胆汁酸对糖脂代谢影响的研究现状

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胆汁酸的营养生理作用及代谢调控研究进展

胆汁酸的营养生理作用及代谢调控研究进展

动物营养学报2019,31(5):2002⁃2011ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2019.05.005胆汁酸的营养生理作用及代谢调控研究进展王㊀朋㊀林㊀森㊀吴㊀德㊀方正锋∗(四川农业大学动物营养研究所,教育部动物抗病营养重点实验室,成都611130)摘㊀要:胆汁酸(BA)是由胆固醇在肝脏代谢产生的具有两性分子结构的化合物,对营养物质的消化吸收代谢和动物健康均有重要作用㊂一方面,BA通过其洗涤特性促进食物中脂类和脂溶性维生素的消化吸收,同时,BA还可以激活法尼醇X受体(FXR)㊁G蛋白偶联BA受体1(GPBAR1)和维生素D受体(VDR),从而在糖代谢㊁脂类代谢㊁免疫调节和BA稳态调节方面发挥重要作用;另一方面,由于高浓度的BA特别是疏水性强的BA表现出细胞毒性,妊娠期肝脏内胆汁淤积被认为是导致胎儿宫内发育迟缓㊁宫内窘迫症㊁早产甚至死亡的重要因素㊂本文简要介绍了BA的分类㊁BA的营养生理功能㊁BA稳态及营养对BA稳态的调节,以期为动物营养研究及动物生产调控提供新的视觉和参考㊂关键词:胆汁酸;糖代谢;脂代谢;胎儿存活;胆汁酸稳态;营养中图分类号:S811.2㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2019)05⁃2002⁃10收稿日期:2018-10-24基金项目:国家自然科学基金项目(31472109);四川农业大学杰青后备人选培养基金项目(00924104);四川铁骑力士校企合作项目(009H0405)作者简介:王㊀朋(1988 ),男,河南安阳人,博士研究生,从事胆汁酸代谢与种猪营养研究㊂E⁃mail:w1angp2eng@outlook.com∗通信作者:方正锋,教授,博士生导师,E⁃mail:ZFang@sicau.edu.cn㊀㊀胆汁酸(bileacid,BA)是由高度不溶于水的胆固醇在肝脏通过分解代谢产生的可溶于水的化合物㊂BA分子通常由4个固醇环和1条由5个碳原子构成的酸性支链组成,其中固醇环形成的晶格结构包含1个凸起的疏水面和1个凹陷的亲水面,酸性支链则通常与甘氨酸或牛磺酸发生结合反应,形成不同种类的BA(图1)㊂BA的两性分子结构使其可以通过胶束的形成促进肠道对食物中脂类和脂溶性维生素的消化吸收㊂此外,BA分子中羟基的数量和位置决定其具有不同的疏水性,强的疏水性通常伴随着强的细胞毒性㊂近年来,BA受体法尼醇X受体(farnesoidXreceptor,FXR)㊁G蛋白偶联BA受体1(Gprotein⁃coupledbileacidreceptor1,GPBAR1,又称TGR5)和维生素D受体(vitaminDreceptor,VDR)的相继发现以及这些受体对葡萄糖㊁脂类和BA代谢的调节作用[1-3]赋予了BA更多的生理调控功能㊂本文主要围绕BA的分类㊁BA的营养生理功能㊁BA稳态及营养对BA稳态的调节进行简要综述,以期为动物营养研究及动物生产调控提供新的视觉和参考㊂1㊀BA的分类㊀㊀根据合成部位的不同,BA通常分为初级BA和次级BA㊂肝脏合成的BA被称为初级BA,这个过程分别由胆固醇7α羟化酶(cholesterol7α⁃hydroxylase,CYP7A1)及下游酶介导的经典途径和固醇27α羟化酶(cholesterol27⁃xylase,CY27A1)及下游酶介导的替代途经组成,这2条通路分别合成了大约75%和25%的BA[3]㊂初级BA在不同物种间存在较大差异,人上主要由胆酸(cholicacid,CA)和鹅脱氧胆酸(chenodeoxycholicacid,CDCA)组成,啮齿动物上主要由CA㊁α-鼠胆酸(α⁃muricholicacid,α⁃MCA)和β-鼠胆酸(β⁃muricholicacid,β⁃MCA)组成[4],猪上主要由猪胆酸(hyocholicacid,HCA)㊁CDCA和CA组成[5]5期王㊀朋等:胆汁酸的营养生理作用及代谢调控研究进展(图2)㊂由于BA具有两性性质,因此,在其向胆管腔分泌之前,初级BA通常与牛磺酸或甘氨酸结合形成甘氨结合型胆汁酸(glycineconjugatedbileacid,G⁃BA)或牛磺结合型胆汁酸(taurineconjuga⁃tedbileacid,T⁃BA),从而阻止非结合型BA以被动扩散方式重新返回肝脏㊂不同物种上结合型BA组成也不尽相同,例如人血液中BA均以G⁃BA为主,而啮齿动物上血液中BA以T⁃BA为主[6]㊂进入肠道后,结合型BA经由肠道微生物加工修饰后生成的BA我们称之为次级BA㊂由于次级BA均由初级BA代谢产生,故其组成也存在物种间差异㊂例如,人上主要包括石胆酸(litho⁃cholicacid,LCA)和脱氧胆酸(deoxycholicacid,DCA),啮齿动物上主要包括ω-鼠胆酸(ω⁃muri⁃cholicacid,ω⁃MCA)㊁熊脱氧胆酸(ursodeoxychol⁃icacid,UDCA)㊁DCA和LCA[7],猪上则主要包括猪脱氧胆酸(hyodeoxycholicacid,HDCA)㊁DCA㊁LCA和UDCA[8]㊂重吸收返回肝脏的次级BA通常以T⁃BA或G⁃BA形式存在㊂㊀㊀CA:胆酸;CDCA:鹅脱氧胆酸;α⁃MCA:α-鼠胆酸;β⁃MCA:β-鼠胆酸;HCA:猪胆汁酸;ω⁃MCA:ω-鼠胆酸;DCA:脱氧胆酸;HDCA:猪脱氧胆酸;LCA:石胆酸;UDCA:熊脱氧胆酸;Glycine:甘氨酸;Taurine:牛磺酸;Primary:初级;Secondary:次级㊂图1㊀胆汁酸结构与组成Fig.1㊀Structureandcompositionofbileacids[14]2㊀BA的营养生理作用2.1㊀BA对脂类和脂溶性维生素消化吸收的作用㊀㊀脂类是动物主要的能量储存㊁信号传导以及质膜骨架成分,对动物健康具有至关重要的作用㊂BA通过形成混合胶束促进脂类和脂溶性维生素的溶解㊁消化和吸收[7]㊂小肠中,胶束的形成使脂肪酸和甘油一酯的含量提升大约1000倍,进而使脂类物质的扩散速度加快大约100倍㊂但是,只有当BA浓度超过其临界胶束浓度,混合胶束才可以有效发挥其功能㊂因此,小肠中BA浓度对于食物中脂类和脂溶性维生素溶解㊁消化和吸收具有至关重要的作用㊂㊀㊀此外,BA对脂类和脂溶性维生素消化吸收的作用存在剂量和组成差异㊂在不影响肉鸡平均日采食量的前提下,饲粮添加猪胆汁酸可以显著提高脂蛋白连接酶㊁脂肪酶活性和第1 42天平均日增重,显著降低第1 42天料重比[9]㊂人食物中额外添加CA也可显著提高胆固醇吸收[10]㊂然而,较低剂量(40mg/kg)猪胆汁酸并不会提高饲粮脂肪和脂溶性维生素消化吸收,而只有较高剂量(60和80mg/kg)猪胆汁酸可以显著改善肉鸡生长性状㊂此外,与CA相比,人食物中添加CDCA并不能显著提高胆固醇吸收,添加DCA甚至产生相反3002㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷效果[11],这与家禽和猪上研究结果[12-13]一致㊂这些BA效果的不同可能与机体对不同BA的应答有关㊂对上述结果分析发现,CA在显著提高肠腔内CA以及总胆汁酸(totalbileacid,TBA)浓度的同时,对其他种类BA影响很小[10],相反,CDCA并不能提高肠腔内CDCA浓度以及餐后TBA浓度峰值,DCA虽然提高了肠腔中DCA浓度,但是其肠腔内TBA浓度峰值并未改变[11]㊂㊀㊀CYP7A1:胆固醇7α羟化酶;CYP27A1:固醇27α羟化酶;CYP8B1:固醇12α羟化酶;CYP7B1:氧固醇7α羟化酶;BACS:胆汁酸辅酶A合成酶;BAAT:胆汁酸辅酶A氨基酸N-乙酰转移酶;UGTs:尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶;SULTs:磺基转移酶;BSH:胆盐水解酶;CA:胆酸;CDCA:鹅脱氧胆酸;GCA:甘氨结合型胆酸;TCA:牛磺结合型胆酸;GC⁃DCA:甘氨结合型鹅脱氧胆酸;TCDCA:牛磺结合型鹅脱氧胆酸;BA⁃sulfate:硫酸化胆汁酸;BA⁃glucuronide:葡萄糖醛酸化胆汁酸;DCA:脱氧胆酸;LCA:石胆酸;α⁃MCA:α-鼠胆酸;β⁃MCA:β-鼠胆酸;Gα⁃MCA:甘氨结合型α-鼠胆酸;Tα⁃MCA:牛磺结合型α-鼠胆酸;Gβ⁃MCA:甘氨结合型β-鼠胆酸;Tβ⁃MCA:牛磺结合型β-鼠胆酸;HCA:猪胆汁酸;HDCA:猪脱氧胆酸;ω⁃MCA:ω-鼠胆酸;MDCA:鼠脱氧胆酸㊂图2㊀胆汁酸合成与代谢Fig.2㊀Bileacidssynthesisandmetabolism[22-24]2.2㊀BA对肝脏代谢稳态及健康的作用㊀㊀肝脏位于消化道和全身循环的中央位置,在机体葡萄糖代谢和脂代谢上发挥着关键作用㊂肝脏一方面可以通过肝糖原和糖异生作用维持葡萄糖稳态,另一方面通过吸收食物中甘油三酯和胆固醇合成新的胆固醇,新合成的胆固醇在肝脏作用下合成BA,进一步作用于肠道,发挥其促进脂类代谢作用㊂肝脏代谢异常会导致包括糖尿病和动脉粥样硬化在内的多种疾病的发生,因此,维持肝脏代谢稳态对动物和人类健康具有十分重要作用㊂2.2.1㊀BA与葡萄糖代谢㊀㊀作为FXR的内源配体,BA通过激活FXR调节葡萄糖代谢[15](图3),该调节存在时间和组织效应㊂FXR激动剂CA和人工合成GW4064短期(5 16d)处理小鼠均可通过抑制糖异生途径进而显著降低葡萄糖含量[15-16]㊂意料之外的是,GW4064长期处理小鼠却会产生相反效果[16]㊂GW4064长期(3个月)处理高脂饲粮饲喂小鼠可显著提高血液葡萄糖含量和葡萄糖不耐受性,这种相反的结果与小鼠BA合成降低和BA池减少有关,使用CA替代GW4064可以逆转上述代谢异常㊂以上结果提示,长期使用合成的FXR激动剂并不利于葡萄糖代谢的长期调节,天然BA在葡萄糖代谢长期调节中效果更趋于稳定㊂肝脏和肠道是FXR基因表达水平最高的部位[3],然而肠道与肝脏FXR的激活会产生截然不同的功效㊂小鼠上研究发现,BA可通过激活肝脏FXR降低禁食葡萄糖水平,主要表现为促进肝糖原合成和降低糖异生[16-17](图3)㊂相反,阻止肠道FXR基因表达反而有助于机体葡萄糖稳态的维持[18-20]㊂40025期王㊀朋等:胆汁酸的营养生理作用及代谢调控研究进展㊀㊀Bileacids:胆汁酸;Liver:肝脏;Gut:肠道;Pancreas:胰腺;Microbiome:微生物;Lcells:肠道内分泌L细胞;FGF15/FGF19:成纤维细胞生长因子15/19;FGFR4/β⁃Klotho:成纤维生长因子受体4/成纤维细胞生长因子21(FGF21)的辅助因子;PEPCK:磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶;G6Pase:葡萄糖-6-磷酸酶;ChREBP:碳水化合物应答元件-结合蛋白;Gluconeogen⁃esis:糖异生作用;Glycogen:糖原;FXR:法尼醇X受体;TGR5:G蛋白偶联胆汁酸受体1;GLP⁃1:胰高血糖素样肽-1;Glu⁃cose:葡萄糖;αcell:胰腺α细胞;Pro⁃glucagon:胰高血糖素原;GLP⁃1R:胰高血糖素样肽-1受体;βcell:胰腺β细胞;Insu⁃lin:胰岛素㊂图3㊀胆汁酸信号调控机体血糖响应Fig.3㊀Bileacidssignalingcontrolsystemicglycemicresponse[37]㊀㊀BA还可通过激活TGR5调节葡萄糖代谢[21]㊂TGR5是一种G蛋白偶联受体,在肠道㊁胆囊㊁棕色和白色脂肪组织㊁骨骼肌㊁大脑和胰腺中广泛表达㊂BA激活肠道FXR会抑制胰高血糖素样肽-1(glucagon⁃likepeptide1,GLP⁃1)的分泌,相反,BA激活TGR5可促进肠道L细胞分泌GLP⁃1,后者可作用于胰腺β细胞,促进胰岛素分泌,调节葡萄糖代谢[21]㊂肠道FXR与TGR5对GLP⁃1的相反调控意味着肠道L细胞TGR5的激活可能是采食后的一种快速响应,而FXR的激活可能是一种延迟的响应㊂2.2.2㊀BA与脂类代谢㊀㊀除了参与食物中脂类和脂溶性维生素溶解㊁消化和吸收之外,BA还以其他途径参与调节脂类代谢㊂与健康人相比,胆结石病人有更高的胆固醇合成㊁更低的BA合成和更少的BA池,进而导致更多的胆固醇分泌进入胆汁[25]㊂早期研究发现,采用CA㊁CDCA和UDCA可以溶解胆结石[26]㊂一方面,BA(例如CDCA)可以在胆囊中溶解胆固醇进而破坏其结晶和胆结石的形成[27-28];另一方面,BA还可通过激活FXR调节脂类代谢[29-33]㊂与葡萄糖代谢相似的是,BA或GW4064短期处理均可通过激活FXR改变参与脂肪酸㊁甘油三酯和脂蛋白代谢的基因表达,显著降低血浆甘油三酯和胆固醇含量,维持正常脂质代谢[1,30,32]㊂GW4064长期处理反而会显著提高高脂饲粮诱导的血液中甘油三酯累积,使用CA替代GW4064可以完全阻止这种现象发生[34]㊂这意味着长期使用合成的FXR激动剂也不利于脂类代谢的长期调节,天然BA在脂类代谢长期调节中效果更趋稳定㊂此外,BA还可通过激活FXR调节自身代谢[35-36],使BA维持在相对恒定水平,该部分将在3.1详细描述㊂综合前述,BA在调节机体脂类代谢中具有极其重要的作用㊂2.3㊀BA对肠道发育及健康的作用㊀㊀不同BA对于肠道细胞的增殖可能具有不同5002㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷的调节作用㊂与野生型小鼠相比,FXR敲除小鼠结肠细胞增殖速度更快㊂与此一致的是,CA㊁CD⁃CA㊁DCA和LCA均可抑制大鼠小肠细胞增殖[38]㊂相反的是,TCA处理可以促进大鼠小肠细胞增殖[38],而CDCA处理可显著提高全静脉营养仔猪小肠重量及回肠绒隐比,同时改善肠外营养引起的FXR下游标志因子成纤维生长因子(fibro⁃blastgrowthfactor,FGF)19和促肠道生长营养因子胰高血糖素样肽-2(glucagon⁃likepeptide⁃2,GLP⁃2)分泌的下降[39]㊂这些不一致的结果提示,除了FXR之外,还有其他途径参与调节肠道细胞的增殖㊂BA对肠道细胞增殖的调控可能是通过影响酪氨酸激酶㊁表皮生长因子受体㊁细胞外信号调节激酶㊁TGR5以及FXR信号通路共同起作用㊂㊀㊀除了调节肠细胞的增殖外,维持FXR的活性还有助于缓解炎症并维持肠道上皮屏障的完整性,抑制微生物进入肠道,进而调控肠道微生物生长㊂研究显示,FXR激动剂可抑制肠道巨噬细胞肿瘤坏死因子α㊁白细胞介素-1β㊁白细胞介素-6㊁环氧合酶-1和环氧合酶-2等基因表达㊂同时,野生型小鼠灌喂FXR激动剂INT747可以显著缓解葡聚糖硫酸钠诱导的肠道炎症反应增强㊁形态学评分下降和杯状细胞损失等结肠炎症状,而对于FXR敲除小鼠则无效[40]㊂此外,INT747还显著降低了肠道的通透性并抑制了肠道炎症因子的表达㊂以上结果表明激活FXR有助于缓解肠道炎症反应㊂2.4㊀BA对胎儿存活的影响及机制㊀㊀综合上文,BA对脂类吸收㊁糖脂代谢㊁肠道发育和健康均有正向调控作用㊂但不容忽视的是,BA的疏水性特征使其表现出细胞毒性,BA的大量累积会损害机体健康㊂大量研究显示,BA代谢与胎儿存活之间存在密切关联[41-42]㊂阐明BA与胎儿存活之间关系的典型临床案例是妊娠期肝内胆汁淤积(intrahepaticcholestasisofpregnancy,ICP)㊂研究发现,母体血清TBA含量ȡ40μmol/L的孕妇比TBA含量<40μmol/L的孕妇有更高的胎儿综合征发生率[43]㊂此外,怀双胞胎孕妇的ICP发生率(20% 22%)远高于怀单胎孕妇(0.5% 1.5%)[41],提示孕育的胎儿数可能会影响孕妇胆汁淤积发生㊂本实验室前期在妊娠母猪上的研究也证实母体BA代谢紊乱严重威胁胎猪存活[44]㊂㊀㊀对BA与胎儿存活之间关系研究发现,妊娠早期胎儿肝脏即可利用胆固醇合成BA[45],然而妊娠期胎儿和新生儿的BA肠肝循环尚未完全成熟,因此,虽然母体㊁胎儿之间BA转运是双向的,但是传统观点认为,胎儿很大程度上依赖胎盘将BA转运进入母体进行代谢㊂ICP患者升高的母体BA浓度损害胎盘BA转运能力,导致胎儿BA浓度升高[46-47]㊂升高的胎儿BA浓度可能通过以下途径导致胎儿死亡:途径1,BA可显著提高分泌型磷脂酶A2活性,导致肺泡表面活性剂失活[48];途径2,BA(尤其是TCA)可以通过引起心肌细胞收缩异常,导致胎儿宫内猝死[49]㊂3㊀BA代谢稳态及调控㊀㊀如前文所述,BA营养生理作用具有两面性:一方面,适宜浓度的BA有助于肠道对脂类的消化吸收,维持肝脏葡萄糖代谢和脂类代谢平衡;另一方面,当BA代谢尤其是BA分泌和脱毒(硫酸化㊁羟基化和葡萄糖醛酸化)机能受损时,肝脏合成的BA无法有效转运出肝脏或通过肾脏排泄,导致大量BA或胆盐在肝脏细胞和血液中累积,此时,BA会表现出有害的一面,机体过高浓度的BA会威胁母体健康和胎儿存活㊂因此,维持BA稳态对机体健康具有重要意义㊂3.1㊀BA稳态及其调控的分子机制㊀㊀机体主要通过FXR信号通路维持BA稳态[35-36]㊂FXR调节BA代谢主要通过以下2条途径:途径1,BA激活肝脏FXR,提高小异源二聚体分子伴侣(smallheterodimerpartner,SHP)基因表达,进而抑制CYP7A1和固醇12α羟化酶(sterol12α⁃hydroxylase,CYP8B1)基因表达,需要指出的是,肝脏FXR对CYP7A1调节作用似乎要弱于CYP8B1;途径2,BA激活肠道FXR,提高FGF15(鼠)或FGF19(人和猪)表达和分泌,进而抑制肝脏CYP7A1和CYP8B1表达㊂此外,近期研究发现,BA还可以通过激活肠道VDR进而抑制肝脏CYP7A1表达[50],该部分将在3.4.3详细描述㊂因此,BA也可能通过VDR调节BA合成㊂3.2㊀繁殖激素对BA稳态的调控㊀㊀临床研究发现,繁殖激素中雌激素与胆汁淤积疾病密切相关㊂大鼠上一系列研究发现,雌激素代谢产物雌二醇17-β葡萄糖醛酸㊁雌三醇-17β(β-D-葡萄糖醛酸)和雌三醇-16α(β-D-葡60025期王㊀朋等:胆汁酸的营养生理作用及代谢调控研究进展萄糖醛酸)均可通过抑制胆盐输出泵(bilesaltex⁃portpump,BSEP)基因表达阻止BA分泌进入胆囊,进而诱导胆汁淤积发生[51-53],而硫酸化雌激素D-环葡萄糖醛酸可以消除其致胆汁淤积作用[54]㊂㊀㊀虽然雌激素D-环葡萄糖醛酸在啮齿动物BA代谢上具有重要作用,然而孕酮似乎对BA稳态具有更强的调控作用㊂早期研究揭示,胆汁淤积孕妇有更高的血清孕酮含量[54]和更高的硫酸化孕酮代谢产物含量[55-57]㊂最新研究进一步揭示了硫酸化孕酮代谢产物与BA代谢之间的关系㊂作为FXR的部分激动剂,硫酸化孕酮代谢产物可以竞争性抑制BA介导的FXR激活,影响肝脏BA吸收[58]和转运[52],导致胆汁淤积发生㊂3.3㊀肠道微生物对BA稳态的调控㊀㊀肠道微生物在次级BA合成中发挥至关重要作用㊂在肠道微生物作用下,初级结合型BA先后经过去结合反应,C3㊁C7和C12位羟基氧化和7α㊁7β脱羟基以及差向异构化反应,合成次级BA[3]㊂具有去结合作用的肠道菌属主要有拟杆菌㊁梭菌㊁乳杆菌㊁双歧杆菌和李氏杆菌,具有7α脱羟基作用的肠道菌属主要为梭菌属和真杆菌属㊂此外,拟杆菌属㊁真杆菌属㊁梭菌属㊁肠杆菌属㊁消化链球菌属等还具有催化C3㊁C7和C12位羟基氧化和异构化的功能[59]㊂此外,经由肠道微生物代谢产生的次级BA还可进一步通过FXR调节BA代谢㊂近期研究揭示了小鼠肠道微生物可以通过降低牛磺β-鼠胆酸(taurineconjugatedbeta⁃muricholic,TβMCA)含量,缓解其对FXR的抑制作用,进而降低机体TBA浓度[4]㊂㊀㊀作为介导微生物-宿主之间相互作用的媒介,BA可以影响微生物菌群结构和宿主代谢通路㊂一方面,BA通过促进BA代谢菌生长,从而抑制其他BA敏感菌生长;另一方面,胆汁流动受阻会导致肠道微生物过度增殖和肠黏膜损伤,进而导致细菌易位通过黏膜屏障,引起系统性感染[60-61]㊂额外摄入BA可以抑制胆管堵塞导致的细菌过度增殖和易位[62],BA这种功能发挥与其发挥洗涤剂特性摧毁细菌质膜和通过FXR诱导免疫系统产生抗菌剂(例如白细胞介素-8)有关[63]㊂3.4㊀营养对BA稳态的调控3.4.1㊀葡萄糖㊀㊀BA可以调节葡萄糖代谢,这个过程反之亦然㊂采食后血液TBA和肝脏CYP7A1表达水平增加的同时,BA⁃FXR⁃FGF15介导的BA合成负反馈调节却并未发挥作用,该发现表明食物中营养参与BA合成调节[64]㊂采用葡萄糖处理禁食小鼠后发现,其肝脏CYP7A1表达可以达到采食后水平,这意味着采食后BA合成能力的增加可能是由升高的血液葡萄糖含量引起的,而甘油三酯处理却并未取得同样效果㊂这种采食后葡萄糖和BA代谢之间的相互调节对于采食后葡萄糖稳态可能具有重要作用,机体对禁食和餐后BA合成的响应异常可能会导致糖尿病和肥胖的发生㊂3.4.2㊀脂类㊀㊀在胆固醇分解代谢中,大约50%的胆固醇在肝脏转化为BA,因此,作为BA合成前体,胆固醇也可通过调节BA代谢维持自身平衡㊂此外,剩下大约40%胆固醇进入胆汁最终以粪便形式排出㊂早期研究发现,高胆固醇或高脂摄入可以显著提高粪便中BA的排泄[65-66],然而其是否可以提高肝脏BA合成能力,目前尚无确切结论㊂但是,高脂食物可以改变粪便中BA组成,降低UDCA/DCA值[63],因而对BA代谢有潜在的调节作用㊂3.4.3㊀维生素A和维生素D㊀㊀BA在促进肠道对食物中脂溶性维生素消化吸收的同时,脂溶性维生素A和维生素D也可反过来调节BA代谢㊂维生素A和维生素D调节BA代谢主要通过影响BA合成和BA脱毒2方面㊂近期研究发现,维生素A和维生素D均可通过降低CYP7A1表达抑制BA合成[50]㊂然而,两者的具体机制又不尽相同㊂维生素D活性形式(1α,25-二羟基维生素D3)可通过VDR提高FGF15表达进而抑制CYP7A1表达㊂维生素A可通过同时提高肠道FGF15和肝脏SHP表达进而抑制CYP7A1表达㊂维生素A双重调节机制为病理性肠道负反馈受损条件下维持BA稳态提供了新的可能㊂此外,1α,25-二羟基维生素D3可通过激活VDR,诱导BA脱毒基因细胞色素P4503A4基因表达,降低肝脏和肠道中LCA毒性[2],缓解LCA引发的结肠癌[67]㊂因此,维生素A和维生素D可通过BA合成和脱毒2方面维持BA代谢稳态,保护机体健康㊂3.4.4㊀果胶㊀㊀果胶是在植物细胞壁的初生壁和细胞中间片层中广泛存的一类杂多糖,根据其分子主链和支链结构的不同,果胶主要分为同型半乳糖醛酸聚7002㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷糖㊁鼠李半乳糖醛酸聚糖㊁鼠李半乳糖醛酸聚糖Ⅱ和木糖半乳糖醛酸聚糖㊂作为一种可溶性膳食纤维,人和啮齿动物上研究均表明,果胶可以调节BA代谢[68-70]㊂其途径主要包括:1)提高肝脏BA合成限速酶CYP7A1活性,增加BA合成;2)降低BA重吸收,增加粪便中BA排出㊂4 小结与展望㊀㊀BA作为FXR㊁TGR5和VDR等关键信号分子的天然配体,使BA在营养㊁生理及免疫方面的调控作用越来越受到人们的关注,但是目前的研究主要集中在人和模式动物(主要是大鼠和小鼠)上,关于BA代谢与动物生产的关系及其调控在畜禽上还缺乏系统深入的研究㊂值得重视的是,对于新生期㊁快速生长期或特殊营养干预(如肠外营养)动物,适宜的BA浓度有助于肠道对脂类和脂溶性维生素的消化吸收,促进肠道生长发育,并有调节肠道微生物和免疫力的作用;对于成年非妊娠动物,BA不仅促进食物中脂类的消化和吸收,还可通过调节糖脂代谢维持机体健康;然而,对于孕妇和妊娠动物,机体BA淤积会损害母体和胎儿健康,提高胎儿宫内发育迟缓㊁早产甚至死亡等不良结局的风险㊂因此,客观全面地认识BA的营养生理作用㊁科学合理地调控BA代谢,对维护人和动物健康㊁提高动物生产均具有重要意义㊂参考文献:[1]㊀SINALCJ,TOHKINM,MIYATAM,etal.TargetedDisruptionofthenuclearreceptorFXR/BARimpairsbileacidandlipidhomeostasis[J].Cell,2000,102(6):731-744.[2]㊀MAKISHIMAM,LUTT,XIEW,etal.VitaminDreceptorasanintestinalbileacidsensor[J].Science,2002,296(5571):1313-1316.[3]㊀LEFEBVREP,CARIOUB,LIENF,etal.Roleofbileacidsandbileacidreceptorsinmetabolicregulation[J].PhysiologicalReviews,2009,89(1):147-191.[4]㊀SAYINSI,WAHLSTRÖMA,FELINJ,etal.Gutmi⁃crobiotaregulatesbileacidmetabolismbyreducingthelevelsoftauro⁃beta⁃muricholicacid,anaturallyoccur⁃ringFXRantagonist[J].CellMetabolism,2013,17(2):225-235.[5]㊀PEREIRA⁃FANTINIPM,LAPTHORNES,JOYCESA,etal.AlteredFXRsignallingisassociatedwithbileaciddysmetabolisminshortbowelsyndrome⁃associat⁃edliverdisease[J].JournalofHepatology,2014,61(5):1115-1125.[6]㊀GARCÍA⁃CAÑAVERASJC,DONATOMT,CAS⁃TELLJV,etal.Targetedprofilingofcirculatingandhepaticbileacidsinhuman,mouse,andratusingaUPLC⁃MRM⁃MS⁃validatedmethod[J].TheJournalofLipidResearch,2012,53(10):2231-2241.[7]㊀DEAGUIARVALLIMTQ,TARLINGEJ,ED⁃WARDSPA.Pleiotropicrolesofbileacidsinmetabo⁃lism[J].CellMetabolism,2013,17(5):657-669.[8]㊀宋雨默.万古霉素对妊娠母猪肠道菌群及胆汁酸稳态的影响研究[D].硕士学位论文.成都:四川农业大学,2017:26-32.[9]㊀LAIWQ,HUANGWG,DONGB,etal.Effectsofdietarysupplementalbileacidsonperformance,car⁃casscharacteristics,serumlipidmetabolitesandintes⁃tinalenzymeactivitiesofbroilerchickens[J].PoultryScience,2018,97(1):196-202.[10]㊀WOOLLETTLA,BUCKLEYDD,YAOLH,etal.Cholicacidsupplementationenhancescholesterolab⁃sorptioninhumans[J].Gastroenterology,2004,126(3):724-731.[11]㊀WANGYW,JONESPJH,WOOLLETTLA,etal.Effectsofchenodeoxycholicacidanddeoxycholicacidoncholesterolabsorptionandmetabolisminhumans[J].TranslationalResearch,2006,148(1):37-45.[12]㊀PIEKARSKIA,DECUYPEREE,BUYSEJ,etal.Chenodeoxycholicacidreducesfeedintakeandmodu⁃latestheexpressionofhypothalamicneuropeptidesandhepaticlipogenicgenesinbroilerchickens[J].GeneralandComparativeEndocrinology,2016,229:74-83.[13]㊀DEDIEGO⁃CABERON,MEREUA,MENOYOD,etal.Bileacidmediatedeffectsongutintegrityandperformanceofearly⁃weanedpiglets[J].BMCVeteri⁃naryResearch,2015,11:111.[14]㊀SWANNJR,WANTEJ,GEIERFM,etal.Systemicgutmicrobialmodulationofbileacidmetabolisminhosttissuecompartments[J].ProceedingsoftheNa⁃tionalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofA⁃merica,2011,108(Suppl.1):4523-4530.[15]㊀MAK,SAHAPK,CHANL,etal.FarnesoidXre⁃ceptorisessentialfornormalglucosehomeostasis[J].JournalofClinicalInvestigation,2006,116(4):1102-1109.[16]㊀ZHANGYQ,LEEFY,BARRERAG,etal.Activa⁃tionofthenuclearreceptorFXRimproveshyperglyce⁃80025期王㊀朋等:胆汁酸的营养生理作用及代谢调控研究进展miaandhyperlipidemiaindiabeticmice[J].Proceed⁃ingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnit⁃edStatesofAmerica,2006,103(4):1006-1011.[17]㊀POTTHOFFMJ,BONEY⁃MONTOYAJ,CHOIM,etal.FGF15/19regulateshepaticglucosemetabolismbyinhibitingtheCREB⁃PGC⁃1αpathway[J].CellMetabolism,2011,13(6):729-738.[18]㊀LIF,JIANGCT,KRAUSZKW,etal.MicrobiomeremodellingleadstoinhibitionofintestinalfarnesoidXreceptorsignallinganddecreasedobesity[J].NatureCommunications,2013,4:2384.[19]㊀JIANGCT,XIEC,LIF,etal.IntestinalfarnesoidXreceptorsignalingpromotesnonalcoholicfattyliverdisease[J].JournalofClinicalInvestigation,2015,125(1):386-402.[20]㊀JIANGCT,XIEC,LVY,etal.Intestine⁃selectivefarnesoidXreceptorinhibitionimprovesobesity⁃relat⁃edmetabolicdysfunction[J].NatureCommunica⁃tions,2015,6:10166.[21]㊀THOMASC,GIOIELLOA,NORIEGAL,etal.TGR5⁃mediatedbileacidsensingcontrolsglucoseho⁃meostasis[J].CellMetabolism,2009,10(3):167-177.[22]㊀WAHLSTRÖMA,SAYINSI,MARSCHALLHU,etal.Intestinalcrosstalkbetweenbileacidsandmicro⁃biotaanditsimpactonhostmetabolism[J].CellMe⁃tabolism,2016,24(1):41-50.[23]㊀EYSSENHJ,DEPAUWG,VANELDEREJ.For⁃mationofhyodeoxycholicacidfrommuricholicacidandhyocholicacidbyanunidentifiedgram⁃positiverodtermedHDCA⁃1isolatedfromratintestinalmicro⁃flora[J].AppliedandEnvironmentalMicrobiology,1999,65(7):3158-3163.[24]㊀BERGSTRÖMS,DANIELSSONH,GÖRANSSONÅ.Onthebileacidmetabolisminthepig.Bileacidsandsteroids.81[J].ActaChemicaScandinavica,1959,13:776-783.[25]㊀KERNF,Jr.Effectsofdietarycholesteroloncholester⁃olandbileacidhomeostasisinpatientswithcholester⁃olgallstones[J].TheJournalofClinicalInvestigation,1994,93(3):1186-1194.[26]㊀HOFMANNAF,HAGEYLR.Keydiscoveriesinbileacidchemistryandbiologyandtheirclinicalap⁃plications:historyofthelasteightdecades[J].TheJournalofLipidResearch,2014,55(8):1553-1595.[27]㊀ISERJH,SALIA.Chenodeoxycholicacid:areviewofitspharmacologicalpropertiesandtherapeuticuse[J].Drugs,1981,21(2):90-119.[28]㊀BELLGD,WHITNEYB,DOWLINGRH.Gallstonedissolutioninmanusingchenodeoxycholicacid[J].TheLancet,1972,300(7789):1213-1216.[29]㊀KASTHR,NGUYENCM,SINALCJ,etal.Farne⁃soidX⁃activatedreceptorinducesapolipoproteinC⁃Ⅱ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【2019年整理】-10-24胆汁酸与糖脂代谢关系的综述

