记物增加等使得在整个怀孕期间肠道微生物群发生显著的变化,包括细菌数量的增加和肠道微生物群组成的改变,且主要发生在怀孕后期。具体微生物组变化的演变包括放线菌和变形菌门菌株的丰度增加,以及个体细菌多样性的减少等[4,5]

 

三、孕期短链脂肪酸改变对妊娠代谢的影响

 

    上述孕期肠道菌群的改变是导致孕期代谢变化的因素之一,肠道道菌群可能通过改变短链脂肪酸、炎性细胞因子、胆汁酸代谢和代谢激素等因素,来调节葡萄糖和脂质代谢;SCFA作为调节代谢的介质,可引起孕期的胰岛素抵抗的增加,外周胰岛素信号受损,从而导致影响妊娠期糖尿病和肥胖的发生;肠道菌群或可作为妊娠糖尿病(Gestational diabetes mellitus,GDM)早期生物标志物,基于对肠道微生物群-宿主相互作用的干预,可能为改善GDM女性的健康结果提供潜在的治疗目标。而SCFA充当肠道菌群的信号分子,通过调节肠道微生物产生的SCFA水平,可能对母亲和后代的长期健康有益[4,6]

 

图1.改变微生物组及其代谢物对孕妇代谢的影响[4]

SCFAs=短链脂肪酸;GDM=妊娠糖尿病;PIH=妊娠高血压;GLP-1=胰高血糖素样肽-1;PYY=肽YY;ROS=活性氧

 

小结

 

    怀孕期间,肠道菌群发生显著的变化,影响母体的代谢状态,对发育中的胎儿、其未来的代谢命运和母亲的健康至关重要。SCFA作为信号分子,参与孕期代谢状态的调节,影响妊娠期间代谢相关疾病的发生,或可成为调节孕期代谢的干预靶标。但迄今为止进行的许多研究局限于使用动物模型,上述关系仍需要在考虑多影响因素的大样本人群中进行证实。

 

参考文献:

[1] He J, Zhang P, Shen L, et al. Short-chain fatty acids and their association with signalling pathways in inflammation, glucose and lipid metabolism[J]. International journal of molecular sciences, 2020, 21(17): 6356.

[2] Venegas DP, De La Fuente MK, Landskron G, et al. Short Chain Fatty Acids (SCFAs)-Mediated Gut Epithelial and Immune Regulation and Its Relevance for Inflammatory Bowel Diseases. Front. Immunol. 2019;10:277.

[3] De Vadder F, Kovatcheva-Datchary P, Zitoun C.et al. Microbiota-Produced Succinate Improves Glucose Homeostasis via Intestinal Gluconeogenesis. Cell Metab. 2016;24:151–157.

[4] Ziętek M, Celewicz Z, Szczuko M. Short-Chain Fatty Acids, Maternal Microbiota and Metabolism in Pregnancy[J]. Nutrients, 2021, 13(4): 1244.

[5] Nuriel-Ohayon M, Neuman H, Ziv O, et al. Progesterone increases Bifidobacterium relative abundance during late pregnancy[J]. Cell reports, 2019, 27(3): 730-736. e3.

[6] Lv Y, Yan Z, Zhao X, et al. The effects of gut microbiota on metabolic outcomes in pregnant women and their offspring[J]. Food & function, 2018, 9(9): 4537-4547.

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