健康と病気における短鎖脂肪酸の役割

現在、短鎖脂肪酸（SCFA）が健康の維持と疾患の発症に重要な役割を果たすことを示す証拠が豊富にあります。SCFAは、部分的および無消化性多糖類の発酵中に腸内微生物叢によって生成される脂肪酸のサブセットです。SCFAの最高レベルは近位結腸にあり、そこでは腸細胞によって局所的に使用されているか、腸上皮を横切って血流に輸送されます。2つの主要なSCFAシグナル伝達メカニズムが特定されています。ヒストンデアセチラーゼ（HDAC）の阻害とGタンパク質共役受容体（GPCR）の活性化です。HDACSは遺伝子発現を調節するため、HDACSの阻害には、下流の結果の膨大な配列があります。HDACSのSCFAを介した阻害についての私たちの理解は、まだ初期段階にあります。GPCR、特にGPR43、GPR41、およびGPR109Aは、SCFAの受容体として同定されています。研究は、代謝、炎症、疾患の調節において、これらのGPCRの主要な役割を巻き込んでいます。SCFAは走化性と食作用を変化させることが示されています。反応性酸素種（ROS）を誘導します。細胞の増殖と機能を変更します。抗炎症、抗腫瘍、および抗菌薬の効果があります。腸の完全性を変えます。これらの発見は、腸と免疫の恒常性の維持における主要なプレーヤーとしてのSCFAの役割を強調しています。この章で強調されているように、SCFAの大きな影響を考えると、そのレベルが食事によって規制されていることを考えると、西洋化された国での炎症性疾患の有病率の増加を説明するための新しい根拠を提供します。

There is now an abundance of evidence to show that short-chain fatty acids (SCFAs) play an important role in the maintenance of health and the development of disease. SCFAs are a subset of fatty acids that are produced by the gut microbiota during the fermentation of partially and nondigestible polysaccharides. The highest levels of SCFAs are found in the proximal colon, where they are used locally by enterocytes or transported across the gut epithelium into the bloodstream. Two major SCFA signaling mechanisms have been identified, inhibition of histone deacetylases (HDACs) and activation of G-protein-coupled receptors (GPCRs). Since HDACs regulate gene expression, inhibition of HDACs has a vast array of downstream consequences. Our understanding of SCFA-mediated inhibition of HDACs is still in its infancy. GPCRs, particularly GPR43, GPR41, and GPR109A, have been identified as receptors for SCFAs. Studies have implicated a major role for these GPCRs in the regulation of metabolism, inflammation, and disease. SCFAs have been shown to alter chemotaxis and phagocytosis; induce reactive oxygen species (ROS); change cell proliferation and function; have anti-inflammatory, antitumorigenic, and antimicrobial effects; and alter gut integrity. These findings highlight the role of SCFAs as a major player in maintenance of gut and immune homeostasis. Given the vast effects of SCFAs, and that their levels are regulated by diet, they provide a new basis to explain the increased prevalence of inflammatory disease in Westernized countries, as highlighted in this chapter.