膳食纤维调节肠道微生物对机体健康的影响研究(3)
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【摘要】3.2 肠道免疫与炎症 肠道淋巴组织是人体免疫系统的最大组成部分,并且具有防御功能。免疫系统通常由脂多糖、肽聚糖、多糖、脂蛋白酸、脂蛋白、微球
3.2 肠道免疫与炎症
肠道淋巴组织是人体免疫系统的最大组成部分,并且具有防御功能。免疫系统通常由脂多糖、肽聚糖、多糖、脂蛋白酸、脂蛋白、微球蛋白等特定的细菌抗原触发,这些结构能够被受体识别,并引发多种反应,对于维持肠道屏障的完整性和宿主微生物的动态平衡至关重要[41-42]。膳食纤维可直接与具有免疫调节作用的Toll样受体结合[43],有研究指出摄入膳食纤维后,免疫反应中观察到免疫防御系统的警惕性更高,但由于缺乏关于人体健康或疾病的有效生物标记物,这些结果的相关性仍不确定[44]。
肠道菌群作为关键的稳态调节器,可通过产生SCFAs调节能量代谢并有助于降低炎症水平[41]。研究表明,SCFAs可通过多种机制促进肠道屏障功能和肠道免疫稳态,有利于预防克罗恩病和溃疡性结肠炎等炎症性疾病,从而通过免疫调节纤维在肠道中的亲和力,并增加构成肠道微生物菌群中的有益细菌比例[45]。
SAFCs促进肠道适应性免疫,抑制组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,简称HDAC)导致哺乳动物雷帕霉素靶蛋白途径活化和白介素10(interleukin-10,简称IL-10)产生[44]。SCFAs受体FFAR2会影响介导的炎症的单核细胞和嗜中性粒细胞分化和激活并且激活细胞内信号通路,丝裂原活化蛋白激酶,蛋白激酶C和磷脂酶C来触发白细胞循环募集至炎症位点[46]。另外,SCFAs引起GPCR109a信号传导诱导白细胞介素IL-18转录,促进 NLRP3炎症小体,IL-18从其前肽成熟[47]。SCFAs激活T调节细胞(regulatory T cells,简称 Tregs)上GPCR43诱导Tregs抑制结肠炎症和癌变的增殖和下调嗜中性粒细胞的趋化性受体CXCR2的表达,从而抑制了它们的趋化性。
丁酸酯通过下调肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,简称TNF-α)介导的人血管内皮细胞黏附分子1的表达从而阻止白细胞迁移并且诱导IL-10介导的Tregs功能抑制炎症[48],激活GPCR109a促进结肠巨噬细胞和树突状细胞(dendritic cell,简称DC)功能成熟,刺激转化生长因子的产生,诱导产生Tregs和IL-10的T细胞[49],DC产生IL-10和视黄酸,刺激幼稚T细胞转化为Tregs并抑制促进炎症和结肠癌发生的辅助性T细胞17的产生[50]。另外,丙酸酯和丁酸酯可以有效抑制核因子kb(NF-kb)信号通路的活化[49],炎性细胞因子基因的表达及其在体外的释放并通过下调肿瘤坏死因子-α,白细胞介素1β(interleukin-1β,简称IL-1β)和IL-6等促炎症细胞因子发挥抗炎作用[51]。丁酸盐和乙酸盐在DC和T细胞中也起到组蛋白脱乙酰基酶抑制剂的作用,能够达到调节基因表达的目的[52]。
3.3 心血管疾病和肥胖等
人们饮食的变化导致了高血压、冠状动脉硬化、心力衰竭、中风等多种心血管疾病的发病率不断攀升。推算我国心血管病现患人数2.9亿,心血管病死亡率占城乡居民总疾病死亡率的首位,尤其凸显的是农村居民的心血管病死亡率大幅上升[53]。有研究表明,膳食纤维摄入量最高的人患冠心病的风险比摄入量最低的人低29%,每天摄入约6 g SDF可降低血清低密度脂蛋白胆固醇约5.4%,降低患冠心病的风险约9%[8]。维持血压动态平衡是一个复杂的生理过程,其中SCFAs通过多种受体发挥作用。具体来说,丙酸酯激活GPCR41,从而降低高血压[54]。最近发现膳食纤维改变了结肠微生物群的组成和SCFAs的产生进而调节胃肠道受体,有助于控制血压[55-58]。膳食纤维对血压的影响取决于其类型(不溶或可溶)、剂量与来源等[59-61]。通常,可溶性纤维比不溶性纤维具有更好的降血压作用,这种作用在年龄大、超重的老年人群体中体现的较为明显[60-61]。
膳食纤维主要通过直接作用和间接作用控制体质量。大多数SDF可增加肠内容物的黏度,这可能会延迟胃排空和肠道吸收[45]。在小肠中,SDF可能会使餐后的血糖和胰岛素反应减弱,这与饥饿反馈率的降低和随后能量摄入有关[8]。在一项随机、双盲、对照试验中,48名超重或肥胖成年人(BMI>25 kg/m2)服用寡聚果糖21 g/d,为期12周,结果表明,机体质量减少(1.)kg,同时减少胃饥饿素分泌,增加循环胃肠肽类激素酪肽水平,减少热量摄入,降低血糖和胰岛素水平[62]。目前,部分研究结果表明,肥胖人群体内的厚壁菌门/拟杆菌门比例高于瘦弱人群,厚壁菌可将多糖转换为可吸收的单糖类和SAFCs,产生更多可吸收的能量,导致肥胖[23,30,63]。膳食纤维可增加拟杆菌门与厚壁菌门在肠道中的比例,从而避免肥胖的发生[64]。另外,膳食纤维及其在肠道菌群的发酵产物对改变肥胖相关基因的表达起着重要作用,膳食纤维可以通过控制基因表达预防肥胖[65]。
文章来源:《实用糖尿病杂志》 网址: http://www.sytnbzz.cn/qikandaodu/2021/0619/1358.html
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