【2019年整理】-10-24胆汁酸与糖脂代谢关系的综述

胆汁酸与血糖、血脂及能量代谢关系的研究进展[摘要]过去胆汁酸仅仅被作为肝脏中来源于胆固醇的两亲性分子,可促进胆固醇、脂溶性维生素和脂质的吸收。

近几十年的研究显示——胆汁酸涉及多种代谢过程(血糖代谢、血脂代谢、能量代谢),与这些过程中的某些基因表达及细胞信号通路的调节有关。

此外,胆汁酸、胰岛素、血糖也可以调节胆汁酸的合成过程。

胆汁酸成为代谢综合征、胰岛素抵抗、肥胖的全新研究视角。

近年来,大量的研究显示胆汁酸除了参与食物来源脂质吸收及体内胆固醇的溶解,还作为信号分子在多种代谢过程(包括血糖、血脂及能量代谢)中发挥作用。

本文就胆汁酸的这些新作用及可能涉及的机制作一综述。

1. 胆汁酸的概述胆汁酸是胆汁的主要成分,胆汁产生于肝脏而储存于胆囊,经释放进入小肠发挥作用。

作为两性分子,胆汁酸内既含有亲水性的羟基及成基或横酸基,乂含有疏水性炷核和甲基。

胆汁酸按结构可以分为两类:一类为游离型胆汁酸,包括胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸和少量的石胆酸;另一类是上述游离胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合的产物,称结合型胆汁酸。

从来源上分类可分为初级胆汁酸和次级胆汁酸。

肝纸胞内,以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸称为初级胆汁酸,包括胆酸(cholic acid , CA)和鹅脱氧胆酸(chenodeoxycholic acid, CDCA)O 初级胆汁酸在肠道中受细曲作用,进行7a脱羟作用生成的胆汁酸,称为次级胆汁酸,包括脱氧胆酸(deoxycholic acid , DCA)和石胆酸(lithocholic acid , LCA)。

胆汁酸的合成有两条主要的途径。

经典途径,占到了胆汁酸合成总晨的90%以上,由CYP7A1 (cholesterol 7a-hydroxylase ,胆固醇7a羟化酶)为限速酶催化。

替代途径,由CYP27A1(sterol-27-hydroxylase,固醇27羟化酶)为限速酶催化。

尽管CYP7A1对于胆汁酸库的规模大小有决定性作用,胆汁酸库的组分则主要受CYP8A1 (sterol-12a-hydroxylase,固醇12a羟化酶)活性的影响。

