产生短链脂肪酸

2026年短链脂肪酸：产生机制、肠道微生物代谢与最新研究进展产生机制·菌群代谢·生理功能·前沿突破内容导览01产生机制从膳食纤维到短链脂肪酸的生成原理02菌群代谢菌属分工、交叉喂养与信号通路03生理功能肠道屏障、免疫、代谢与神经调控04前沿突破2026年最新研究进展与临床转化01产生机制从纤维到信使膳食纤维经肠道菌群发酵，转化为调控全身的核心代谢物定义与三大核心组分从定义、组成到三组分对比，建立SCFAs基础认知碳数少于7个挥发性有机酸，以乙酸、丙酸、丁酸为主菌群发酵来源由肠道菌群发酵膳食纤维产生，非人体合成组分碳数结肠占比核心角色乙酸2约60%进入外周循环，参与代谢与食欲调节丙酸3约20%主要在肝脏代谢，参与糖异生丁酸4约10-20%结肠上皮细胞首选能量来源膳食纤维是"原料"，肠道菌群是"工厂"，SCFAs是"核心产品"前体物质与生成原料厘清SCFAs的底物来源，明确不易消化碳水化合物的核心地位不易消化碳水化合物是短链脂肪酸的主要食物前体，未被小肠消化酶分解，直接进入盲肠和结肠成为发酵底物抗性淀粉来源：冷米饭、马铃薯、青香蕉非淀粉多糖来源：纤维素、果胶、β-葡聚糖低聚糖来源：菊粉、低聚果糖、甘露寡糖纤维供应不足时，微生物转向发酵氨基酸与蛋白质，SCFAs产量下降，并产生异丁酸、异戊酸等支链脂肪酸，可能改变代谢物谱，与胰岛素抵抗存在潜在关联三大合成代谢途径分述三种SCFAs各自的核心生成途径，呈现机制差异乙酸生成通过乙酰辅酶A或Wood-Ljungdahl途径代谢丙酮酸产生，将CO₂还原并与甲基结合生成乙酰辅酶A乙酰辅酶ACO₂还原丙酸生成主要经琥珀酸途径（琥珀酸→甲基丙二酰辅酶A），也可经丙烯酸酯途径、丙二醇途径合成琥珀酸途径丙烯酸酯途径丙二醇途径丁酸生成两分子乙酰辅酶A缩合为丁酰辅酶A，再经磷酸丁酰转移酶/丁酸激酶或丁酰-CoA:乙酸CoA转移酶途径转化为丁酸专性厌氧菌协作成网02菌群代谢微生物工厂菌属分工与交叉喂养，构成精密的生化流水线菌属分工与产酸职能菌属分工构成精密代谢网络，菌群结构比单一菌种丰度更能决定SCFAs产量。3类核心产酸菌属菌属分工决定产酸职能各菌属经独立代谢途径，共同构成SCFAs精密合成网络拟杆菌属经

琥珀酸途径

产生

乙酸

与

丙酸琥珀酸→丙酸·乙酸支路普氏粪杆菌·罗斯氏菌属专司丁酸

生产途径经

丁酰-CoA:乙酸CoA转移酶

途径实现双歧杆菌属·乳杆菌属底物发酵

低聚糖

为

乳酸

与

乙酸作用作为下游

丁酸生产

的中间底物交叉喂养与生产链条SCFAs生产并非单一菌株独立完成，而是依赖

微生物间的交叉喂养

网络步骤011初级降解双歧杆菌属等将复杂多糖分解为乳酸、乙酸等中间产物步骤022接力转化霍氏厌氧丁酸菌等专性菌群将乙酸和乳酸进一步转化为丁酸代谢互依优化能量回收效率，防止乳酸蓄积菌群结构完整性是SCFAs持续高产的前提浓度梯度与代谢归宿50-150mM结肠浓度最高100-500μM门静脉浓度递减更低外周血浓度最低丁酸（结肠）被结肠上皮细胞优先消耗，满足约

