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簡稱SCFAs,指碳原子數少於或等於6個的飽和脂肪酸,包括丙酸、丁酸、蟻酸、醋酸、初油酸、異丁酸、酪酸、異戊酸、纈草酸等,因分子體積較小且易溶於水,在人體內能被快速吸收和代謝,是腸道細胞的主要能量來源,腸道健康的必需營養素。
SCFAs一詞首次出現時間,在科學文獻中並不明確。然而,對於 SCFAs 的研究可以追溯到20世紀初。德國生物化學家、德國生理化學學會的共同創辦人格奧爾格‧弗朗茨‧克努普(Georg Franz Knoop)教授研究脂肪酸在動物體內的降解途徑,並於1905年發表關於脂肪酸的β-氧化的研究,為後來對脂肪酸代謝的理解奠定了基礎。然而,克努普的研究主要集中在脂肪酸的代謝途徑,並未特別關注短鏈脂肪酸。
關於 SCFAs 作為腸道微生物發酵產物的研究,最初主要集中在動物消化生理學領域。例如,早期的研究發現,反芻動物的瘤胃中產生的揮發性脂肪酸(包括 SCFAs)對其能量代謝具有重要作用。隨著時間的推移,研究人員開始關注 SCFAs 在人類腸道健康中的作用。例如,1996 年的一項研究探討了 SCFAs 在人類結腸中的濃度及其與胃腸健康和疾病的關係。
雖然「短鏈脂肪酸」這一術語的首次出現時間難以確定,但對於 SCFAs 的研究已有超過一個世紀的歷史,並且在過去幾十年中,隨著對腸道微生物群和代謝物的研究深入,SCFAs 的重要性日益受到重視。
大多數短鏈脂肪酸並不存在於食物的營養成分,是由哺乳動物腸道中的厭氧菌(Anaerobic organism/Anaerobe)或酵母菌發酵膳食纖維、進行糖酵解的過程產生。當食物出了小腸後,沒有被消化的膳食纖維在結腸內酵解,釋放出短鏈脂肪酸;在結腸,短鏈脂肪酸由肝門靜脈吸收,成為結腸內壁細胞的能量。
以丁酸為例,富益生菌、益生質及膳食纖維等均衡的飲食,其中的非澱粉類多醣體、抗性澱粉、寡醣類(菊糖、果寡糖)、雙糖類(蔗糖、乳糖、麥芽糖)、多醣類(葡甘露聚醣)及糖醇類(甘露糖及山梨糖醇)等,經由腸道細菌的分解,產出丁酸,成為腸道細胞所需能量的主要來源。
每種益生菌代謝產生的短鏈脂肪酸不盡相同,例如酪酸菌(Clostridium butyricum,又稱丁酸梭菌)可能影響血糖、體重、脂質代謝等後可產生腸道細胞能量來源。
SCFAs也是一種容易揮發的脂肪酸,可維持腸道屏障的完整性,增強免疫功能,調節炎症。由於短鏈脂肪酸提供的熱量較少且代謝迅速,故可用於設計客製化脂質,做為腸外營養來源、肥胖症治療,也能抑制癌細胞生長並有效對抗發炎。可以影響血糖調節、體重管理和脂質代謝等,對代謝性疾病具有潛在的預防作用。
由腸道細菌代謝產生的SCFA可直接或間接地影響腸道外部位(例如肝臟、肺、生殖道和大腦)的免疫功能,並與一系列疾病有關,包括感染、腸道發炎、自體免疫、食物過敏、氣喘和癌症治療反應。SCFA有助於預防各種疾病,包括炎症性腸病(Inflammatory Bowel Disease, IBD)、肥胖、2型糖尿病和心血管疾病:
1. 丁酸:丁酸是一種關鍵的SCFA,具有多種益處,包括促進結腸細胞的健康、增強腸道內壁的完整性以及降低罹患結腸癌的風險。
2. 丙酸:丙酸具有神經保護特性,與改善大腦健康和認知功能有關。此外,它還可以減少腸道炎症和改善腸道免疫功能。
3. 乙酸:乙酸是最常見的SCFA,在腸道健康方面發揮重要作用。它可以促進腸道內壁細胞的健康、降低腸道發炎和促進食慾控制。
參考網址
https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/short-chain-fatty-acid
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8726286/