胆汁酸对机体糖脂代谢的影响机制

胆汁酸对机体糖脂代谢的影响机制

动物营养学报2020,32(10):4565⁃4576ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2020.10.010胆汁酸对机体糖脂代谢的影响机制吴维达1,2㊀尹㊀畅1㊀张宏福1∗(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京100193;2.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,农业农村部农产品质量安全重点实验室,北京100081)摘㊀要:近年来,除了传统促进脂质消化吸收的功能之外,胆汁酸作为信号分子调控宿主糖脂代谢及免疫机制等的作用日益受到研究者关注㊂胆汁酸的受体主要包括核受体法尼醇X受体(FXR)和膜受体武田G蛋白偶联受体5(TGR5)㊂通过相应受体,胆汁酸可以调控糖脂代谢相关激素如胰岛素㊁胰高血糖素样肽-1㊁成纤维细胞生长因子等的分泌,并与肠道微生物产生互作,共同调控宿主代谢㊂本文就胆汁酸生理㊁受体介导和非受体介导的调控机制㊁与糖脂代谢相关激素的关系以及与肠道微生物的互作进行简要综述,并对未来的研究方向提出建议,以期为基于胆汁酸的动物健康营养代谢调控研究提供思考和理论依据㊂关键词:胆汁酸;法尼醇X受体;武田G蛋白偶联受体5;糖脂代谢;肠道微生物中图分类号:Q955㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2020)10⁃4565⁃12收稿日期:2020-08-12基金项目:国家自然科学基金项目(31802072);中国农业科学院创新工程(CAAS⁃ZDRW202006)作者简介:吴维达(1987 ),男,河北保定人,助理研究员,博士,从事畜禽肠道健康和畜禽产品质量安全研究㊂E⁃mail:harrypolowwd87@163.com∗通信作者:张宏福,研究员,博士生导师,E⁃mail:zhanghf6565@vip.sina.com㊀㊀糖脂代谢紊乱是肥胖㊁2型糖尿病㊁非酒精型脂肪肝等代谢类疾病的重要诱因及主要临床表现[1-3]㊂而在畜禽养殖中,糖脂代谢紊乱则会造成饲料转化率降低,畜禽产品质量下降㊁免疫功能受损及诱发相关疾病等问题㊂胆汁酸(bileacids,BAs)是由胆固醇在肝脏中通过分解代谢产生的一类化合物[4]㊂过往的观点认为,胆汁酸的主要功能是促进肠道中脂质乳化及吸收[5]㊂而自从20世纪末,胆汁酸的一系列自然配体,如法尼醇X受体(farnesoidXreceptor,FXR)㊁孕烷X受体(preg⁃naneXreceptor,PXR)㊁类固醇与外源性受体(ster⁃oidandxenobioticreceptor,SXR)㊁本构雄激素受体(constitutiveandrostanereceptor,CAR)和维生素D受体(vitaminDreceptor,VDR)㊁武田G蛋白偶联受体5(TakedaGprotein⁃coupledreceptor5,TGR5)被发现以来,胆汁酸作为信号分子参与调控宿主糖脂代谢的作用日益受到研究者重视[6-9]㊂胆汁酸分为初级胆汁酸(primarybileacids,PBA)(主要在肝脏合成)和次级胆汁酸(secondarybileacids,SBA)(由肠道微生物分解初级胆汁酸形成)[10],而在不同病理生理状态下,胆汁酸谱也会发生相应变化,这些变化会影响胆汁酸的功能[11-15]㊂本文就胆汁酸生理㊁受体介导和非受体介导的糖脂代谢调控机制㊁与糖脂代谢相关激素的关系以及与肠道微生物的互作进行简要综述,并在文尾对未来的研究方向提出建议,以期为基于胆汁酸的动物健康营养代谢调控提供思考和理论依据㊂1 胆汁酸生理㊀㊀胆汁酸是一组由胆固醇生成的水溶性两亲分子,其合成过程主要发生在肝细胞中,非常复杂并受到多种酶调节[4]㊂由于胆汁酸具有两亲特性,由胆固醇合成的初级胆汁酸会与牛磺酸或甘氨酸结合,生成牛磺结合型胆汁酸(taurinebindingbileacid,TBA)或甘氨结合型胆汁酸(glycinebinding㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷bileacid,GBA),这种修饰将它们由弱酸转化为不可渗透细胞膜的强酸,可以在胆汁或肠道中积聚,也可以阻止非结合型胆汁酸以被动扩散的方式返回肝脏㊂肝脏中初级胆汁酸一旦合成即与甘氨酸或牛磺酸结合,排泄入贮存于胆襄中的胆汁,需要时输送到十二指肠㊂初级胆汁酸在人类中主要与甘氨酸结合,在啮齿类动物中主要与牛磺酸结合[16-18]㊂本课题组前期研究发现,猪体内初级胆汁酸主要与甘氨酸结合[19]㊂初级胆汁酸在肝细胞合成后,通过三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate,ATP)依赖的胆汁酸盐输出蛋白(bilesaltexportpump,BSEP)分泌入肝胆管[17]㊂随后,胆汁酸与胆固醇㊁卵磷脂㊁钾㊁钠和钙等形成微胶粒,储存在胆囊中,进食刺激胆囊收缩排出胆汁进入十二指肠㊂在回肠末端,约有95%的胆汁酸会通过胆汁酸转运蛋白(apicalsodiumdependentbileacidtransporter,ASBT)吸收进入肠道上皮细胞,并通过异二聚体有机溶质转运体α和β(organicsolutetransportersalphaandbeta,OSTα/β)在基底外侧膜上分泌出来,再通过肝门静脉重吸收回肝脏,这一过程就是胆汁酸的肝肠循环㊂剩余的5%未进入肝肠循环的胆汁酸,一部分经过肠道菌群的分解代谢生成次级胆汁酸,被动的由后肠重新吸收;另一部分则是经粪便排出体外[4,20]㊂次级胆汁酸的疏水性㊁临界胶束浓度㊁膜渗透性㊁与受体或转运载体结合能力复杂多样㊂通过自建的方法,本课题组初步鉴定出猪体内存在16种胆汁酸,猪的初级胆汁酸主要包括胆酸(cholicacid,CA)㊁鹅脱氧胆酸(chenodeoxycholicacid,CDCA)㊁甘氨胆酸(glycocholicacid,GCA)㊁甘氨鹅脱氧胆酸(glyco⁃chenodeoxycholicacid,GCDCA)㊁牛磺胆酸(tauro⁃cholicacid,TCA)和牛磺鹅脱氧胆酸(taurineche⁃nodeoxycholicacid,TCDCA),而次级胆汁酸主要包括石胆酸(lithocholicacid,LCA)㊁猪胆酸(hyo⁃cholicacid,HCA)㊁熊脱氧胆酸(ursodeoxycholicacid,UDCA)㊁猪脱氧胆酸(hyodeoxycholicacid,HDCA)和脱氧胆酸(deoxycholicacid,DCA)[21]㊂1.1㊀非受体介导作用㊀㊀胆汁酸的主要生理作用就是促进脂质的乳化吸收㊂胆汁酸可以与极性磷脂相结合,将食糜脂质更好地融合于肠腔内胶束溶液中㊂该过程增加肠腔内脂质与水解酶接触的表面积,促进脂肪水解消化吸收[22]㊂胆汁酸的这一生理特性对于脂质吸收与全身系统能量平衡至关重要㊂不同种类胆汁酸促进脂质消化的能力有所差异[23-24]㊂胆汁酸促进脂质吸收的能力主要受到其胶束形成能力(micelle⁃formingproperties)[25]和通过肠上皮细胞不动水层(unstirredwaterlayer)能力的影响[26]㊂有研究还表明肠上皮细胞内胆固醇的酯化作用也受到胆汁酸调节,但其潜在机制仍未可知[27]㊂㊀㊀近年来的研究发现,胆汁酸可与一些特定蛋白质结合并调节其活性㊂举例来说,N-酰基磷脂酰乙醇胺磷脂酶D(N⁃acylphosphatidylethano⁃lamine⁃phospholipasesD,NAPE⁃PLD),它是一种在脑和肠中发现的酶,可将膜脂转化为专门的生物活性脂[28]㊂花生四烯酰乙醇酰胺(anandamide)和油酰乙醇酰胺(oleoylethanolamide)是NAPE⁃PLD的主要代谢产物,两者都参与调控采食量并且油酰乙醇酰胺可以促进胰高血糖素样肽-1(glucan⁃likepeptide⁃1,GLP⁃1)的分泌,而通过对NAPE⁃PLD晶体结构的解析,研究人员发现DCA可以结合该酶并促进其活性[29-31]㊂1.2㊀受体介导作用㊀㊀胆汁酸可以激活多种核受体与膜受体㊂核受体主要包括FXR㊁PXR㊁SXR㊁CAR和VDR,而膜受体主要包括TGR5㊁鞘氨醇-1-磷酸受体2(sphingosine⁃1⁃phosphatereceptor2,S1PR2)[4]㊂FXR和PXR在肝脏和肠道中大量表达,而VDR在胰腺㊁皮肤㊁肠道和肝脏等大多数组织中广泛分布㊂FXR是胆汁酸发挥生理作用的主要传感器㊂胆汁酸的结构,特别是碳链中羟基的位置,决定了它们结合和激活FXR的能力㊂通常,胆汁酸越疏水,它对FXR的亲和力就越高,初级胆汁酸对FXR的激活作用最强,将胆汁酸按激活强度排序,依次为CDCA>TCA>DCA=牛磺石胆酸(taurinelithocholicacid,TLCA);而牛磺-α-鼠胆酸(tauro⁃α⁃muricholicacid,T⁃α⁃MCA)㊁牛磺-β-鼠胆酸(tauro⁃β⁃muricholicacid,T⁃β⁃MCA)和UDCA对FXR则具有明显的拮抗作用[32-33]㊂而次级胆汁酸比初级胆汁酸具有更高的TGR5结合能力,胆汁酸对TGR5的结合能力排序为LCA>DCA>CDCA>CA[34-35]㊂1.2.1㊀核受体介导作用㊀㊀作为第1个被发现的胆汁酸天然内源性配665410期吴维达等:胆汁酸对机体糖脂代谢的影响机制体,FXR在不同物种中基因进化的保守性和相似性很高,其在体内糖脂代谢稳态中的作用已被多项研究所验证[36-37]㊂FXR激活会降低肝脏脂蛋白的合成㊁血浆甘油三酯和胆固醇的含量,这是因为FXR激活会诱导脂蛋白代谢或清除基因的表达,同时会抑制甘油三酯合成基因的表达[38]㊂胆汁酸通过激活肝脏FXR,诱导靶基因小异二聚体配体(smallheterodimerpartner,SHP)表达,SHP抑制转录因子固醇调节因子结合蛋白-1c(sterolregulato⁃ryelement⁃bindingprotein⁃1c,SREBP⁃1c)及其下游肝脏脂质合成基因表达,减少肝脏脂质合成[39]㊂除此之外,SHP的表达还可以通过抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和果糖二磷酸酶-1等减少肝脏的糖异生[40]㊂与野生型小鼠相比,FXR敲除小鼠的空腹葡萄糖耐量显著受损,而注射FXR激动剂GW4064可显著改善ob/ob和db/db小鼠腹腔葡萄糖和胰岛素耐量测试中的血糖漂移[41-42]㊂FXR激动剂Fexaramine可显著改善血糖水平,并减少饮食诱导的体重增加[12,43]㊂FXR激活可以促进脂蛋白的清除,导致载脂蛋白C(apolipoproteinC,APOC)和血管生成素样蛋白3(angiopoietin⁃likeprotein3,ANGPTL3)表达量的降低,这2个蛋白都会抑制脂蛋白脂酶的活性㊂此外,FXR的激活还会诱导过氧化物酶体增殖物激活受体α(peroxi⁃someproliferator⁃activatedreceptorα,PPARα)的表达,从而促进脂肪酸β氧化[44]㊂FXR经胆汁酸激活后,诱导产生的成纤维细胞生长因子15(fibro⁃blastgrowthfactor15,FGF15)改变初级胆汁酸与次级胆汁酸的比例,增强胆汁的亲水性,进而通过ATP结合盒转运蛋白G5(ATPbindingcassettetransportG5,ABCG5)和ATP结合盒转运蛋白G8(ATPbindingcassettetransportG8,ABCG8)使胆固醇排入肠腔,可以使经肠腔排出方式排出的胆固醇达到吸收胆固醇的60%以上[45]㊂除此之外,FXR的激活还可以通过调控肝脏脂肪代谢保护骨骼肌免于出现脂毒性的症状[46],通过调控肠道微生物的组成促进GLP⁃1和胰岛素的分泌[43]㊂㊀㊀有意思的是,一些研究发现FXR的抑制也会对机体糖脂代谢产生显著影响㊂全身FXR敲除的小鼠和肠道缺乏FXR的小鼠口服葡萄糖耐量显著改善,体重降低[47-49]㊂高脂饮食条件下,与对照组相比,GW4064组小鼠体重增加显著,空腹血糖和胰岛素含量增加,并且葡萄糖和胰岛素耐受性受损[50]㊂FXR抑制改善糖脂代谢的机制主要包括:1)通过肠道FXR介导的血清神经酰胺生成影响肝脏丙酮酸羧化酶活性及肝脏糖异生[48];2)FXR依赖性抑制的GLP⁃1前体物质生成增加,从而促进葡萄糖刺激的GLP⁃1生成[49];3)增加肠上皮细胞葡萄糖磷酸化水平,延迟肠道葡萄糖吸收[51];4)FXR依赖性抑制的肝脏糖酵解基因表达量增加[52]㊂综上所述,FXR介导的糖脂代谢调控机制值得进一步深入研究㊂㊀㊀除FXR之外,VDR也可以被LCA等激活,通过影响胰岛[53]㊁巨噬细胞[54]或内皮细胞[55]参与糖脂代谢的调控㊂但是由于这些胆汁酸很难吸收进入到细胞,并且相较于活化类型的维生素D,这些胆汁酸结合核受体VDR的能力较弱,体内需要较高水平的LCA才可以激活VDR且多发生在维生素D缺乏的情况下[56]㊂目前对于胆汁酸-VDR信号对宿主糖脂代谢稳态的有关研究仍较少,需进一步深入研究㊂1.2.2㊀膜受体介导作用㊀㊀TGR5是研究最为深入的膜结合G蛋白偶联受体,其在体内多个组织中均有表达,胆汁酸是目前已知的TGR5的唯一内源性配体[57]㊂目前报道最为广泛的机制是胆汁酸激活TGR5,启动环磷酸腺苷(cyclicadenosinemonophosphate,cAMP)及其下游相关信号通路[脱碘酶2(type2iodothyroninedeiodinase,DIO2)或Ca2+-钙调磷酸酶-活化T细胞核因子3(nuclearfactorofactivatedT⁃cells3)-前蛋白转化酶1/3(proproteinconvertases1/3)[58-59]或哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammali⁃antargetofrapamycin,mTOR)信号通路[60],刺激肠道L细胞分泌GLP⁃1,同时胰岛素分泌量增加[61-63];减少CCAAT增强子结合蛋白β(CCAATenhancerbindingproteinβ,CLEBPβ)介导的巨噬细胞在白色脂肪组织的炎症性浸润[64]以及增加能量消耗[65]㊂胆汁酸通过FXR和TGR5受体介导调节宿主代谢的机制见图1㊂7654㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷㊀㊀RXR:维甲酸受体retinoicacidXreceptor;LRH⁃1:肝脏受体类似物1liverreceptorhomologue1;cAMP:环磷酸腺苷cy⁃clicadenosinemonophosphate;FXR:法尼醇X受体farnesoidXreceptor;TGR5:武田G蛋白偶联受体5TakedaGprotein⁃cou⁃pledreceptor5;ASBT:胆汁酸转运蛋白apicalsodiumdependentbileacidtransporter;GLP⁃1:胰高血糖素样肽-1glucan⁃likepeptide⁃1;FGF15/19:成纤维细胞生长因子15/19fibroblastgrowthfactor15/19;LCA:石胆酸lithocholicacid;DCA:脱氧胆酸deoxycholicacid;ωMCA:ω-鼠胆酸ω⁃micecholicacid;HCA:猪胆酸hyocholicacid;UDCA:熊脱氧胆酸ursodeoxycholicacid;TCDCA:牛磺鹅脱氧胆酸taurinechenodeoxycholicacid;GCDCA:甘氨鹅脱氧胆酸glycinechenodeoxycholicacid;TCA:牛磺胆酸taurocholicacid;GCA:甘氨胆酸glycocholicacid;T⁃α/β⁃MCA:牛磺-α/β-鼠胆酸tauro⁃α/β⁃micecholicacid;JNK/ERK:c⁃Jun氨基末端激酶/细胞外调节激酶c⁃JunN⁃terminalkinase/extracellularregulatedproteinkinases;T3:三碘甲状腺原氨酸triiodothyronine;T4:四碘甲状腺原氨酸tetraiodothyronine;SHP:小异二聚体配体smallheterodimerpartner;DIO2:脱碘酶2type2iodothyroninedeiodinase;OSTα/β:有机溶质转运体α和βorganicsolutetransportersalphaandbeta㊂图1㊀胆汁酸-微生物轴通过FXR与TGR5影响宿主代谢的机制Fig.1㊀Bileacid⁃microbialaxisaffectshostmetabolismviaFXRandTGR5[66]2㊀胆汁酸与激素分泌㊀㊀胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,也是唯一同时促进糖原㊁脂肪㊁蛋白质合成的激素,在体内糖脂代谢中起到至关重要的作用,胰岛素敏感性异常是导致体内糖脂代谢紊乱的重要原因之一㊂多项研究分析了胆汁酸浓度与胰岛素敏感性之间的关系,结果表明胰岛素抵抗与初级胆汁酸和12α羟基化型胆汁酸[主要由关键酶细胞色素P4508b1(cytochromeP450family8subfamilyBmember1,Cyp8b1)催化生成]的浓度有关[13,67-68]㊂存在胰岛素抵抗程度的肥胖和2型糖尿病患者中血浆12α羟基化胆汁酸浓度显著高于健康人群;在饮食诱导肥胖小鼠中,尽管产热和耗氧量没有发生变化,但敲除Cyp8b1基因可以减少体重,降低餐后胰岛素含量,改善葡萄糖耐量㊂Cyp8b1敲除小鼠粪便中脂质含量较高,说明在该基因敲除小鼠肠道中脂质吸收能力降低㊂除此之外,12α羟基化胆汁酸通过激活肠道FXR生成神经酰胺(ceramide)和FGF15,进而抑制肝脏PPARα-成纤维细胞生长因子21(fibroblastgrowthfactor21,FGF21)信号通路,从而导致胰岛素抗性[69-71]㊂Cyp8b1敲除小鼠回肠L细胞数量增加,因此回肠上皮中GLP⁃1和肽YY(peptideYY,865410期吴维达等:胆汁酸对机体糖脂代谢的影响机制PYY)含量提高,这可能是由于脂质吸收与脂质感受器激活受损[72]㊂脂质组学结果显示,Cyp8b1的敲除会增加粪便中脂质(如单酰基甘油)的排出,而单酰基甘油是脂质感受器G蛋白偶联受体119(Gprotein⁃coupledreceptor119,GPR119)的激活剂㊂GPR119多分布于肠内分泌细胞特别是L细胞表面,并介导脂质诱导的GLP⁃1分泌㊂Cyp8b1敲除小鼠回肠中GLP⁃1和PYY含量较高,胃排空速度减缓,采食量与体重下降,而这些症状可通过敲除GPR119得到缓解[72]㊂因此,12α羟基化胆汁酸的含量变化会影响脂质吸收㊁肠道激素分泌和脂质感受器的激活,从而影响胰岛素敏感性和糖脂代谢㊂牛磺熊脱氧胆酸(tauroursodeoxycholicacid,TUDCA)可以激活小鼠胰岛β细胞FXR,抑制ATP敏感性K+通道(ATP⁃sensitivepotassiumchannel,KATP)的亚单位磺脲类受体1(sulphony⁃lureareceptor1,SUR1)的活性,减少外流的K+,促进细胞质Ca2+浓度增加,增加胰岛素分泌[73]㊂而胰腺α细胞中TGR5的激活可诱导胰高血糖素转化酶原-1的表达,催化胰高血糖素原生成GLP⁃1,接着迁移到β细胞,并与其膜上的GLP⁃1受体相结合,增强β细胞的分泌胰岛素功能[74]㊂㊀㊀进食诱导产生的成纤维细胞生长因子19(fi⁃broblastgrowthfactor19,FGF19)和空腹诱导产生的FGF21是具有不同生理功能的代谢调节激素,但两者在改善能量代谢和胰岛素敏感性以及通过直接作用中枢神经系统降低体重方面具有相似的作用[75]㊂FGF15(啮齿类动物)和FGF19(人类)在回肠上皮细胞中表达量较高,可由胆汁酸通过FXR或TGR5激活分泌,是一种控制肝脏中胆汁酸合成与宿主糖脂代谢稳态的重要内分泌激素[76]㊂肠道FXR激活后生成的FGF15可通过肝脏成纤维细胞生长因子受体4(fibroblastgrowthfactorreceptor4,FGFR4)通路影响过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisomeproliferator⁃activa⁃tedreceptorγ,PPARγ)通路,减少脂肪沉积与胆固醇㊁甘油三酯的合成,抑制肝脏脂质合成㊂FGF15和FGF19可通过调控糖异生转录因子cAMP反应元件结合蛋白6(cAMPresponsiveelementbindingprotein6,CREB6)的去磷酸化,减少肝脏的糖异生[77];激活细胞外信号调节激酶(extracellularreg⁃ulatedproteinkinase,ERK)-糖原合激酶(glycogensynthasekinase)GSK3a/p的磷酸化级联反应,促进肝糖原合成[78];通过增加棕色脂肪组织中β⁃Klotho依赖性交感神经活动,从而增加代谢率,减少体重[79]㊂而在下丘脑神经元中,FGF15或FGF19会激活ERK信号通路,从而促进非胰岛素依赖性的葡萄糖含量降低[79-81]㊂血浆中FGF19的含量在2型糖尿病和肥胖患者中显著下降,而注射重组FGF19蛋白可以显著改善db/db和饮食诱导肥胖小鼠的代谢紊乱[82]㊂FGF21是一种在肝细胞中产生的营养敏感激素,也可以由胆汁酸诱导生成㊂FGF21可通过多种机制改善胰岛素敏感性㊂在肝脏中,FGF21抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mammaliantargetofrapamycincom⁃plex1,mTORC1)信号通路,激活肝脏胰岛素敏感性[69];而在脂肪组织中,FGF21通过激活PPARγ促进脂肪酸氧化,进而改善胰岛素敏感性[83-84]㊂FGF21还可以刺激脂肪组织中脂联素分泌,从而降低ob/ob小鼠和饮食诱导肥胖小鼠的神经酰胺和血糖,并增强胰岛素敏感性[85]㊂3 胆汁酸与肠道微生物㊀㊀肠道微生物在胆汁酸代谢过程中具有极其重要的调控作用,原因在于肠道微生物合成的酶可改变次级胆汁酸的组成模式,从而进一步影响各种次级胆汁酸介导的糖脂代谢调控过程[86]㊂胆汁酸与微生物相互作用,胆汁酸的组成差异可以解释37%的肠道微生物分布差异[19]㊂胆汁酸发挥生理作用离不开肠道微生物的介导,肠道微生物通过胆汁盐水解酶将结合型胆汁酸解偶联生成游离型胆汁酸,再经过脱氢或脱羟基作用将游离型胆汁酸生成次级胆汁酸,如将胆酸转化为脱氧胆酸,鹅脱氧胆酸转化为石胆酸㊂参与初级胆汁酸向次级胆汁酸转化的细菌主要为拟杆菌属(Bacte⁃roides)㊁梭菌属(Clostridium)㊁优杆菌属(Eubacte⁃rium)㊁乳杆菌属(Lactobacillus)和埃希氏杆菌属(Escherichia)[4]㊂生物信息学分析结果显示,胆盐水解酶分布于117个属的591株肠道细菌中,其中27.52%菌株含不止1个胆盐水解酶基因,而胆盐水解酶基因的相对丰度与代谢类疾病,如糖尿病和动脉粥样硬化等,存在多效相关性[87]㊂消除肠道细菌的胆盐水解酶能力,会减少高脂饮食对小鼠带来的体重增加[87-88]㊂游离型胆汁酸和次级胆汁酸可通过被动吸收的方式由肠上皮细胞重新吸收㊂一旦经循坏系统回到肝脏,游离型胆汁酸和9654㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷次级胆汁酸又会重新与甘氨酸或牛磺酸结合,生成结合型胆汁酸㊂肠道菌群紊乱会导致产胆汁盐水解酶菌群减少,导致胆汁酸代谢失调而无法维持体内葡萄糖平衡及正常的胆固醇分解和排泄,造成糖脂代谢疾病㊂通过质谱及组学技术,研究者发现除脱羟基化㊁脱水㊁异构化以及解偶联外,微生物组还存在第5种胆汁酸代谢机制,即由菌群合成的氨基酸结合型胆酸,其中氨基酸通过酰胺键连接至胆盐主链,这些新发现的结合型胆汁酸也可以激活FXR受体[89]㊂㊀㊀改变肠道微生物的组成会改变肠道胆汁酸谱㊂连续使用7d的万古霉素(只针对革兰氏阳性菌,如溶血性链球菌㊁肺炎球菌等)后,研究者发现参试者血浆和粪便中次级胆汁酸的含量显著降低,而这与抗生素显著改变肠道微生物的结构有关[90]㊂而不同的抗生素对血浆和粪便胆汁酸谱的改变也有区别,如使用阿莫西林时并未发现胆汁酸谱发生了显著的改变[91]㊂同样,胆汁酸反过来也会影响肠道微生物,如某些12α羟基化胆汁酸会促使艰难梭菌(Clostridioidesdifficile)孢子的萌发[92]㊂胆汁酸-肠道微生物轴的平衡失调会增加出现糖脂代谢紊乱进而发生肥胖的几率㊂在高脂饮食下不易发胖的小鼠与更易发胖的小鼠相比,肝脏中非12羟基化胆汁酸,包括UDCA㊁CDCA和LCA的含量显著提高,这一改变与肠道菌群中梭状芽胞杆菌(Clostridiumscindens)丰度的改变有关[93]㊂小鼠饲喂梭状芽胞杆菌会显著提高其肝脏中非12羟基化胆汁酸的含量㊂高脂饮食下更容易出现肥胖症状的小鼠,可能是由于其胆汁酸组成的改变导致回肠中GLP⁃1含量以及棕色脂肪组织中PPARγ协同激活因子-1α(PPARγcoacti⁃vator1α,PGC1α)-解耦联蛋白-1(uncouplingpro⁃tein⁃1,UCP⁃1)信号通路的显著下调㊂此外,饲粮中添加UDCA也可以通过提高非12羟基化胆汁酸的含量,维持高脂饮食下小鼠的代谢稳态[93]㊂㊀㊀上文中提到的肠道中FXR的激活或者抑制可以影响机体糖脂代谢,虽然这看似矛盾的结果的相关机制仍不明确,但近来的发现其可能与肠道微生物有关[12]㊂白色脂肪主要以甘油三酯的形式存储热量,而棕色脂肪具有生热功能,可促进能量的消耗,从而增加体热并降低体重㊂使用FXR激动剂Fexaramine处理小鼠,可刺激FGF15和FGF21的分泌,改善胰岛素耐受和糖耐量反应,并且促进白色脂肪组织褐变㊂而这一效应主要是通过LCA生成菌Acetatifactor和Bacteroides介导,抗生素处理则会减弱Fexaramine的代谢调控改善功能[12]㊂肠道微生物介导的胆汁酸组成改变会通过受体FXR影响宿主代谢㊂然而,对于FXR信号激活到底是促进还是预防胰岛素抵抗以及糖脂代谢紊乱,似乎存在相反的发现㊂之前有研究发现,肠道微生物引起的FXR拮抗会改善宿主代谢[43,94]㊂肠道中减少的Lactobacillus会导致FXR拮抗剂T⁃β⁃MCA含量的增加,从而使高脂饮食条件下的小鼠避免出现代谢紊乱[88]㊂并且注射T⁃β⁃MCA也会改善代谢疾病小鼠的症状,而这一功能与厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacte⁃roidetes)比例的降低有关[95]㊂FXR敲除小鼠即使饲喂高脂饲粮也未出现肥胖症状,并且移植FXR敲除小鼠的肠道菌群到无菌野生小鼠中,会减轻野生小鼠的肥胖症状并改善葡萄糖耐量[96]㊂在仓鼠中使用抗生素治疗会引起胆汁酸谱重塑,肠道FXR信号通路受到抑制,对改善葡萄糖耐受不良和肝脂肪变性有有益作用[97]㊂而2型糖尿病患者肠道中脆弱拟杆菌(Bacteroidesfragilis)相对丰度较高,其分泌的胆盐水解酶降低肠道中FXR拮抗剂甘氨熊脱氧胆酸(GUDCA)和TUDCA这2种胆汁酸的含量㊂而二甲双胍的摄入通过抑制脆弱拟杆菌的丰度,降低低该菌的胆盐水解酶活性,使GUDCA含量升高,以不依赖于肠道腺苷酸活化蛋白激酶(AMP⁃activatedproteinkinase,AMPK)信号通路的方式,抑制肠道FXR信号,促使血液GLP⁃1含量上升,发挥改善代谢的作用[98]㊂㊀㊀胆汁酸诱导的TGR5激活会导致细胞内cAMP累积,从而激活蛋白激酶A(proteinkinaseA,PKA)㊂PKA促使cAMP反应元件结合蛋白(cAMPresponsiveelementbindingprotein,CREB)磷酸化,该蛋白可以诱导热调节组织棕色脂肪组织和白色脂肪组织DIO2基因的转录㊂DIO2基因转录翻译的产物是DIO2,该酶可以催化四碘甲状腺原氨酸(T4)转化为活化形式三碘甲状腺原氨酸(T3),从而促进机体产热,维持机体的代谢稳态[99]㊂富含多酚的卡姆果提取物会引起小鼠肠道中Akkermansiamuciniphila数量的增加和Lactobacillus数量的减少,进而引起血浆胆汁酸谱的改变,而这一改变会促进棕色脂肪组织中TGR5表达量升高,从而增加产热,使小鼠在高脂高果糖075410期吴维达等:胆汁酸对机体糖脂代谢的影响机制饮食摄入情况下依然维持代谢稳态㊂此外,胆汁酸还会通过肠道微生物的介导促进脂肪组织褐变,增加其产热[100]㊂4 小结与展望㊀㊀胆汁酸在肠道和肝脏的吸收和代谢中起着关键作用,并且它们参与调节糖脂代谢和能量代谢的稳态㊂糖脂代谢紊乱不仅会影响饲料转化效率㊁胃肠营养吸收,也会给畜禽带来相关疾病,造成经济损失㊂未来有关胆汁酸的研究应进一步:1)发掘不同生理状态下(疾病㊁应激㊁健康㊁亚健康等)胆汁酸谱的变化及其通过相应受体参与宿主生理代谢的机制;2)利用高速发展的组学方法和系统生物学思维阐释胆汁酸与肠道微生物之间互作关系及其维持代谢稳态中的作用㊂并以此为基点,利用外源干预手段(如添加益生元㊁益生菌㊁复生元㊁外源胆汁酸或菌群移植等)或饲养方式(如改良饲喂频率㊁转换饲料类型等)调节肠道微生物和胆汁酸谱以促进畜禽自身代谢健康将会是未来动物营养学研究的一个重要方向㊂参考文献:[1]㊀MICHAILS,LINM,FREYMR,etal.Alteredgutmicrobialenergyandmetabolisminchildrenwithnon⁃alcoholicfattyliverdisease[J].FEMSMicrobiologyEcology,2015,91(2):1-9.[2]㊀GRUNDYSM.Metabolicsyndromeupdate[J].TrendsinCardiovascularMedicine,2016,26(4):364-373.[3]㊀ANSTEEQM,MANTOVANIA,TILGH,etal.Riskofcardiomyopathyandcardiacarrhythmiasinpatientswithnonalcoholicfattyliverdisease[J].NatureRe⁃viewsGastroenterology&Hepatology,2018,15(7):425-439.[4]㊀CHIANGJYL,FERRELLJM.Bileacidsasmeta⁃bolicregulatorsandnutrientsensors[J].AnnualRe⁃viewofNutrition,2019,39:175-200.[5]㊀DUMASWALAR,BERKOWITZD,HEUBIJE.A⁃daptiveresponseoftheenterohepaticcirculationofbileacidstoextrahepaticcholestasis[J].Hepatology,1996,23(3):623-629.[6]㊀JADHAVK,XUY,XUYY,etal.Reversalofmeta⁃bolicdisordersbypharmacologicalactivationofbileacidreceptorsTGR5andFXR[J].MolecularMetabo⁃lism,2018,9:131-140.[7]㊀MOLINAROA,WAHLSTRÖMA,MARSCHALLHU.Roleofbileacidsinmetaboliccontrol[J].TrendsinEndocrinology&Metabolism,2018,29(1):31-41.[8]㊀MAKISHIMAM,LUTT,XIEW,etal.VitaminDreceptorasanintestinalbileacidsensor[J].Science,2002,296(5571):1313-1316.[9]㊀GOODWINB,GAUTHIERKC,UMETANIM,etal.IdentificationofbileacidprecursorsasendogenousligandsforthenuclearxenobioticpregnaneXreceptor[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2003,100(1):223-228.[10]㊀DICIAULAA,GARRUTIG,BACCETTORL,etal.Bileacidphysiology[J].AnnalsofHepatology,2017,16(Suppl.1):S4-S14.[11]㊀KAURA,PATANKARJV,DEHAANW,etal.LossofCyp8b1improvesglucosehomeostasisbyincreas⁃ingGLP⁃1[J].Diabetes,2015,64(4):1168-1179.[12]㊀PATHAKP,XIEC,NICHOLSRG,etal.IntestinefarnesoidXreceptoragonistandthegutmicrobiotaac⁃tivateG⁃proteinbileacidreceptor⁃1signalingtoim⁃provemetabolism[J].Hepatology,2018,68(4):1574-1588.[13]㊀LEGRYV,FRANCQUES,HAASJT,etal.Bileacidalterationsareassociatedwithinsulinresistance,butnotwithNASH,inobesesubjects[J].TheJournalofClinicalEndocrinology&Metabolism,2017,102(10):3783-3794.[14]㊀APPLEBYRN,MOGHULI,KHANS,etal.Non⁃al⁃coholicfattyliverdiseaseisassociatedwithdysregu⁃latedbileacidsynthesisanddiarrhea:aprospectiveob⁃servationalstudy[J].PLoSOne,2019,14(1):e0211348.[15]㊀QIXY,YUNCY,SUNLL,etal.Gutmicrobiota⁃bileacid⁃interleukin⁃22axisorchestratespolycystico⁃varysyndrome[J].NatureMedicine,2019,25(8):1225-1233.[16]㊀FALANYCN,FORTINBERRYH,LEITEREH,etal.Cloning,expression,andchromosomallocalizationofmouseliverbileacidCoA:aminoacidN⁃acyltrans⁃ferase[J].TheJournalofLipidResearch,1997,38(6):1139-1148.[17]㊀ALREFAIWA,GILLRK.Bileacidtransporters:structure,function,regulationandpathophysiologicalimplications[J].PharmaceuticalResearch,2007,24(10):1803-1823.[18]㊀GARCÍA⁃CAÑAVERASJC,DONATOMT,CAS⁃1754㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷TELLJV,etal.Targetedprofilingofcirculatingandhepaticbileacidsinhuman,mouse,andratusingaUPLC⁃MRM⁃MS⁃validatedmethod[J].TheJournalofLipidResearch,2012,53(10):2231-2241.[19]㊀ZHANGL,WUWD,LEEYK,etal.Spatialhetero⁃geneityandco⁃occurrenceofmucosalandluminalmi⁃crobiomeacrossswineintestinaltract[J].FrontiersinMicrobiology,2018,9:48.[20]㊀KOSTERSA,KARPENSJ.Bileacidtransportersinhealthanddisease[J].Xenobiotica,2008,38(7/8):1043-1071.[21]㊀FANGW,WENXB,MENGQS,etal.Runninghead:heataffectscholesterolandbileacidalterationsincholesterolandbileacidsmetabolisminlargewhitepigsduringshort⁃termheatexposure[J].Animals(Basel),2020,10(2):359.[22]㊀BORGSTROEMB.Influenceofbilesalt,pH,andtimeontheactionofpancreaticlipase;physiologicalimpli⁃cations[J].TheJournalofLipidResearch,1964,5:522-531.[23]㊀WANGDQH,TAZUMAS,COHENDE,etal.Feedingnaturalhydrophilicbileacidsinhibitsintesti⁃nalcholesterolabsorption:studiesinthegallstone⁃sus⁃ceptiblemouse[J].AmericanJournalofPhysiology⁃GastrointestinalandLiverPhysiology,2003,285(3):G494-G502.[24]㊀TANAKAK,IKEDAI,SUGANOM.Effectsofgly⁃co⁃andtauro⁃cholicandchenodeoxycholicacidsonlymphaticabsorptionofmicellarcholesterolandsitos⁃terolinrats[J].Bioscience,Biotechnology,andBio⁃chemistry,1993,57(12):2059-2062.[25]㊀HOFMANNAF,RODAA.Physicochemicalproper⁃tiesofbileacidsandtheirrelationshiptobiologicalproperties:anoverviewoftheproblem[J].TheJour⁃nalofLipidResearch,1984,25(13):1477-1489.[26]㊀WILSONFA,DIETSCHYJM.Characterizationofbileacidabsorptionacrosstheunstirredwaterlayerandbrushborderoftheratjejunum[J].JournalofClinicalInvestigation,1972,51(12):3015-3025.[27]㊀WATTSM,SIMMONDSWJ.Thespecificityofbilesaltsintheintestinalabsorptionofmicellarcholesterolintherat[J].ClinicalandExperimentalPharmacologyandPhysiology,1976,3(4):305-22.[28]㊀PIOMELLID.Afattygutfeeling[J].TrendsinEndo⁃crinology&Metabolism,2013,24(7):332-341.[29]㊀MAGOTTIP,BAUERI,IGARASHIM,etal.Struc⁃tureofhumanN⁃acylphosphatidylethanolamine⁃hydro⁃lyzingphospholipaseD:regulationoffattyacidetha⁃nolamidebiosynthesisbybileacids[J].Structure,2015,23(3):598-604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胆汁酸代谢途径和功能研究