70%

的能量需求，几乎不进入体循环丙酸（门静脉）主要被肝脏摄取，参与糖异生，外周血浓度低乙酸（外周血）肝脏代谢有限，大量进入外周循环，是外周最丰富的SCFA粪便SCFA含量因梯度差异，难以完全反映体内真实动态双重信号调控机制SCFAs通过受体信号与表观遗传两个层面调控宿主GPCR受体激活激活FFAR2、FFAR3和GPR109AFFAR2对乙酸和丙酸反应相当，FFAR3对丙酸和丁酸更敏感HDAC抑制丁酸抑制组蛋白去乙酰化酶（HDACs），改变基因表达促进抗炎基因上调、促炎基因下调03生理功能全身信使从肠道屏障到肠脑轴，短链脂肪酸调控多系统稳态肠道屏障与抗炎免疫肠道屏障维护3项首选能量来源丁酸是结肠上皮细胞首选能量来源，满足约70%能量需求增强屏障完整性促进紧密连接蛋白合成，防止"肠漏"增厚黏液层刺激粘蛋白产生，增厚肠黏膜黏液层抗炎免疫调节3项抑制促炎信号抑制NF-κB等促炎信号通路，减少氧化应激诱导免疫耐受促进调节性T细胞分化，诱导免疫耐受优化菌群环境降低肠道pH，抑制病原菌增殖、促进有益菌生长糖脂代谢整体调控SCFAs的能量代谢调控：从肠道延伸至全身代谢网络SCFAs

作为肠道菌群代谢枢纽，通过

血糖

与

脂代谢

双通路参与全身能量代谢调控SCFAs水平不足与肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝进展密切相关血糖与食欲调控丙酸抑制肝糖异生，改善胰岛素敏感性丙酸延缓胃排空，增加GLP-1分泌，使餐后血糖慢升慢降SCFAs刺激PYY与GLP-1分泌，向大脑发送吃饱了信号脂代谢调控丙酸经门静脉进入肝脏，抑制脂质合成、降低胆固醇乙酸与丙酸减少脂肪堆积SCFAs参与脂肪酸合成与葡萄糖代谢平衡肠脑轴与神经保护SCFAs经循环系统与迷走神经双通路，远距调控中枢功能SCFAs通过

循环系统

与

迷走神经

双通路连接肠道与大脑，是调控中枢功能的关键信使。血脑屏障通透乙酸可通过中枢稳态机制穿过血脑屏障，降低食欲疾病风险关联SCFAs水平与

抑郁、焦虑、阿尔茨海默病

等神经精神疾病风险存在关联血脑屏障保护维持血脑屏障完整性，守护中枢稳态BDNF激活结合

GPR41、GPR43

触发脑源性神经营养因子分泌，促进神经元修复、抑制神经炎症神经递质调节参与

血清素、多巴胺

合成，影响情绪、睡眠与认知04前沿突破从机制到临床非经典信号感知机制，开启精准干预新方向2026年系统综述与代谢断层NatureMetabolism综述首次将免疫学、内分泌学、神经科学与营养学证据整合为完整生理调控地图指标人类祖先现代人膳食纤维日均摄入超过100克不足20克SCFAs占总能量需求约50%约2%现代西方饮食下纤维摄入断崖式下跌，正在系统性瓦解人类与肠道微生物协同进化数百万年的代谢防线，这是该领域自2016年Morrison与Preston奠基性综述以来最为系统的机制整合。01核心综述2026年7月GaryFrost团队于《NatureMetabolism》发表迄今最系统的SCFAs综述首次将免疫学、内分泌学、神经科学与营养学证据整合为完整生理调控地图。p38α直接感知新机制《ScienceAdvances》揭示SCFAs作为信号转导分子的全新非经典角色发表时间2026年7月研究团队浙江大学

吕志民/沈哲

团队发表期刊ScienceAdvances核心发现p38αMAPK是丙酸和丁酸的

直接感受器1直接结合丙酸、丁酸直接结合巨噬细胞

p38α，导致其

自磷酸化2磷酸化修饰自磷酸化的p38α进一步磷酸化

TRAF3，抑制其泛素化修饰3信号轴抑制阻碍

TBK1-IRF3

信号轴活化，下调

I型干扰素及炎症因子表达ScienceAdvances：完全独立于已知的HDAC抑制和GPCR激活功能——SCFAs作为

信号转导分子

的全新非经典角色，重构了对短链脂肪酸生物学功能的认知临床证据与干预前景从临床试验到检测技术，临床转化的现实边界与未来方向临床试验突破吕志民/沈哲团队单中心开放标签试验，3例活动期溃疡性结肠炎患者口服丙酸钠后均实现显著粘膜愈合，Geboes组织学评分显著下降临床相关性40例溃疡性结肠炎配对样本分析显示，粪便丙酸、丁酸水平与结肠黏膜中p38α自磷酸化呈显著正相关检测技术进展气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）及