丁酸和叶酸预防与治疗肠道疾病及其分子基础
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李雄彪, 马庆英, 崔云龙
丁酸;叶酸;肠炎;肠癌;基因表达;去乙酰化酶;甲基化;表观遗传,李雄彪,马庆英,崔云龙,李雄彪,通讯作者:,电话:, 传真:,收
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李雄彪, 马庆英, 青岛市微生态工程技术研究中心 山东省青岛市 266400
崔云龙, 青岛东海药业有限公司 山东省青岛市 266400
李雄彪, 中美联合培养博士研究生, 北京大学理学博士学位, 教授. 在国内外学术刊物上发表原始研究论文、综述评论、科学普及文章等50余篇.
通讯作者: 李雄彪, 266400, 山东省青岛胶南市上海中路8号, 青岛市微生态工程技术研究中心. xiongbiaoli@yahoo.com.cn
电话: 0532-87199888 传真: 0532-87199788
收稿日期: 2006-07-20 接受日期: 2006-09-20
摘要丁酸和叶酸是酪酸梭菌的主要代谢产物. 人体内丁酸的血清半衰期仅仅6 min. 肠道菌群合成的叶酸量是人从食物中摄取的叶酸量1.5倍. 产丁酸和叶酸的肠道菌群足以影响人体丁酸和叶酸的供应、吸收及代谢等生理状态. 酪酸梭菌产生的丁酸能抑制去乙酰化酶活性、产生的叶酸参与甲基化和去甲基化, 二者各自起到了调节宿主的基因表达, 预防和治疗肠炎、肠癌等肠道疾病的作用.
关键词: 丁酸; 叶酸; 肠炎; 肠癌; 基因表达; 去乙酰化酶; 甲基化; 表观遗传
李雄彪, 马庆英, 崔云龙. 丁酸和叶酸预防与治疗肠道疾病及其分子基础. 世界华人消化杂志 2006;14(32):3071-3080
0 引言
联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)在2001年定义: 益生菌是“经适量服用后, 有益于其宿主健康的活的微生物[1]. 酪酸梭状芽孢杆菌(Clostridium butyricum, 下简称酪酸梭菌)是1877年就已经开始被人们研究的益生菌[2]. 属于人类肠道正常菌群[3]. 日本国千叶医学院的Miyairi博士1933年分离到酪酸梭菌, 1940年实现其商业化生产. 此后, 酪酸梭菌先后被作为人用处方药、非处方药、兽药、 饲料添加剂、食品添加剂等广泛应用. 酪酸梭菌的主要代谢产物有丁酸、叶酸和多种维生素等[4]. 本文对丁酸和叶酸预防与治疗肠道疾病及其分子基础作一综述.
1 丁酸和叶酸的吸收与代谢1.1 丁酸的吸收和代谢 短链脂肪酸(SCFA)一般是食物纤维或聚糖在结肠中经厌氧菌发酵后产生的[5-6], 其速率>100 mmol/d[7-8]. 与甲酸、乙酸、丙酸比较, 丁酸在SCFA中所占比例较高. 结肠内SCFA的浓度因人们食物不同而有差别, 因肠道微生态菌群不同而有变化. 近端结肠内SCFA浓度高达70-140 mmol/L, 而远端结肠内下降到20-70 mmol/L. 结肠上皮细胞优先吸收利用丁酸[9-10]. 肝门循环中, 丁酸浓度较高[11], 汗液和粪便中也含有微量丁酸[6,12]. 一般食物中都不含丁酸, 但牛奶是人类的丁酸来源之一. 反刍动物是唯一的其奶中含有较多丁酸的动物. 全牛奶中含有的乳脂不到4%[13-15]. 100 mol牛乳脂中含有7.5-13.0 mol丁酸[15]. 人乳中的乳脂含量和牛、羊的近似, 但丁酸含量仅为乳脂的0.4%[16], 比牛乳脂中的丁酸含量(3.1%)和羊的(2.6%)低得多[17].用小猪体内研究表明, 丁酸只在结肠中合成, 其他内脏组织基本不合成丁酸. 核素示踪法[18]研究SCFA吸收的结果表明, 人结肠中, SCFA的吸收和代谢能力很强, 其中尤以丁酸为快. 正是由于其代谢速度很快, 所以人体内丁酸的血清半衰期仅仅6 min[19-20].
1.2 叶酸的吸收和代谢 叶酸是B族维生素之一, 由蝶啶对氨基苯甲酸和1个或多个谷氨酸结合而成. 人和其他哺乳动物都只能通过肠道吸收外源的叶酸而不能自身合成叶酸. 因此, 肠道在调节和控制叶酸的吸收与代谢、维持人体内叶酸的动态平衡方面起着决定性的作用[21]. 人体内叶酸供应不足是全世界都很常见的现象, 而肠道内叶酸吸收过程发生障°往往是其主要原因. 志愿者口服生理剂量的14C标记叶酸后, 10 min内就有被标记叶酸在血浆中出现[22], 2 h内达到峰值 ......
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