胆汁酸代谢途径和功能研究

胆汁酸代谢途径和功能研究近年来,随着人们对于代谢过程的研究深入,科学家们发现了胆汁酸代谢途径的重要作用。

胆汁酸是一类涉及胆固醇代谢、调节脂质代谢的物质,对于人体健康有着重要的保障作用。

本文将从胆汁酸代谢途径的基本概念入手,探讨其功能及研究进展。

胆汁酸是一种由胆固醇代谢产生的疏水性胆汁成分。

胆汁酸通过在肝脏中合成,然后到达小肠进行排泄。

在小肠中,胆汁酸与食物中的脂质相互作用,调节胆固醇的吸收,从而影响人体内的脂质代谢。

同时,胆汁酸还可以通过某些特定的核受体和信号通路,对脂肪酸、葡萄糖代谢等方面产生调节作用。

胆汁酸代谢途径的主要功能在于调节胆固醇代谢。

胆汁酸在小肠中与胆固醇结合成为胆冰酸盐,通过肝脏排泄出去。

胆汁酸代谢紊乱可能会影响胆固醇代谢,导致脂质畸形、代谢综合症等疾病的发生。

根据不同的代谢通路,可以将胆汁酸代谢途径分为两个方面。

一方面是通路代谢。

该途径与胆固醇代谢过程密切相关,主要包括肝脏合成胆汁酸、胆固醇12α-羟基化和胆汁酸依赖性的胆汁转运蛋白调节等。

其中,胆固醇12α-羟基化是胆汁酸合成的关键步骤。

此外,还有CYP7A1、CYP27A1等核心酶也是胆汁酸合成的必要酶类。

另一方面是维持胆汁酸水平的代谢途径。

该途径主要涉及肝-肠回路和胆汁酸循环利用。

在肝-肠回路中,肝脏合成的胆汁酸经过胆汁排泄至小肠,然后被回收到肝脏,形成胆汁池。

在这个过程中,肠道内的细菌通过氧化还原反应,将复杂的胆汁酸分解成简单的代表生物活性的胆酸和胆油酸等物质,从而维持胆汁酸的平衡水平。

胆汁酸循环利用途径则主要是通过ITR (Enterohepatic recirculation)循环完成的。

最近的研究表明,胆汁酸代谢途径可能与多种代谢性疾病存在着联系,例如肥胖、糖尿病、心血管疾病等。

对胆汁酸相关的异常代谢过程的治疗,有希望在将来成为这些疾病的一种新的治疗方法。

总之,胆汁酸代谢途径是一个非常重要的代谢过程。

对于人体的健康有着至关重要的作用。

胆汁酸在代谢控制中的作用研究进展

胆汁酸在代谢控制中的作用研究进展

胆汁酸在代谢控制中的作用研究进展发表时间:2019-04-23T13:24:21.397Z 来源:《医药前沿》2019年6期作者:孙林林以宁(通讯作者)[导读] 胆汁酸是一个重要的信号调节因子,能够激活多种核受体和膜受体介导的信号通路,在调节其自身代谢、糖脂代谢的稳态以及能量代谢方面发挥着重要作用。

孙林林以宁(通讯作者)(中国药科大学中药制剂教研室南京 210039)【摘要】胆汁酸是一个重要的信号调节因子,能够激活多种核受体和膜受体介导的信号通路,在调节其自身代谢、糖脂代谢的稳态以及能量代谢方面发挥着重要作用。

【关键词】胆汁酸;糖代谢;能量代谢【中图分类号】R333.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2019)06-0012-02Role of bile acids in metabolic controlSun Lin, Lin Yining.China Pharmaceutical University, Nanjing, 210039 China【Abstract】Bile acid is an important signaling regulatory molecule that activate multiple nuclear and membrane receptor-mediated signaling pathways, playing important roles in regulating bile acids, glucose and lipid hemostasis as well as energy balance.【Key words】Bile acid; Glucose metabolism; Energy metabolism胆汁酸是胆汁的主要成分,主要由胆固醇在肝脏中合成。

经典途径和替代途径是胆汁酸的两条不同合成途径。

经典途径起始于胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)催化的反应,经过多种酶的催化作用,最终将胆固醇转化为胆酸和鹅去氧胆酸;而替代途径由CYP27A1起始催化,产物为鹅去氧胆酸。

胆汁酸对糖脂及能量代谢调节作用的研究进展

胆汁酸对糖脂及能量代谢调节作用的研究进展

胆汁酸对糖脂及能量代谢调节作用的研究进展陈淑芹;张菁(综述);方启晨(审校)【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2016(022)005【摘要】Synthesized from cholesterol in the liver,bile acids are the main organic compounds in bile. Previously,bile acids were considered to facilitate the absorption and digestion of lipid-soluble nutrients. Recent studies have shown that bile acids can also function as endocrine signaling molecules that activate multiple nuclear and membrane receptor-mediated signaling pathways,playing important roles in regulating bile acids,glucose and lipid hemostasis as well as energy balance.These bile acid-activated signaling path-ways have pointed toward a new direction for developing therapies of obesity , diabetes and other metabolic diseases.%胆汁酸由胆固醇在肝内合成,是胆汁的主要有机成分。

以往对胆汁酸功能的认识主要是其在促进脂类营养物质的消化和吸收方面的作用。

近年来研究发现,胆汁酸还是一种有效的内分泌代谢调节因子,能够激活多种核受体和膜受体介导的信号通路,在调节其自身代谢、糖脂代谢的稳态以及能量代谢方面发挥着重要作用。

【精品】胆汁酸在脂肪代谢过程中不可替代的作用有哪些

【精品】胆汁酸在脂肪代谢过程中不可替代的作用有哪些

胆汁酸在脂肪代谢过程中不可替代的作用有哪些李杰胆汁酸是肝脏细胞内胆固醇的一种代谢产物,对脂肪的代谢具有重要的作用。

由于人们对养殖效益的追求,在饲养过程中添加促生长的抗生素,饲料中添加大量的脂肪,高密度集约化饲养,加之霉变原料(如玉米,DDGS,豆粕,棉粕等)的影响,动物肝脏负担过大,甚至引起肝脏疾病,如脂肪肝,肝硬化,肝中毒等疾病。

这些疾病致使肝脏分泌胆汁酸减少甚至不能分泌,继而引起脂肪代谢障碍,表现为脂肪泻,消瘦,生长迟缓等,严重影响生产效益。

胆汁酸作为饲料中一种功能性添加剂,为养殖业解决了如上难题,已经为大多数从业者所认可。

本文就胆汁酸对脂肪代谢的作用机理做一综述。

胆汁酸通过如下三个方面促进脂肪在肠道中的代谢过程。

一、乳化脂肪:胆汁酸是肝脏细胞分泌的一类弱酸有机物,含有亲水(羟基和羧基)亲油(烷基)集团,具有表面活性功能,在十二指肠内乳化脂肪。

乳化并不是胆汁酸的独有功能,凡是具有表面活性的物质都能够起到乳化的作用,如脂肪酸单/双甘油酯、甘油脂肪酸酯、卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯磷脂,洗洁精,洗衣粉等。

所以传统上将胆汁酸归为乳化剂一类实在是有失偏颇。

可喜的是,在业内脂肪酸营养专家和山东龙昌动物保健品有限公司的共同努力下,胆汁酸已经获得了它应有的评价和认可,在饲料添加剂品种目录中作为新一类注册成功,被确定为“肠道功能促进剂”,与氨基酸、维生素、酶制剂等齐名的添加剂品类,严格区别于传统上的乳化剂。

二、调节酶活性:胆汁酸在肠道内主要通过调节胰脂肪酶(LPS),脂蛋白酯酶(LPL)和激素敏感脂肪酶(HSL)三种酶的活性,来影响脂肪的代谢过程。

1、胰脂肪酶(LPS)(1)、脂肪酶的种类:在动物体内有三种脂肪酶,分别是舌脂肪酶、胃脂肪酶和胰脂肪酶。

舌脂肪酶和胃脂肪酶又称十二指肠前脂肪酶,主要针对中短链脂肪的分解代谢,不需要胆汁酸的调节即可分解脂肪为甘油酯和游离脂肪酸。

十二指肠前脂肪酶的代谢能力很小,Newport等(1985)研究表明猪胃脂肪酶与胰脂肪酶相比只有3%的效价。

胆汁酸对胰岛素代谢的影响研究

胆汁酸对胰岛素代谢的影响研究

胆汁酸对胰岛素代谢的影响研究胆汁酸是一种具有胆汁酸酯化功能的有机酸,是胆固醇降解的产物之一。

它们在肝脏合成的同时,也能通过进食获得并在小肠内再循环转化。

近年来,越来越多的研究表明,胆汁酸不仅在胆汁酸循环中发挥重要作用,还能通过影响胰岛素代谢,对糖尿病和肥胖等疾病产生影响。

胆汁酸和胰岛素代谢最近的许多研究表明,胆汁酸可以通过多种机制影响胰岛素代谢。

其中最重要的是,胆汁酸可以通过激活TGR5(一种G蛋白偶联受体)来促进胰岛素分泌和提高胰岛素敏感性。

TGR5的表达分布广泛,不仅在小肠和胆道上皮细胞中高度表达,还在胰腺的β细胞和脾和胃等组织中表达。

当胆汁酸进入肠道时,它们会激活TGR5,并促进小肠激素的分泌,最终通过神经和内分泌途径影响胰岛素分泌和胰岛素敏感性。

除了激活TGR5外,胆汁酸还可以通过抑制细胞质磷酸酯酶2A(PP2A)来促进胰岛素敏感性。

PP2A是一种信号转导酶,能抑制多种对胰岛素敏感性的信号途径。

研究表明,胆汁酸可以抑制PP2A的活性,从而激活多种途径,提高胰岛素敏感性。

胆汁酸和糖尿病胆汁酸通过影响胰岛素代谢,对糖尿病具有潜在的治疗作用。

研究发现,与对照组相比,2型糖尿病患者的血液中胆汁酸浓度明显降低,而通过口服胆汁酸可以提高胰岛素敏感性和胰岛素分泌,从而降低血糖水平。

此外,多项研究表明,胆汁酸还可以调节肝脏的糖原合成和糖异生过程,从而影响体内糖代谢平衡。

由于肝脏在机体糖代谢中起着至关重要的作用,因此这也为探索胆汁酸治疗糖尿病提供了新的思路。

胆汁酸和肥胖胆汁酸对肥胖的影响也备受关注。

研究表明,对于肥胖和代谢综合征患者,血浆中的胆汁酸水平明显下降。

同时,越来越多的研究表明,胆汁酸可以通过调节代谢途径,对身体脂肪储存和热量消耗产生影响。

最近的一项临床研究表明,通过口服胆汁酸,可以显著减少腹部脂肪和体重,从而降低心血管疾病和2型糖尿病的风险。

此外,还有一些研究发现,胆汁酸可以影响肠道微生物群落的组成和功能,进一步探索了胆汁酸调节肥胖的机制。

肠道胆汁酸受体与糖脂代谢及肠肝疾病的研究进展

肠道胆汁酸受体与糖脂代谢及肠肝疾病的研究进展

肠道胆汁酸受体与糖脂代谢及肠肝疾病的研究进展陶俊贤;冯文焕【摘要】肠道胆汁酸受体(FXR)作为核受体超家族的一员,主要由胆汁酸激活,肠道菌群可通过代谢胆汁酸,改变胆汁酸组成来影响肠道FXR活化状态.肠道FXR激活后,通过调节下游基因表达,参与调节胆汁酸、糖、脂质代谢;通过影响胆汁酸合成参与调节炎症反应及肝脏肿瘤发生,可作为胆汁淤积、代谢性疾病、炎症性肠病、肝脏肿瘤等疾病治疗的重要靶点.肠道FXR激活后可能不利于改善糖、脂代谢紊乱,但可减轻胆汁淤积、改善肠道炎症、减少肝脏肿瘤发生.%Intestinal farnesoid X receptor (FXR),as a member of the nuclear hormone receptor superfamily ,is mainly activated by bile acids ,and intestinal flora can affect the activation of intestinal FXR by regulating the bile acid composi-tion.Activated intestinal FXR plays an important role in metabolism of bile acids ,glucose and lipid ,and is involved in the regulation of inflammatory response and the occurrence of liver tumors through controlling bile acid synthesis .Intestinal FXR could be a potential target for the treatment of cholestasis ,metabolic disease ,inflammatory bowel disease ,and liver tumors . Activation of intestinal FXR can facilitate the disturbance of glucolipidmetabolism ,but ameliorate cholestasis ,inflammatory bowel disease and the occurrence of liver tumors .【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2017(023)018【总页数】5页(P3565-3569)【关键词】肠道胆汁酸受体;胆汁酸代谢;糖脂代谢;炎症性肠病;肝脏肿瘤【作者】陶俊贤;冯文焕【作者单位】南京大学医学院附属鼓楼医院内分泌科,南京210008;南京大学医学院附属鼓楼医院内分泌科,南京210008【正文语种】中文【中图分类】R589;R735.7胆汁酸受体,又名法尼醇衍生物受体(farnesoid X receptor,FXR),首先是由Seol 等[1]于1995年分离得到,主要分布于肝脏、小肠、肾脏和肾上腺等组织。

