背景
最近的研究表明，肠道微生物群与饱腹感和能量摄入的调控之间存在联系，这些过程有助于代谢性疾病的发生和病理生理学。然而，这一联系主要是在动物和体外研究中建立的，而人类干预研究很少。在本综述中，我们重点讨论了在饱腹感和肠道微生物群之间建立关联的最新证据，特别是肠道微生物短链脂肪酸 (SCFAs)。基于系统研究，我们概述了益生元摄入与肠道微生物改变和饱腹感信号之间的关系。我们的研究结果强调了深入研究与饱腹感相关的肠道微生物群的重要性，并为该领域的近期和未来研究提供了见解。
简介
2023年3月3日，来自荷兰马斯特里赫特大学医学中心的Jacco J.A.J. Bastings 及其团队在Trends Endocrinol Metab (IF: 10.586)杂志上发表名为Influence of the gut microbiota on satiety signaling的研究[1]。
研究亮点
1、肠道微生物群以双向方式影响胃肠道和大脑 (肠道-大脑轴)之间的沟通。最近的体外研究和动物研究表明，肠道微生物群与通过各种直接和间接通路调控饱腹感和能量摄入之间存在联系。然而，肠道微生物代谢物对人类这些过程的贡献尚不清楚。
2、短链脂肪酸 (SCFAs)是最常被研究的微生物代谢产物，益生元补充可增强肠道微生物群对其的产生。分析来自人体研究的证据 (重点关注益生元补充、肠道微生物改变和饱腹感相关参数的变化)可能有助于我们深入了解人体肠道微生物群和饱腹感信号通路之间的联系。
主要结果
肠道微生物群和饱腹感信号
越来越多的证据表明肠道微生物群在代谢表型调控中的作用。在过去的几十年中，肠道微生物群与宿主的代谢和炎症过程相关，包括不消化的食物成分 (如膳食纤维和不消化的蛋白质)的发酵和代谢，以及肠道免疫信号的产生和调控。肠道微生物群组成的有害改变，也称为“生态失调”，与包括超重和肥胖、2型糖尿病和心血管疾病在内的代谢性疾病的发生和/或发展相关。有几篇综述集中于微生物生态失调与慢性代谢性疾病的发生和/或病理生理学之间的联系，这些综述表明，瘦与超重或肥胖以及2型糖尿病患者之间的肠道微生物群的组成和功能差异。
目前的观点是，肠道微生物群以双向方式影响胃肠道和大脑 (肠-脑轴)之间的沟通。肠-脑相互作用的研究表明，肠道微生物群可能在能量摄入和饱腹感信号的调控中发挥关键作用。膳食纤维发酵后，肠道微生物群产生的微生物代谢产物如SCFAs，可能通过多种途径影响饱腹感。它们可以直接刺激支配肠道环境的神经元，从而刺激饱腹激素 (包括胰高血糖素样肽1，GLP-1；多肽YY、PYY；和胆囊收缩素 (CCK))，或进入循环，在循环中它们可能在中枢神经系统 (CNS)和外周引起直接作用。此外，肠道微生物群影响肠道屏障的通透性，从而影响肠道和全身炎症。既往研究表明，受损的肠道屏障功能和相关的炎症过程影响饱腹感信号传导。系统性低度炎症与几个参与调节饱腹感和饱腹感的脑区 (包括下丘脑)神经炎症水平的增强有关。因此，炎症或免疫相关因子的改变可能在肠道微生物群、能量摄入和饱腹感调控之间建立了重要的联系，特别是在肥胖的病理生理学方面。
参与调控饱腹感的微生物代谢产物：SCFAs
SCFAs是微生物衍生的产物，主要由难以消化的碳水化合物发酵形成。人类肠道中含量最高的三种短链脂肪酸是乙酸盐、丁酸盐和丙酸盐。它们合计约占人类产生的总SCFAs的95%。剩下的5%由甲酸盐，戊酸盐和己酸盐组成。肠道和粪便SCFA分析表明，在肠道和粪便样本中，乙酸盐、丁酸盐和丙酸盐的摩尔比约为60:20:20。由于丙酸主要在肝脏中提取和代谢，而丁酸盐作为结肠细胞的主要能量来源，因此乙酸盐是体循环中浓度最高的短链脂肪酸。
膳食对肠道微生物群SCFAs的产生及饱腹感的调控
膳食成分可以迅速改变肠道微生物群的组成和功能。膳食纤维是目前研究最多的膳食成分，连接了膳食纤维发酵的主要代谢产物——肠道微生物SCFAs与饱腹感调控。膳食纤维是一种复杂的碳水化合物，不能在人体胃肠道内源性消化。不同类型的膳食纤维存在于各种各样的食物来源中，包括水果、豆类、蔬菜、坚果和谷物。多项人体研究表明，摄入膳食纤维 (包括抗性淀粉、葡聚糖、甘露聚糖、果胶和果聚糖)可降低主观食欲以及短期和长期能量摄入，并刺激肠道肽 (包括GLP-1和PYY)的释放发生变化。还有人指出，SCFAs在自由进食的情况下可能会减少能量摄入。这些发现通常归因于膳食纤维对肠道微生物群的影响。然而，将膳食纤维摄入量、肠道微生物群和饱腹感相关影响联系起来的人体研究仍然很少。
影响饱腹感信号和能量摄入的神经活性代谢物和细菌化合物
血清素，γ-氨基丁酸 (GABA)和多巴胺
除了短链脂肪酸 (SCFAs)，最近有研究表明其他几种微生物衍生的代谢物也参与了饱腹感和能量摄入的调控。最近的证据表明，肠道微生物群参与了多种参与食物摄入调节的神经递质的产生，包括GABA、5-羟色胺 (5-羟色胺；5-HT)、组胺、多巴胺、乙酰胆碱和去甲肾上腺素。图1 (关键图)概述了微生物代谢物及其在饱腹感和能量摄入调控中的潜在作用。
图1. 微生物代谢产物参与饱腹感的调控
结论及展望
综上所述，最近的大多数临床前研究表明，肠道微生物群组成/功能与饱腹感和食物摄入的调控在几个不同水平之间存在联系。包括短链脂肪酸在内的微生物代谢产物已被认为影响偶发性和强直性饱腹信号。然而，在快速发展的肠脑通信领域进行的大多数研究是体外或动物研究，而人类干预和体内机制的研究有限。特别是，目前缺乏评估与饱腹感和能量摄入相关的肠道微生物群功能和组成的研究。
原文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1043276023000346?via%3Dihub
参考文献
1.Bastings Jacco J A J,Venema Koen,Blaak Ellen E et al. Influence of the gut microbiota on satiety signaling.[J] .Trends Endocrinol Metab, 2023, undefined: undefined.
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