短鏈脂肪酸是指碳原子數(shù)為1~6的有機(jī)脂肪酸,是結(jié)腸內(nèi)厭氧細(xì)菌代謝的主要終產(chǎn)物。主要包括乙酸、丙酸、丁酸,以及戊酸、異戊酸、異丁酸等。其中,乙酸、丙酸、丁酸含量最高,占短鏈脂肪酸的90%~95%,各酸的比率基本相同(乙酸:丙酸:丁酸約為60:25:15)。
維持腸道內(nèi)電解質(zhì)平衡:短鏈脂肪酸呈酸性,在腸道內(nèi)可以降低腸道pH值,提高腸道對(duì)鈉離子和水的吸收能力,降低氯離子的分泌量,從而調(diào)節(jié)腸道內(nèi)的電解質(zhì)平衡。
調(diào)節(jié)腸道功能:短鏈脂肪酸能夠促進(jìn)腸道屏障的完整性,增強(qiáng)腸道黏膜屏障的防御功能;還可以促進(jìn)結(jié)腸細(xì)胞和小腸細(xì)胞的代謝、生長(zhǎng)、分化,為腸黏膜上皮細(xì)胞及肌肉、心、腦、腎提供能量,增加腸道血液的供應(yīng)量。
抗炎與免疫調(diào)節(jié):短鏈脂肪酸具有顯著的抗炎作用,可以抑制腸道炎癥因子的釋放,減輕腸道炎癥反應(yīng);同時(shí),它們還可以調(diào)節(jié)腸道免疫系統(tǒng),促進(jìn)免疫細(xì)胞的分化和增殖。
參與能量代謝:乙酸和丙酸可以進(jìn)入血液循環(huán),被肝臟等器官攝取。丙酸可以參與糖異生過(guò)程,調(diào)節(jié)血糖水平;乙酸可以影響脂肪代謝,例如通過(guò)調(diào)節(jié)脂肪酸合成酶的活性來(lái)影響脂肪的合成。丁酸是結(jié)腸上皮細(xì)胞的主要能量來(lái)源,可以通過(guò)單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體被結(jié)腸上皮細(xì)胞攝取,然后在線粒體中經(jīng)過(guò)β-氧化產(chǎn)生ATP,維持腸道細(xì)胞的正常代謝和功能。
抗癌作用:大量研究發(fā)現(xiàn),短鏈脂肪酸不僅對(duì)結(jié)直腸癌具有明顯的抗癌作用,在膀胱癌、乳腺癌、胃癌、肝癌、肺癌、胰腺癌和前列腺癌等多種腸道外癌癥中均具有潛在的抗癌效應(yīng)。短鏈脂肪酸可以被癌細(xì)胞表面的G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)特異性識(shí)別,進(jìn)而激活下游的信號(hào)通路,促進(jìn)癌細(xì)胞的凋亡、誘導(dǎo)癌細(xì)胞周期阻滯,減弱癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲能力。
調(diào)控基因表達(dá):短鏈脂肪酸還可以通過(guò)抑制組蛋白去乙?;?/span>(HDAC),上調(diào)組蛋白乙?;?,產(chǎn)生轉(zhuǎn)錄和開(kāi)放活性更高的染色質(zhì),進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯的特定基因的轉(zhuǎn)錄。
目前,常用的短鏈脂肪酸檢測(cè)方法主要包括毛細(xì)管氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、質(zhì)譜法(MS)以及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)等。這些方法可以對(duì)生物樣本(如糞便、血液)和食品樣本中的短鏈脂肪酸進(jìn)行定性和定量分析。