胆汁酸对动物糖脂代谢的调控及在动物生产中的应用

胆汁酸对动物糖脂代谢的调控及在动物生产中的应用

胆汁酸对动物糖脂代谢的调控及在动物生产中的应用
祁兴震;路侹;谢兰;王伦;金亚倩;刘桂芹
【期刊名称】《饲料研究》
【年(卷),期】2024(47)4
【摘要】胆汁酸是糖脂代谢中的重要调控物质,具有乳化脂肪、促进营养物质吸收、改善肠道微生物组成、调节免疫系统的作用。

胆汁酸可以通过调节肠道中的脂肪吸收、胆固醇排泄以及肝脏的胆固醇合成来影响机体的糖脂代谢。

此外,胆汁酸还可
以影响动物体内胰岛素的敏感性和分泌,从而对血糖水平和胰岛素抵抗产生影响。

目前,关于胆汁酸的合成机制以及疾病方面的研究较为完善,但胆汁酸在动物生产中
的应用还较少。

胆汁酸除促进脂肪的乳化吸收外,在提高生产性能、保护肠道健康、缓解热应激、保护肝脏等方面也具有显著效果。

文章从胆汁酸的合成调控、对糖脂代谢的影响以及在动物生产中的应用等方面进行综述,以期为胆汁酸的进一步的开
发与利用提供参考。

【总页数】6页(P148-153)
【作者】祁兴震;路侹;谢兰;王伦;金亚倩;刘桂芹
【作者单位】聊城大学农学与农业工程学院、山东省黑毛驴高效繁育与生态饲养工程技术研究中心、山东省驴产业科技协同创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】S816.7
【相关文献】
1.胆汁酸的肠肝循环及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用
2.肠道菌群代谢物调控糖脂代谢及其在动物生产中的应用研究进展
3.菊粉通过肠道菌群调控动物脂代谢及其在动物生产中的应用
4.DHA对动物脂代谢的调控作用及其在畜牧生产中的应用研究进展
5.短链脂肪酸对反刍动物糖和脂代谢及肠道屏障的调控以及其在生产中的应用
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胆汁酸与肝脏脂代谢的研究进展

胆汁酸与肝脏脂代谢的研究进展

·小专论·胆汁酸与肝脏脂代谢的研究进展张媛莹 王 广 李 晶△(北京朝阳医院内分泌科,北京100020)摘要 在近些年的研究中,对于胆汁酸的认识越来越深入。

许多病理生理过程中存在胆汁酸代谢变化,胆汁酸已成为多种疾病的新型治疗靶点。

其中胆汁酸与肝脏脂代谢密切相关,通过激活法尼酯X受体和G蛋白偶联胆汁酸受体,调节脂代谢、糖代谢、炎症反应等,影响多种代谢疾病进展。

本文旨从胆汁酸代谢、肝脏代谢紊乱时的胆汁酸变化、胆汁酸紊乱对肝脏代谢功能的影响等方面对胆汁酸与肝脏脂代谢的研究现状进行综述。

关键词 胆汁酸;肝脏;脂代谢;糖代谢中图分类号 R575;R589;R333 胆汁酸(bileacid,BA)是胆汁的重要成分,在脂代谢中起着重要作用。

BA既往被认为是消化辅助分子,参与乳化和吸收膳食脂肪和脂溶性维生素(Monte等.2009),在胆固醇稳态方面发挥重要作用。

近年的研究发现,BA结构上与甾体激素相似,具有代谢、内分泌和免疫功能多器官交互调控功能(Chavez Talaver等.2017)。

BA的两个主要受体,法尼酯X受体(farnesoidXreceptor,FXR)和G蛋白偶联胆汁酸受体(Gprotein coupledreceptor5,TGR5)在体内广泛分布,BA通过其受体激活下游信号影响并调节糖脂代谢及炎性反应等生理/病理过程。

一、胆汁酸代谢(一)胆汁酸的合成和代谢 BA是肝脏胆固醇代谢的终产物,是人体清除胆固醇的主要途径。

因此,BA的合成、转运和排泄对维持胆固醇稳态至关重要,而BA的产生和消除也受胆固醇摄入变化调节(McGlone等.2019)。

由肝细胞直接合成的胆汁酸称为初级胆汁酸,初级BA包括胆酸(cholicacid,CA)和鹅脱氧胆酸(chenodeoxycholicacid,CDCA),其主要通过经典途径和替代途径两种方式合成。

在肝脏,初级BA与甘氨酸或牛磺酸结合生成结合型BA,通过胆盐转出泵(bilesaltexportpump,BSEP)、多药耐药相关蛋白2(multidrugresistanceassociatedprotein2,MRP2)等转运蛋白分泌到胆小管,并暂时储存于胆囊。

血清胆汁酸水平与2_型糖尿病的相关性研究

血清胆汁酸水平与2_型糖尿病的相关性研究

血清胆汁酸水平与2型糖尿病的相关性研究陈丽君,林家煜,蔡清颜,杨鑫娜福建医科大学附属第二医院内分泌科,福建泉州362000[摘要]2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)作为一种代谢性疾病,已经成为继肿瘤、心血管病变之后第三大严重威胁人类健康的慢性疾病。

糖尿病临床表型中以T2DM为主。

T2DM发病机制相对复杂,目前认为胰岛β细胞功能缺陷、胰岛素抵抗是2型糖尿病发生的主要原因。

同时糖尿病患者更易引起血脂、脂蛋白异常,增加各种糖尿病并发症的风险。

有研究表明糖尿病患者常伴有总胆汁酸池的增加和胆汁酸成分的改变。

胆汁酸除了在膳食脂肪的吸收和胆固醇的稳态中发挥作用,还参与许多信号通路的调控。

此外,胆汁酸还通过调节自身的肝肠循环,维持三酰甘油、胆固醇的平衡,并参与能量和血糖水平的调控。

本文主要针对血清胆汁酸与2型糖尿病的关系及其研究进展进行综述。

[关键词] 胆汁酸;糖尿病;法尼醇X受体;G蛋白偶联胆汁酸受体[中图分类号] R587 [文献标识码] A [文章编号] 1672-4062(2023)07(a)-0194-05Study on the Correlation Between Serum Bile Acid Level and Type 2 Dia⁃betes MellitusCHEN Lijun, LIN Jiayu, CAI Qingyan, YANG XinnaDepartment of Endocrinology, the Second Affiliated Hospital of Fujian Medical University, Quanzhou, Fujian Prov⁃ince, 362000 China[Abstract] As a metabolic disease, type 2 diabetes mellitus (T2DM) has become the third chronic disease that seri⁃ously threatens human health after tumors and cardiovascular diseases. The clinical phenotype of diabetes is domi⁃nated by T2DM. The pathogenesis of T2DM is relatively complex. At present, it is believed that the functional defect of islet β cells and insulin resistance are the main causes of type 2 diabetes. At the same time, diabetic patients are more likely to cause abnormal blood lipids and lipoproteins, increasing the risk of various diabetic complications. Stud⁃ies have shown that diabetic patients are often accompanied by an increase in the total bile acid pool and changes in bile acid composition. In addition to their roles in dietary fat absorption and cholesterol homeostasis, bile acids are also involved in the regulation of many signaling pathways. In addition, bile acids also maintain the balance of triglyc⁃eride and cholesterol by regulating their own enterohepatic circulation, and participate in the regulation of energy and blood sugar levels. This paper mainly reviews the relationship between serum bile acid and type 2 diabetes and its re⁃search progress.[Key words] Bile acid; Diabetes mellitus; Farnesol X receptor; Takeda G-protein-coupled receptor 5随着人们的生活饮食结构的改变、世界人口老龄化的加重等影响,糖尿病的患病率逐年上升[1]。

