丁酸盐在维持 肠屏障 中的作用

肠屏障 功能失调是 结肠直肠癌 的一个共同特征，使癌症传播和转移成为可能。健康的肠道屏障对于预防粘膜炎症、细菌易位和潜在的脓毒症至关重要。肠上皮屏障完整性的基本成分包括粘液层和控制细胞旁转运的紧密连接。粘液层用作限制腔内细菌对结肠上皮的接触和随后的有害影响的屏障。外层粘液层与肠道微生物组接触，而不可穿透的内层与上皮细胞接触。内外粘液层都允许代谢物进入上皮细胞。结肠屏障也被紧密连接的细胞间装置加强，调节离子和水的细胞旁通量。紧密连接的主要成分包括称为 claudins 的跨膜蛋白、紧密连接相关的奇迹蛋白 (TAMP)，如 occludins、连接粘附分子 (JAM) 和胞质蛋白，如 zonula occludens。这些细胞紧密连接蛋白可防止管腔内容物越过上皮层进入体循环。 Occludins、zonula occludens 1 (ZO-1)、claudin-1、claudin-3、claudin-4 和 Claudin-5 已被证明可促进屏障完整性，而 Claudin-2、claudin-7、claudin-10 和 Claudin -12 有相反的效果。

通过调节这些紧密连接蛋白和维持粘液层，丁酸盐始终与保持肠道屏障功能和完整性有关。在体外，丁酸盐与 claudin-1、claudin-3 和 claudin-4 的增加以及伴随的 claudin-2 的减少有关，从而导致紧密连接增强。在小鼠中，丁酸盐已被证明可以增强紧密连接、减少炎症并防止细菌易位。mucin-2 (MUC2) 的表达，它是胃肠道表面结肠粘膜保护系统的主要组成部分，丁酸盐也显示该表达升高。
除了肠内丁酸盐对肠道屏障保护的益处外，丁酸盐的肠胃外给药也可能对肠源性败血症发挥保护作用。给接受盲肠结扎和穿刺的大鼠静脉注射丁酸盐可改善存活率和相关的粘膜损伤。通过增加紧密连接蛋白claudin-1和ZO-1的表达，肠外丁酸盐改善屏障的机制与肠内丁酸盐相关的机制相似。进一步的工作在依赖肠外营养的大鼠模型中证实了这些发现，其中添加静脉内丁酸盐导致紧密连接蛋白和粘蛋白的表达增加，肠道通透性降低。
在体外和体内实验中，丁酸盐对肠道屏障完整性的保护作用强烈暗示丁酸盐是黏膜增殖、屏障完整性和手术愈合的重要因素。这些影响与 结肠直肠癌 手术有关。