文章導覽

人類與動物消化道中的菌相組成十分複雜,腸道菌在人類和動物的營養代謝中扮演極重要的角色。食物進入腸道後,有些細菌參與複雜的大分子代謝,其代謝產物可能也是其它細菌的營養來源,其中的交互作用構成腸道的代謝環境。

什麼是短鏈脂肪酸?

短鏈脂肪酸 (short-chain fatty acids, SCFAs) 也稱揮發性脂肪酸 (Volatile fatty acids, VFA),為少於六個碳的有機酸,以乙酸、丙酸、丁酸為主。短鏈脂肪酸是腸道內最小的營養單位,可直接由腸壁吸收利用,為腸道細胞提供能量、促進分化、維持黏膜健康、促進腸道蠕動、抑制害菌並促進益菌生長等。對整體健康而言,短鏈脂肪酸可促進血清素的製造、調節身體部分免疫細胞以達到抗發炎、抗菌及抗腫瘤等效用。

短鏈脂肪酸的來源

結腸為產生短鏈脂肪酸的主要部位,來自小腸的食糜會先抵達結腸,主要由厭氧菌發酵膳食纖維產生。進入結腸的食糜包含許多物質,例如多醣、寡醣和蛋白質等,再透過結腸中的微生物分解食糜並獲得能量與碳源,這些發酵作用也進一步產生不同產物,例如有機酸、短鏈脂肪酸、乙醇或二氧化碳等。

短鏈脂肪酸的重要性

丁酸鹽利腸,減炎抗腫瘤

研究顯示,短鏈脂肪酸能透過影響細胞活動及細胞表面蛋白進而達到抗癌功效[1],如丁酸鹽和丙酸能夠激活結腸癌細胞中的 GPR43 蛋白,進而抑制腫瘤生長並誘發癌細胞死亡。

許多研究發現短鏈脂肪酸可促進腸道健康,其中大多數的文獻都在討論丁酸鹽與腸道疾病之間的關連。例如討論丁酸鹽作為炎症性腸病 (Inflammatory bowel disease, IBD) 治療方法的可行性[2];在其他臨床研究中也指出輕度至中度克羅氏病患者在口服丁酸鹽後,有近七成的患者腸道炎症明顯緩解,不適症狀也有顯著改善[3]

改善腦部健康

腸腦軸 (Gut-brain axis) 的研究一直頗受關注,而短鏈脂肪酸與腦部發展及疾病亦有關連,除了可促進腸嗜鉻細胞 (Enterochromaffin cell, EC) 產生血清素之外;也在帕金森氏症患者身上發現,當體內腸道菌群改變或發生腸道發炎等情況,糞便中的短鏈脂肪酸含量也與病況顯著相關性[4]

自閉症 (Autistic Spectrum Disorder, ASD) 兒童的腸道益菌,如雙歧桿菌 (Bifidobacteriales)、長雙歧桿菌 (Bifidobacterium longum) 與短鏈脂肪酸含量比一般兒童低,而害菌,如梭狀芽孢桿菌 (Clostridium) 含量則較高。在服用益生菌與果寡糖 (Fructooligosaccharide, FOS) 後,腸道益菌與短鏈脂肪酸水平提高、害菌數量降低,對於ASD兒童的語言、社交及腸道問題亦有所改善[5]。這些研究都說明腸道微生物與益生元對短鏈脂肪酸水平有顯著影響,也進而影響腦部健康。

Biocrates 代謝體分析服務 – SCFA+ assay

脂肪酸代謝分析為微生物組與宿主健康提供重要見解

短鏈脂肪酸和中鏈脂肪酸是供給能量的重要代謝物,同時也是參與調節碳水化合物和脂質代謝的訊息傳遞分子、腸道微生物組-免疫軸和腸腦軸的調節因子。短鏈脂肪酸和中鏈脂肪酸代謝異常可能導致多種疾病,包含糖尿病、神經退化性疾病和癌症。因此,對短鏈脂肪酸和中鏈脂肪酸的綜合分析,可為飲食-微生物組-宿主相互作用、能量穩態和健康狀況提供重要見解。

分析特點

覆蓋廣泛
為市面上針對短鏈、支鏈和中鏈脂肪酸涵蓋範圍最廣的檢測
– 可定量並計算相關代謝物總量和比率
臨床應用
– 飲食對炎症、能量代謝、胰島素抗性/T2D、自體免疫疾病的影響
– 腸道微生物群的代謝與腸腦軸、腸道免疫軸之間的相互作用
再現性高
– 可與其他Biocrates試劑盒或檢測結果整合,統整更多數據意義
– 絕對定量的數據分析,協助生物標記物與治療標的的研究
剖析數據意義
– 協助進行數據解釋
– 代謝組學轉化為可用的知識工具

※ 點我看Biocrates Webinar瞭解更多脂肪酸分析特點

Short-chain fatty acid PLUS assay

研究微生物組與代謝健康的理想組合

  • 短鏈脂肪酸 (Short-chain fatty acids, SCFAs)
    • 微生物代謝物對於代謝健康、能量代謝和免疫平衡的影響
  • 支鏈脂肪酸 (Branched-chain fatty acids, BCFAs)
    • 以飲食為基礎的腸道菌所介導的腸腦軸
  • 中鏈脂肪酸 (Medium-chain fatty acids, MCFAs)
    • 參與胰島素抗性和腸道免疫軸的能量載體

短鏈脂肪酸是重要的組織特異性能量和信號分子

中鏈脂肪酸除了可作為能量來源,亦具有組織特異性代謝調節的功能

分析樣本規格要求

  • 60μL 血漿|血清
  • 200-500mg 糞便 (濕重)
    • 50mg 為最低容忍量
    • 建議三點採樣
  • 若有其它樣品類型的分析需求,請與世翔國際聯繫討論。

※ 點我看Application note

涵蓋代謝物種類

※ 點我看SCFA+ brochure
※ 點我看原廠介紹

Biocrates 技術方法經優化與驗證

SCFA+ Assay
通過Biocrates的檢測方法最多可分析19種代謝物,還蓋範圍除了短鏈脂肪酸 (至多6個碳原子),還包含中鏈脂肪酸 (7~12個碳原子)。方法的校準範圍以針對糞便樣本進行優化,分析方法驗證是根據歐洲EMA和美國FDA設立的指南進行。

※ 點我看更多代謝體分析服務

參考文獻

  1. Cook, N. (1998). Review article: short chain fatty acids in health and disease. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 12(6), 499–507.
  2. Venegas, D. P. (2019). Short chain fatty acids (SCFAs)-Mediated gut epithelial and immune regulation and its relevance for inflammatory bowel diseases. Frontiers in Immunology, 10.
  3. Di Sabatino, A. (2005). Oral butyrate for mildly to moderately active Crohn’s disease. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 22(9), 789–794.
  4. Aho, V. T. E. (2021). Relationships of gut microbiota, short-chain fatty acids, inflammation, and the gut barrier in Parkinson’s disease. Molecular Neurodegeneration, 16(1).
  5. Wang, Y. (2020). Probiotics and fructo-oligosaccharide intervention modulate the microbiota-gut brain axis to improve autism spectrum reducing also the hyper-serotonergic state and the dopamine metabolism disorder. Pharmacological Research, 157, 104784.