胆汁酸的肠肝循环及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用

胆汁酸的肠肝循环及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用

动物营养学报2019,31(8):3511⁃3521ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2019.08.011胆汁酸的肠肝循环及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用苏冠宁1㊀孙㊀赫2㊀吴高峰1㊀胡建民1∗(1.沈阳农业大学畜牧兽医学院,沈阳110866;2.华中农业大学动物医学院,武汉430070)摘㊀要:胆汁酸是胆汁的主要成分,在体内以多种形式存在㊂随着对胆汁酸研究的深入,学者们发现胆汁酸是体内的一种重要的信号分子,通过介导胆汁酸受体而发挥相应的生物学效应㊂肠肝循环是指胆汁酸合成㊁分泌㊁排泄㊁再吸收的循环过程㊂近年来研究发现胆汁酸与其受体结合后,可以调控胆汁酸的肠肝循环过程,进而调节糖脂代谢㊂本文针对胆汁酸的肠肝循环以及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用进行综述,以期为今后探究胆汁酸及其受体在代谢相关疾病防治中的作用提供有价值的参考㊂关键词:胆汁酸;肠肝循环;胆汁酸受体;糖脂代谢中图分类号:R33㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2019)08⁃3511⁃11收稿日期:2019-01-08基金项目:国家自然科学基金项目 基于线粒体稳态的牛磺酸对蛋鸡脂肪肝综合征预防作用研究 (31772694);国家自然科学基金项目 牛磺酸抑制高糖下α细胞胰高血糖素分泌及促进其向β细胞转化机制的研究 (31872441)作者简介:苏冠宁(1995 ),男,辽宁营口人,硕士研究生,研究方向为动物生理学㊂E⁃mail:1245600009@qq.com∗通信作者:胡建民,教授,博士生导师,E⁃mail:Hujianmin59@163.com㊀㊀ 肠-肝轴 一词最早由Volta等[1]于1978年提出,指动物机体的肠道与肝脏之间通过肝门静脉及肠系膜静脉连接,形成肠-肝轴㊂肠道中的化合物及细菌代谢产物可通过肠肝循环到达肝脏,可以说肝脏是肠道化合物及一些物质的大型收集基地㊂胆汁酸是肝脏中胆固醇代谢后的终产物之一,其在肝脏中合成,并以相应形式分泌到肠道中,再通过肠道中的胆汁酸转运体重吸收进入肝门静脉,进而重新返回肝脏,这一过程被称为胆汁酸的肠肝循环㊂胆汁酸在肠肝循环中不仅参与机体营养物质的消化吸收,调节机体健康,最重要的是与胆汁酸受体结合后调节胆汁酸代谢及糖脂代谢㊂本文针对胆汁酸受体在肠肝循环中的作用及其对糖脂代谢的调节机制进行综述,以期为今后探究胆汁酸及其受体在代谢相关疾病防治中的作用提供参考㊂1㊀胆汁酸的肠肝循环1.1㊀胆汁酸合成㊀㊀在肝周细胞中,胆固醇在约15种酶的作用下合成胆汁酸,其主要合成途径有2条[2]:75%的胆汁酸是由限速酶胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)启动的经典途径产生,在此过程中,胆固醇在CYP7A1[3]的作用下生成7α-羟固醇,再通过甾醇12α羟化酶(CYP8B1)作用形成胆酸(CA);其余的胆汁酸则是由甾醇-27羟化酶(CYP27A1)和氧固醇7α羟化酶(CYP7B1)限速催化启动的替代途径产生[4-5]㊂其中,CYP27A1是一种广泛分布在巨噬细胞和各种组织中的线粒体酶,由其催化的反应最终产物为25-羟基胆固醇和27-羟基胆固醇,再通过替代途径在CYP8B1的作用下合成鹅去氧胆酸(CDCA)㊂通过上述2种途径合成的胆汁酸均被称为初级胆汁酸,也称为游离型胆汁酸㊂但最新研究发现,在啮齿类动物中,在另外一种细㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷胞色素P4502C家族酶(CYP2C70)的作用下,可将CDCA和熊去氧胆酸(UDCA)转化成α-鼠胆酸(α⁃MCA)和β-鼠胆酸(β⁃MCA)[6],所以啮齿类动物的初级胆汁酸以CA及鼠胆酸(MCA)为主[7]㊂㊀㊀在肝细胞中,未结合的初级胆汁酸在胆汁酸辅酶A合成酶(BACS)和胆汁酸辅酶A氨基酸N-乙酰基转移酶(BAAT)的作用下,在C24位置与甘氨酸(主要在猪中)[8-9]或牛磺酸(主要在鼠和鸡中)结合,形成结合型胆汁酸㊂未结合的胆汁酸和结合后的胆汁酸有一部分可以被磺基转移酶家族2A1(SULT2A1)硫酸化,鼠中则是被磺基转移酶家族22A9(SULT22A9)硫酸化,另一部分胆汁酸会被尿苷二磷酸(UDP)-葡萄糖醛酸基转移酶(UGT)如UGT2B4㊁UGT2B7和UGT1A3糖酯化[2],还有一部分被细胞色素P4503A4(CYP3A4)和细胞色素P4503A11(CYP3A11)羟基化㊂在这些酶的作用下,肝脏可免受胆汁酸的毒性作用侵害[10],这些酶的缺失或者突变将导致胆汁淤积[11-12]㊂1.2㊀胆汁酸的分泌与转化㊀㊀胆汁酸会通过胆盐输出泵(BSEP,也称为ABCB11)㊁多药耐药蛋白2(MRP2,也称为ABCC2)㊁多药耐药蛋白3(MDR3,也称ABCB4)和多药耐药蛋白1(MDR1,也称ABAB1)等转运蛋白分泌到胆小管中[2]㊂BSEP是胆汁酸的主要流出通道,大多数的结合型胆汁酸都是通过此通道输送到胆管;MRP2属于ABC转运蛋白的超级家族,可将有机阴离子从肝细胞输送到胆管[13];MDR3主要将磷脂等运送到胆管;MDR1将有机阳离子㊁细胞毒素和其他外源性生物排泄入胆汁㊂胆汁在胆囊中储存浓缩,进食后,肠L细胞刺激胆囊收缩素(CCK)的分泌,使胆囊收缩,将胆汁释放到十二指肠中[2]㊂因大鼠在解剖学上不存在胆囊,所以肝脏合成的胆汁酸会直接分泌到肠道中,不经过胆囊储存的过程㊂胆汁酸进入肠道后,在肠道细菌作用下初级胆汁酸经去结合作用(水解结合型初级胆汁酸)㊁差向异构作用和脱羟基作用被转化为次级胆汁酸,其中CA转化为去氧胆酸(DCA),CDCA转化为石胆酸(LCA),鼠体内的α⁃MCA㊁β⁃MCA转化为ω-鼠胆酸(ω⁃MCA)㊁猪胆酸(HCA)㊁猪去氧胆酸(HDCA)等[14]㊂胆汁酸的结构与组成如图1所示㊂㊀㊀游离型胆汁酸:X=OH;结合型胆汁酸:X=NHCH2CO2H(甘氨酸)或NHCH2CH2SO3H(牛磺酸)㊂CA:胆酸;CDCA:鹅去氧胆酸;DCA:去氧胆酸;LCA:石胆酸;UDCA:熊去氧胆酸㊂㊀㊀Freebileacids:X=OH;conjugatedbileacids:X=NHCH2CO2H(glycine)orNHCH2CH2SO3H(taurine).CA:cholicacid;CDCA:chenodeoxycholicacid;DCA:deoxycholicacid;LCA:lithocholicacid;UDCA:ursodesoxycholicacid.图1㊀胆汁酸的结构与组成Fig.1㊀Structureandcompositionofbileacids[15-16]21538期苏冠宁等:胆汁酸的肠肝循环及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用1.3㊀胆汁酸的转运㊀㊀进入肠道中的胆汁酸在回肠末端有约95%会通过回肠末端的胆汁酸转运体溶质载体家族10(SLC10A2,也称ASBT)吸收进入肠道上皮细胞,并通过异二聚体有机溶质转运体α和β(OSTα/β)在基底外侧膜上分泌出来,再通过肝门静脉重吸收回肝脏,有学者将通过此过程回收到肝脏的次级胆汁酸称为三级胆汁酸[17]㊂剩余的5%未被吸收再次利用的胆汁酸,一部分经过肠道微生物群的解聚,被动地被结肠重新吸收,例如DCA可以被重吸收回肝脏再利用[18];另一部分则是经粪便排出㊂被吸收的胆汁酸通过肠系膜上静脉和门静脉返回肝脏,通过牛磺胆酸钠共转运多肽(NTCP,也称SLC10A1)和有机阴离子转运多肽(OATP,也称SLCO1A2)等肝细胞窦状隙中的活性转运蛋白重新摄取[19]㊂而有一些胆汁酸虽然可以进入到门静脉循环中,却无法被肝细胞回收,而是随着尿液排出㊂在肝脏内,胆固醇会重新代谢合成新的胆汁酸,再与肝脏内已有的胆汁酸及重吸收回肝脏的胆汁酸一起分泌到胆小管中,补偿粪便和尿液损失的那部分胆汁酸㊂同时,也会存在少量胆汁酸既没有被肝脏重新吸收,也没有随尿液和粪便排出体外,而是在血浆中与血浆蛋白[主要是白蛋白(约80%)和脂蛋白(约20%)][20]结合在一起,被运送到周围其他组织和器官,与相应受体结合发挥功能[2]㊂㊀㊀胆汁酸的合成与转运如图2所示㊂2㊀胆汁酸受体的作用㊀㊀胆汁酸受体有2种类型:核受体和G蛋白偶联受体(GPCR)㊂核受体包括法尼酯X受体(FXR)㊁孕烷X受体(PXR)等,GPCR包括G蛋白偶联胆汁酸受体1(TGR5,也称GPBAR1)㊁鞘氨醇-1-磷酸受体2(S1PR2)等㊂在肠肝循环中FXR㊁PXR㊁TGR5及S1PR2都有相应的调控作用,胆汁酸与这几种受体结合后,通过调节相应胆汁酸信号通路参与胆汁酸代谢㊁糖脂代谢以及一些能量代谢和炎症过程等多种生理功能的调节[21-22]㊂其中胆汁酸激活核受体后,主要参与调节机体肠肝循环的胆汁酸代谢过程及糖脂代谢,也参与药物的代谢和解毒反应;而TGR5被激活后,虽可调控糖代谢过程,但主要参与调节机体能量代谢和免疫反应[23];S1PR2近些年被发现,在肝脏中对糖脂代谢调控具有重要作用㊂2.1㊀胆汁酸受体与肠肝循环㊀㊀FXR是控制胆汁酸代谢,参与影响肠肝循环系统的最重要的受体,其主要表达于肝脏㊁肠道㊁肾脏和肾上腺等器官[24]㊂已有研究显示FXR在心脏㊁脂肪(白色脂肪)[25-26]和血管系统中低表达,但具体功能不十分清楚㊂FXR通过诱导肝脏中的小异源二聚体伴侣(SHP)降低肝受体同源物1(LRH1,也称NR5A2)的生成,从而调节CYP7A1和CYP8B1的活性,调节胆汁酸的合成㊂在肠道中胆汁酸激活肠上皮细胞的FXR受体,进而促进成纤维细胞生长因子19(FGF19)[鼠中是成纤维细胞生长因子15(FGF15)]的表达并从回肠末端释放进入肝门静脉及肠系膜静脉运输到肝脏,作用于肝脏的成纤维细胞生长因子受体4(FGFR4)及β⁃klotho(也称KLB)受体,二者激活后共同抑制肝脏CYP7A1和CYP8B1的活性[27-28]㊂高水平的胆汁酸对细胞有害,而且会以负反馈的形式抑制FXR激活的胆汁酸合成途径,因此FXR在调节胆汁酸合成中起着关键作用㊂FXR会通过多种方式影响胆汁酸含量,调节胆汁酸的合成㊁结合㊁回收和摄取㊂在小鼠中,FXR的缺失与许多严重疾病的病理过程有关,说明FXR介导的胆汁酸信号通路对胆汁酸通路和代谢稳态都至关重要[29]㊂㊀㊀在胆汁酸产生的初始阶段,FXR除通过诱导SHP抑制胆汁酸合成,还通过诱导负调控因子过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)[30]或环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB)转录共激活因子2(CRTC2)间接抑制FXR的转录[27]㊂SHP与LRH1相互作用形成异二聚体时,也导致CYP7A1和SHP自身的抑制[19,27,30-32]㊂FXR通过介导SHP,抑制肝细胞核因子4α(HNF4α),从而抑制CYP8B1的表达[32],CYP8B1的表达控制着CA与CDCA的比率㊂天然FXR激动剂即是机体自身通过合成等途径产生的胆汁酸,其对胆汁酸受体也存在激活和抑制2种方式,已有研究表明FXR天然的激活剂的顺序为CDCA>DCA>CA>LCA,天然抑制剂为牛磺-α-鼠胆酸(T⁃α⁃MCA)㊁牛磺-β-鼠胆酸(T⁃β⁃MCA)和UDCA[19],所以机体内产生的胆汁酸类型和含量会调控FXR的表达㊂BACS和BAAT这2种参与胆汁酸结合的关键酶均受FXR的正向调控[30],参与胆汁酸与牛磺酸或甘氨酸的结合㊂3153㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷㊀㊀CYP27A1:甾醇-27羟化酶sterol⁃27hydroxylase;CYP7A1:胆固醇7α-羟化酶cholesterol7alpha⁃hydroxylase;CYP7B1:氧固醇7α羟化酶oxysterol7alpha⁃hydroxylase;CYP8B1:甾醇12α羟化酶sterol12⁃alpha⁃hydroxylase;CYP2C70:细胞色素P4502C家族酶cytochromeP450,family2,subfamilyC,polypeptide70;α⁃MCA:α-鼠胆酸α⁃muricholicacid;β⁃MCA:β-鼠胆酸β⁃muricholicacid;ω⁃MCA:ω-鼠胆酸ω⁃muricholicacid;CA:胆酸cholicacid;CDCA:鹅去氧胆酸chenodeoxycholicacid;DCA:去氧胆酸deoxycholicacid;LCA:石胆酸lithocholicacid;SULTs:磺基转移酶家族sulfotransferasefamily;UGTs:葡萄糖醛酸基转移酶glucuronidetransferase;CYPs:细胞色素P450cytochromesP450;BACS:胆汁酸辅酶A合成酶bileacidcoenzymeAsynthase;BAAT:胆汁酸辅酶A氨基酸N-乙酰基转移酶bileacidCoAaminoacidN⁃acetyltransferase;BAs:胆汁酸bileacids;TCA:牛磺胆酸taurocholicacid;TCDCA:牛磺鹅去氧胆酸taurochenodeoxycholicacid;GCA:甘氨胆酸glyco⁃cholicacid;GCDCA:甘氨鹅去氧胆酸glycochenodeoxycholicacid;T⁃α⁃MCA:牛磺-α-鼠胆酸tauroα⁃muricholicacid;T⁃β⁃MCA:牛磺-β-鼠胆酸tauroβ⁃muricholicacid;G⁃α⁃MCA:甘氨酸-α-鼠胆酸glycine⁃α⁃muricholicacid;G⁃β⁃MCA:甘氨酸-β-鼠胆酸glycine⁃β⁃Muricholicacid;NTCP:牛磺胆酸钠共转运多肽Na+/taurocholatecotransportingpolypeptide;OATP:有机阴离子转运多肽organicaniontransportingpolypeptides;OSTα:有机溶质转运体αorganicsolutetransporterα;OSTβ:有机溶质转运体βorganicsolutetransporterβ;ASBT:顶端钠胆汁酸转运蛋白apicalsodium⁃bileacidtransporter;HCA:猪胆酸hyo⁃cholicacid;HDCA:猪去氧胆酸hyodeoxycholicacid;CCK:胆囊收缩素cholecystokinin;BSEP:胆盐输出泵bilesaltexportpump;MRP2:多耐药蛋白2multidrugresistance⁃associatedprotein2;MDR3:多药耐药蛋白3multidrugresistanec⁃associatedprotein3;MDR1:多药耐药蛋白1multidrugresistanec⁃associatedprotein1㊂图2 胆汁酸的合成与转运Fig.2㊀Synthesisandtransportofbileacids㊀㊀FXR同样会参与胆汁酸的分泌与转运过程㊂FXR通过调节BSEP和MRP2转运体的表达控制胆汁酸的分泌㊂FXR还通过调节几种转运蛋白抑制胆汁酸的重吸收途径㊂胆汁酸对ASBT的负反馈调节是由FXR通过作用SHP,抑制ASBT的启动子LRH⁃1的激活介导的[33]㊂有学者研究表明FXR可以激活回肠中胆汁酸结合蛋白(IBABP,也称为胃促素)促进胆汁酸盐从肠细胞的顶端移动到基底外侧膜[34],从而加速胆汁酸重吸收回肝脏㊂FXR通过诱导有机溶质转运体α(OSTα)和有机溶质转运体β(OSTβ)[35]的表达使胆汁酸释放到门静脉循环中以返回肝脏㊂胆汁酸抵达肝脏处被NTCP和OATP再次主动摄取,这2种转运体均受FXR的负反馈调节,防止肝脏组织内胆汁酸含量过高,引起胆汁淤积造成的肝脏毒性作用㊂并且,FXR激活后可以激活修饰胆汁酸基因的表达,其41538期苏冠宁等:胆汁酸的肠肝循环及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用中包括使胆汁酸羟基化的CYP3A4和CYP3A11以及硫酸化的SULT2A1和糖脂化的UGT2B4㊂此外,FXR已被证明能预防药物引起的肝脏毒性[10]㊂㊀㊀肝脏PXR可被胆汁酸激活,主要参与肝脏胆汁酸代谢㊁药物代谢和解毒功能调节㊂PXR激活后,可结合到靶基因启动子内的激素反应原件位点,直接调控靶基因的转录[36]㊂研究证明,肝脏CYP7A1㊁MRP2㊁MDR3㊁有机阴离子转运多肽2(OATP2)和FGFR4以及肠道FGF15(鼠为FGF19)均为PXR的靶基因,通过调节这些靶基因的转录,抑制胆汁生成,促进胆汁排出,从而维持体内胆汁酸代谢平衡[37-38]㊂TGR5主要在胆囊㊁脑[2]㊁骨骼肌㊁肠道(尤其是在回肠和结肠)[39]及棕色脂肪细胞[40]㊁白色脂肪细胞中表达,在肝细胞中几乎不表达[41]㊂所以其参与胆汁酸代谢的作用较小,而在激活TGR5时,次级胆汁酸比初级胆汁酸更有效[42]㊂LCA是最有效的TGR5天然激活剂[43]㊂天然胆汁酸激活TGR5的顺序为LCA>DCA>CDCA>CA[19]㊂S1PR2是另外一种G蛋白偶联受体,其主要在肝细胞中被结合型胆汁酸激活,发挥一定的作用㊂S1PR2同TGR5类似,几乎不参与肝肠循环中的胆汁酸代谢途径㊂2.2 