郭慧慧，黄帅，王璐璐，韩燕星，蒋建东

    ·综述·

    肠道菌群对机体营养物质的代谢研究

    郭慧慧，黄帅，王璐璐，韩燕星，蒋建东

    人体肠道内寄居的微生物种类繁多，主要以厌氧菌为主，而且数量巨大，约为人体细胞总和的 10 倍[1]。正常的肠道菌群按一定的比例栖息于肠道内部，彼此之间互相制约，互相依存，共同维持人体肠道系统的平衡和稳定。

    人类机体通过摄食从外界获得的各种营养物质经过胃肠道的消化、吸收供给机体各种生命活动，而那些未消化、吸收的营养物质进入结肠后，将主要通过结肠内厌氧菌对其进行发酵，产生各种代谢产物[2]。这些代谢产物对维持肠道内环境起着不可忽视的作用。而且，肠道菌群可以利用机体提供的代谢产物合成多种氨基酸和维生素，补充人体生长所需的营养物质[3]。但是，一旦宿主与肠道微生物之间的稳态被打破，可能会诱发多种疾病，目前已经发现肠道菌群的营养物质代谢与糖尿病、血脂异常、慢性心脑血管疾病、结肠炎甚至癌症的发生、进展和预后都有密切关系。本文主要介绍肠道菌群对糖类、膳食纤维、蛋白质、氨基酸、脂质和维生素等营养物质的代谢以及对机体产生的影响。

    1 糖和膳食纤维代谢

    食物中的抗性淀粉、低聚糖、非淀粉多糖和膳食纤维等进入人体后，不能在胃肠道酶的作用下消化吸收，它们经消化道进入结肠内，在结肠厌氧菌作用下，生成含 1 ～ 6 个碳原子的短链脂肪酸(short chain fatty acid，SCFA)，其中最主要的是乙酸、丙酸和丁酸，三者比例大约为 3∶1∶1[4-6]。不同的肠道菌群产生不同种类的 SCFA，拟杆菌门以生成乙酸和丙酸为主，而厚壁菌门以生成丁酸为主[7]。那些未消化、吸收的糖和纤维素首先被肠道菌水解成单糖，然后经过菌群无氧糖酵解途径生成丙酮酸，再在不同菌群内经过不同的代谢途径生成不同种类的 SCFA[6-7]，详细代谢过程和代谢关键酶分别如图 1 和表 1 所示。

    图1 乙酸、丙酸和丁酸在肠道菌群内的合成途径

    拟杆菌门细菌首先将丙酮酸氧化成乙酰辅酶 A，然后经磷酸乙酰转移酶、乙酸激酶生成乙酸[8]，在生成乙酸时会产生 H2和 CO2，而 CO2经 Wood-Ljungdahl 通路也可生成乙酸，具体为：CO2首先被还原成 CO，然后经甲基转移酶与甲基结合形成乙酸[9] ......