胆汁酸受体与糖脂代谢2.2.1㊀对脂代谢的调控㊀㊀FXR通过调节肝脏脂质生成㊁脂质分泌㊁血浆脂质清除以及肠道胆固醇吸收来调节脂质代谢㊂FXR的激活已被证明其调节脂质生成的关键途径㊂研究发现,在SHP缺失小鼠体内调节元件结合转录因子-1c(SREBP⁃1c)的表达没有受到抑制,推测FXR可通过介导SHP[44]和FGF15[45]来调控SREBP⁃1c的表达,进而减少脂肪的生成㊂在生理条件下,乙酰辅酶A羧化酶(ACC)和脂肪酸合成酶(FAS)等许多酶参与脂肪生成,已有学者证明了这2种酶均受SHP调控[46],因此推测FXR可通过调控SHP间接调控脂肪的生成㊂此外,微粒体甘油三酯转移蛋白(MTP)和载脂蛋白B(ApoB)基因表达也均受到FXR的调节[47],从而降低极低密度脂蛋白(VLDL)的分泌[44]㊂有研究表明,FXR通过激活脂蛋白脂酶(LPL)的激活剂载脂蛋白CⅡ(ApoCⅡ)[48]的表达,同时抑制LPL的抑制剂载脂蛋白CⅢ(ApoCⅢ)的活性[49],从而增强LPL的活性,使血液中甘油三酯(TG)的含量降低㊂FXR还可以介导极低密度脂蛋白受体(VLDL⁃R)的表达[50],调节脂质代谢㊂FXR的激活抑制胆固醇转化成胆汁酸,导致肝脏胆固醇含量增加,低密度脂蛋白受体(LDL⁃R)含量降低,使血浆低密度脂蛋白胆固醇(LDL⁃C)含量升高㊂FXR还通过抑制载脂蛋白AⅠ(ApoAⅠ)的表达[51],从而使清道夫受体-B1(SR⁃B1)[52]和转运抑制蛋白(CETP)[53]的表达升高,继而增加对高密度脂蛋白胆固醇(HDL⁃C)的清除能力,降低血浆HDL⁃C含量,从而对胆固醇转运(RCT)和HDL⁃C代谢起关键作用㊂最近有学者发现,FXR的激活可抑制碳水化合物反应原件结合蛋白(ChREBP)表达,抑制其下游基因肝脏丙酮酸激酶(LPK)表达,阻止糖类转化为脂肪,最终抑制脂肪酸和TG的合成[54]㊂研究还发现,肝脏FXR被胆汁酸激活也可诱导PPARα的高表达,继而上调脂肪酸β氧化相关酶,如酰基辅酶A氧化酶1(ACOX1)㊁乙酰辅酶A合酶(ACS)㊁LPL和肉毒碱棕榈酰转移酶1(CPT1)等的表达,促进脂肪酸氧化,减少脂质沉积[55]㊂值得注意的是,通过小鼠试验证明,FGF15可通过肝脏FGFR4通路下调乙酰辅酶A羧化酶2(ACC2)㊁硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)㊁SREBP1c和肉毒碱棕榈酰转移酶1α(CPT1α)表达,减少肝脏脂肪㊁TG和胆固醇含量,推测动物体内FGF15也可能抑制肝脏脂质的合成等过程[56]㊂2.2.2㊀对糖代谢的调控㊀㊀胆汁酸可以通过直接作用于肠道中的FXR和TGR5,调节葡萄糖稳态;也可通过促进肠道中FXR诱导FGF15的合成,间接调节葡萄糖稳态㊂在小鼠体内,FGF15不仅在肠道中可以合成,在下丘脑中也可合成,并发出相应信号抑制胰高血糖素的生成[57]㊂在小肠中,FXR调节吸收葡萄糖的动力学作用,这一作用在FXR敲除的小鼠中没有观察到[58]㊂FXR通过抑制肝脏中的糖酵解和脂肪生成过程,以降低餐后葡萄糖水平[44,59-60],而FGF15的合成可以加快糖原的生成[61]㊂胆汁酸可以激活肠内分泌L细胞上的TGR5,由此调节胰高血糖素样肽-1(GLP⁃1)的分泌,此过程在回肠段5153㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷最为活跃㊂TGR5的激活还可以调节胰高血糖素合成相关基因的表达[62-63]㊂由于TGR5是在基底外侧膜上而不是在顶端L细胞膜上表达,其激动剂的吸收和局部释放可能是激活TGR5的先决条件[64]㊂相比之下,FXR激活后,可抑制肠道L细胞的糖酵解过程以及ChREBP的活性,并抑制回肠中胰高血糖素合成相关基因的表达和GLP⁃1的分泌[65]㊂这2种受体对GLP⁃1合成及分泌的作用相反,但由于TGR5介导的胞内信号是快速的,而FXR的转录调控是缓慢的,所以通常情况下TGR5在肠道中的激活作用更为重要㊂CYP8B1的表达抑制或缺失会使小鼠GLP⁃1分泌增多,从而改善葡萄糖稳态㊂CYP8B11缺失的小鼠CA与MCA的比值降低,小肠内GLP⁃1的分泌增加[66]㊂此外,MCA与肠道中FXR结合后,可以抑制肠道FXR,使GLP⁃1的分泌增多[65]㊂㊀㊀在胰岛中,FXR和TGR5在胰腺β细胞中均有表达,并正向调节胰岛素的合成以及葡萄糖稳态[67]㊂此外,胰腺α细胞中TGR5的激活可诱导胰高血糖素转化酶原-1的表达,催化胰高血糖素原生成GLP⁃1,继而转移到β细胞,与细胞膜上的GLP⁃1受体(GLP⁃1R)结合,增强β细胞的功能[68]㊂㊀㊀胆汁酸也可结合肝脏中FXR,调节葡萄糖稳态㊂研究已证明,FXR缺失的小鼠磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6P)的表达量均降低[59-60]㊂FXR缺失的小鼠禁食后,进行空腹再饲喂试验,结果表明再饲喂高糖食物的小鼠反应格外明显,再次证实了FXR诱导糖酵解和脂肪生成过程中相关基因的表达,并显著抑制调控糖原生成基因的表达[59]㊂最近有报道显示,一个先前与解毒相关的醛酮还原酶1B7(Akr1b7)可降低血糖水平,并抑制糖原合成酶和脂质合成酶的表达[10,14]㊂因此,Akr1b7有可能参与激活FXR,但具体机制还不明确㊂最近研究发现,受FXR调控的FGF15通过抑制CREB㊁下调过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1⁃α(PGC⁃1α),抑制肝脏的糖异生过程[69]㊂㊀㊀除了FXR和TGR5在调节糖脂代谢方面作用显著外,最近研究发现S1PR2的拮抗剂JTE⁃013可以阻断细胞外信号调节激酶(ERK1/2)和蛋白激酶B(AKT)通道[70],ERK1/2和AKT信号通路在调节肝脏糖脂代谢方面起着重要作用[71],所以S1PR2在调节肝脏糖脂代谢方面也起着重要作用[72-73]㊂SHP同样受FXR调控,可以通过调节ERK1/2和AKT信号通路抑制CYP7A1基因的转录,并抑制胆汁酸的合成[74]㊂㊀㊀胆汁酸受体介导肠肝循环及其调控糖脂代谢的主要机制如图3所示㊂3㊀小㊀结㊀㊀综上所述,胆汁酸参与肝肠循环的许多重要环节均受胆汁酸受体的调控,包括胆汁酸的合成㊁分泌㊁排泄㊁再吸收等,通过这些途径维持机体的代谢平衡㊂肠肝循环系统的紊乱将导致机体代谢障碍,而调控胆汁酸受体是调节胆汁酸代谢的最直接㊁最有效的途径㊂虽然对胆汁酸代谢通路的研究已进行了数十年,但对于其在各种代谢型疾病上的作用,特别是在非酒精性脂肪型肝炎(NASH)㊁非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)㊁2型糖尿病(T2DM)㊁代谢综合征(MS)㊁肠道相关炎症疾病等上的研究是近些年学者们才关注的热点㊂作为现今防治此类疾病的新策略,胆汁酸代谢通路及胆汁酸受体的作用是值得深入研究的㊂㊀㊀尽管有许多引人注目的发现,但目前关于胆汁酸和胆汁酸代谢如何影响机体各方面功能的机制尚不完全清楚㊂胆汁酸在各个种属中类型繁多㊁作用复杂,还需要进一步的探究㊂胆汁酸受体的表达部位分布很广,除肠道㊁肝脏以外,胆汁酸受体还在很多器官和组织中表达并发挥着一定作用,其作用机制仍然需要进一步探索㊂在未来,相关机制阐明后,可通过影响胆汁酸代谢㊁改变胆汁酸类型等措施,为优化畜禽养殖业以及为动物相关疾病的防治提供新的思路与靶点㊂致谢:㊀㊀感谢沈阳农业大学杨建成教授对文稿所提的宝贵意见㊂61538期苏冠宁等:胆汁酸的肠肝循环及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用㊀㊀BAs:胆汁酸bileacids;FXR:法尼酯X受体farnesoidXreceptor;SHP:小异源二聚体伴侣smallheterodimerpartner;LRH⁃1:肝受体同源物1liverreceptorhomolog⁃1;CYP7A1:胆固醇7α-羟化酶cholesterol7alpha⁃hydroxylase;CYP8B1:甾醇12α羟化酶sterol12⁃alpha⁃hydroxylase;HNF4α:肝细胞核因子4αhepatocytenuclearfactor4;ACC:乙酰辅酶A羧化酶acetylCoAcarboxylase;FAS:脂肪酸合成酶fattyacidsynthase;SREBP⁃1c:调节元件结合转录因子-1csterolregulatoryelement⁃bindingprotein1;ChREBP:碳水化合物反应原件结合蛋白carbohydratereactionelementbindingprotein;PPAR⁃α:过氧化物酶体增殖物激活受体αperoxisomeproliferator⁃activatedreceptorα;MRP2:多耐药蛋白2multidrugresistance⁃associatedprotein2;LDL⁃R:低密度脂蛋白受体lowdensitylipoproteinreceptor;VLDL⁃R:极低密度脂蛋白受体verylowdensitylipopro⁃teinreceptor;SR⁃B1:清道夫受体-B1scavengerreceptorclassB,typeI;FGFR4:成纤维细胞生长因子受体4fibroblastgrowthfactorreceptor4;ACC2:乙酰辅酶A羧化酶2acetylCoAcarboxylase2;SCD1:硬脂酰辅酶A去饱和酶1stearoyl⁃CoAdesatu⁃rase1;CPT1α:肉毒碱棕榈酰转移酶1αcarnitinepalmitoyltransferase1α;BACS:胆汁酸辅酶A合成酶bileacidcoenzymeAsynthase;BAAT:胆汁酸辅酶A氨基酸N-乙酰基转移酶bileacidCoAaminoacidN⁃acetyltransferase;SULTs:磺基转移酶家族sulfotransferasefamily;UGTs:葡萄糖醛酸基转移酶glucuronidetransferase;S1PR2:鞘氨醇-1-磷酸受体2sphingosine⁃1⁃phosphatereceptor2;PXR:孕烷X受体pregnaneXreceptor;NTCP:牛磺胆酸钠共转运多肽Na+⁃taurocholatecotransportingpolypeptide;ASBT:顶端钠胆汁酸转运蛋白apicalsodium⁃bileacidtransporter;IBABP:胆汁酸结合蛋白ilealbileacidbindingprotein;FGF15/19:成纤维细胞生长因子15/19fibroblastgrowthfactor15/19;OSTα/β:异二聚体有机溶质转运体α/βorgan⁃icsolutetransporterα/β;TGR5:G蛋白偶联胆汁酸受体5Gprotein⁃coupledbileacidreceptor5;GLP⁃1:胰高血糖素样肽-1glucagon⁃likepeptide1;GLP⁃1R:胰高血糖素样肽1受体glucagon⁃likepeptide1receptor;ApoCⅡ:载脂蛋白CⅡapolipopro⁃teinCⅡ;ApoCⅢ:载脂蛋白CⅢapolipoproteinCⅢ;ERK1/2:细胞外调节蛋白激酶extracellularregulatedproteinkinases;AKT:蛋白激酶BproteinkinaseB㊂图3 胆汁酸受体介导肠肝循环及其调控糖脂代谢的主要机制Fig.3㊀Bileacidreceptorsmediateenterohepaticcirculationandthemainmechanismofglycolipidmetabolismregulatedbybileacidreceptors参考文献:[1]㊀VOLTAU,BONAZZIC,BIANCHIFB,etal.IgAantibodiestodietaryantigensinlivercirrhosis[J].In⁃ternationalJournalofClinicalandLaboratoryRe⁃search,1987,17(3):235-242.[2]㊀LEFEBVREP,CARIOUB,LIENF,etal.Roleofbileacidsandbileacidreceptorsinmetabolicregulation[J].PhysiologicalReviews,2009,89(1):147-191.[3]㊀RUSSELLDW,SETCHELLKDR.Bileacidbiosyn⁃thesis[M].Biochemistry,1992,31(20):4737-4749.[4]㊀VLAHCEVICZR,STRAVITZRT,HEUMANDM,etal.Quantitativeestimationsofthecontributionofdifferentbileacidpathwaystototalbileacidsynthesis7153㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷intherat[J].Gastroenterology,1997,113(6):1949-1957.[5]㊀DUANEWC,JAVITTNB.27⁃hydroxycholesterol:productionratesinnormalhumansubjects[J].JournalofLipidResearch,1999,40(7):1194-1199.[6]㊀TAKAHASHIS,FUKAMIT,MASUOY,etal.Cyp2c70isresponsibleforthespeciesdifferenceinbileacidmetabolismbetweenmiceandhumans[J].JournalofLipidResearch,2016,57(12):2130-2137.[7]㊀KUIPERSF,BLOKSVW,GROENAK.Beyondin⁃testinalsoap⁃bileacidsinmetaboliccontrol[J].NatureReviewsEndocrinology,2014,10(8):488-498.[8]㊀陈志维,黎玉翠,暴梅佳,等.柱前衍生化高效液相色谱法测定猪胆粉结合胆酸中甘氨酸和牛磺酸的含量[J].药物分析杂志,2010,30(2):288-290.[9]㊀邓启华,姚颖,刘婷,等.猪胆汁中三种主要胆汁酸的提取分离[J].中国生化药物志,2012,33(4):405-407.[10]㊀LEEFY,DEAGUIARVALLIMTQ,CHONGHK,etal.ActivationofthefarnesoidXreceptorpro⁃videsprotectionagainstacetaminophen⁃inducedhepat⁃ictoxicity[J].MolecularEndocrinology,2010,24(8):1626-1636.[11]㊀DEVREEJM,JACQUEMINE,STURME,etal.MutationsintheMDR3genecauseprogressivefamil⁃ialintrahepaticcholestasis[J].ProceedingsoftheNa⁃tionalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofA⁃merica,1998,95(1):282-287.[12]㊀STRAUTNIEKSSS,BULLLN,KNISELYAS,etal.Ageneencodingaliver⁃specificABCtransporterismutatedinprogressivefamilialintrahepaticcholestasis[J].NatureGenetics,11998,20(3):233-238.[13]㊀KÖNIGJ,NIESAT,CUIYH,etal.Conjugateex⁃portpumpsofthemultidrugresistanceprotein(MRP)family:localization,substratespecificity,andMRP2⁃mediateddrugresistance[J].BiochimicaetBiophysicaActa:Biomembranes,1999,1461(2):377-394.[14]㊀RIDLONJM,HARRISSC,BHOWMIKS,etal.Consequencesofbilesaltbiotransformationsbyintes⁃tinalbacteria[J].GutMicrobes,2016,7(1):22-39.[15]㊀LIYY,JADHAVK,ZHANGYQ.Bileacidrecep⁃torsinnon⁃alcoholicfattyliverdisease[J].Biochemi⁃calPharmacology,2013,86(11):1517-1524.[16]㊀王朋,林森,吴德,等.胆汁酸的营养生理作用及代谢调控研究进展[J].动物营养学报,2019,32(5):2002-2011.[17]㊀CHIANGJYL.Regulationofbileacidsynthesis:pathways,nuclearreceptors,andmechanisms[J].JournalofHepatology,2004,40(3):539-551.[18]㊀DOWLINGRH.Theenterohepaticcirculationofbileacidsastheyrelatetolipiddisorders[J].JournalofClinicalPathology,1973,5:59-67.[19]㊀RIDLONJM,KANGDJ,HYLEMONPB.Bilesaltbiotransformationsbyhumanintestinalbacteria[J].JournalofLipidResearch,2006,47(2):241-259.[20]㊀STEINERC,HOLLEBOOMAG,KARUNAR,etal.Lipoproteindistributionandserumconcentrationsof7α⁃hydroxy⁃4⁃cholesten⁃3⁃oneandbileacids:effectsofmonogenicdisturbancesinhigh⁃densitylipoproteinmetabolism[J].ClinicalScience,2012,122(8):385-400.[21]㊀MONTEMJ,MARINJJ,ANTELOA,etal.Bileacids:chemistry,physiology,andpathophysiology[J].WorldJournalofGastroenterology,2009,15(7):804-816.[22]㊀VITEKL,HALUZIKM.Theroleofbileacidsinmet⁃abolicregulation[J].TheJournalofEndocrinology,2016,228(3):R85-R96.[23]㊀SCHMIDA,SCHLEGELJ,THOMALLAM,etal.Evidenceoffunctionalbileacidsignalingpathwaysinadipocytes[J].MolecularandCellularEndocrinology,2019,483:1-10.[24]㊀KADIRSHSA,MIRAGOLIM,ABU⁃HAYYEHS,etal.Bileacid⁃inducedarrhythmiaismediatedbymus⁃carinicM2receptorsinneonatalratcardiomyocytes[J].PLoSOne,2010,5(3):e9689.[25]㊀ABDELKARIMM,CARONS,DUHEMC,etal.ThefarnesoidXreceptorregulatesadipocytedifferentiationandfunctionbypromotingperoxisomeproliferator⁃ac⁃tivatedreceptor⁃γandinterferingwiththeWnt/β⁃cate⁃ninpathways[J].JournalofBiologicalChemistry,2010,285(47):36759-36767.[26]㊀CARIOUB,VANHARMELENK,DURAN⁃SAN⁃DOVALD,etal.ThefarnesoidXreceptormodulatesadiposityandperipheralinsulinsensitivityinmice[J].JournalofBiologicalChemistry,2006,281(16):11039-11049.[27]㊀GOODWINB,JONESSA,PRICERR,etal.Aregu⁃latorycascadeofthenuclearreceptorsFXR,SHP⁃1,andLRH⁃1repressesbileacidbiosynthesis[J].Molec⁃ularCell,2000,6(3):517-526.[28]㊀INAGAKIT,CHOIM,MOSCHETTAA,etal.Fibro⁃blastgrowthfactor15functionsasanenterohepaticsignaltoregulatebileacidhomeostasis[J].CellMe⁃81538期苏冠宁等:胆汁酸的肠肝循环及胆汁酸受体在糖脂代谢中的调控作用tabolism,2005,2(4):217-225.[29]㊀SINALCJ,TOHKINM,MIYATAM,etal.TargeteddisruptionofthenuclearreceptorFXR/BARimpairsbileacidandlipidhomeostasis[J].Cell,2000,102(6):731-744.[30]㊀PIRCHERPC,KITTOJL,PETROWSKIML,etal.FarnesoidXreceptorregulatesbileacid⁃aminoacidconjugation[J].JournalofBiologicalChemistry,2003,278(30):27703-27711.[31]㊀LUTT,MAKISHIMAM,REPAJJ,etal.Molecularbasisforfeedbackregulationofbileacidsynthesisbynuclearreceptors[J].MolecularCell,2000,6(3):507-515.[32]㊀ZHANGM,CHIANGJYL.Transcriptionalregula⁃tionofthehumansterol12α⁃hydroxylasegene(CYP8B1):rolesofhepatocytenuclearfactor4αinmediatingbileacidrepression[J].JournalofBiologi⁃calChemistry,2001,276(45):416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胆汁酸和脂肪代谢的关系

胆汁酸和脂肪代谢的关系

胆汁酸和脂肪代谢的关系
胆汁酸是由胆固醇合成的一种类固醇化合物,它在脂肪代谢中扮演着重要的角色。

首先,胆汁酸在脂肪代谢中起着乳化脂肪的作用。

当我们摄入食物时,胆汁酸会从胆囊释放到小肠中,与脂肪和脂溶性维生素结合,使它们变得更容易被消化和吸收。

这对脂肪代谢和营养吸收至关重要。

另外,胆汁酸也可以影响脂肪合成和分解。

它能够调节肝脏中胆固醇的合成,从而影响脂肪的合成过程。

此外,胆汁酸还参与调节胆固醇的代谢,对体内脂肪的平衡起着重要作用。

此外,胆汁酸还与胆固醇代谢有关。

它们在体内的平衡关系对维持胆固醇的稳定起着重要作用。

胆汁酸的合成和排泄是体内胆固醇代谢的重要环节,与脂肪代谢密切相关。

总的来说,胆汁酸在脂肪代谢中扮演着重要的角色,通过乳化脂肪、调节脂肪合成和分解、以及与胆固醇代谢的关系,影响着人体内脂肪的代谢和平衡。

对于维持人体健康和营养吸收起着重要作用。

希望这些信息能够帮助你更全面地了解胆汁酸和脂肪代谢之间的关系。

胆汁酸代谢—2型糖尿病的相关调控因子

胆汁酸代谢—2型糖尿病的相关调控因子

胆汁酸代谢—2型糖尿病的相关调控因子摘要:糖尿病(DM)是由遗传、环境、自身免疫缺陷等多种复杂原因共同导致的,以血中葡萄糖水平连续慢性升高为主要特点的代谢性疾病,其中2型糖尿病(T2DM)多见,主要由胰岛素分泌不足、产生胰岛素抵抗而致病。

胆汁酸(BA)以胆固醇为主要原料在肝脏细胞内转化代谢而来。

BA不但具有促进脂肪乳化水解以及维持全身系统稳态的作用。

此外,还可以作为一种信号物质,通过激活法尼醇X受体(FXR)以及G蛋白偶联受体(TGR5)输送信息,同时还与肠道菌群产生全方位互动效应,在机体能量代谢以及免疫耐受等方面发挥作用,影响着T2DM的发生与发展。

关键词:2型糖尿病;胆汁酸;肠道菌群;代谢手术2型糖尿病(T2DM)主要是由胰岛素抵抗(IR)所引起的血糖增高。

有研究表明[1],胆汁酸(BA)是一个主要信号物质,可通过介导的法尼醇X受体(FXR)以及G蛋白偶联受体(TGR5)功能反馈控制BA自身的产生代谢过程,参与机体调节内分泌代谢、维持体内循环平衡以及增强自身免疫。

Lynn 等发现[2],20世纪70年代的印第安人中T2DM患者粪便中BA含量异常增多,且总BA池水平也呈现增长趋势,但是给予患者胰岛素治疗后此类现象有所好转。

这说明了BA代谢调节可能在调节糖脂代谢异常中扮演着极为重要的角色,是治疗T2DM的一种重要的调控因子。

1.BA及BA代谢BA是一类胆烷酸统称,也是胆汁的主要组成部分在肝脏内通过胆固醇溶解代谢而形成[3]。

BA除了促进对营养物质的正常消化吸收之外,还能够利用自身负反馈机理和调节各种有关BA新陈代谢的信息渠道,以保持体内平衡。

当介导BA代谢过程中的关键酶活性受损或缺失时,胆固醇代谢合成的BA减少,体内聚集大量的代谢产物,循环通路发生障碍,造成多种代谢紊乱疾病的发生[4]。

BA的生物合成路径主要包括以下两种:经典途径以及替代途径[5]。

经典途径:受唯一限速酶即胆固醇7α羟化酶激活,再进行了相应的酶促化学反应、羟化、断链最终生成胆酸(CA)及鹅脱氧胆酸(CDCA)。

胆汁酸的代谢研究及其在代谢调节中的作用

胆汁酸的代谢研究及其在代谢调节中的作用

胆汁酸的代谢研究及其在代谢调节中的作用胆汁酸是一种重要的生化物质,它在体内的代谢过程中扮演着非常重要的角色。

在人体内,胆汁酸主要由胆囊分泌,以辅助消化和吸收脂肪。

除此之外,它还有着维持胆囊屏障完整性、抵抗细菌感染等重要功能。

然而,过多的胆汁酸在体内堆积会导致多种代谢异常,例如糖尿病、肥胖等,因此研究胆汁酸的代谢途径及其在代谢调节中的作用已成为当前研究的热点之一。

1. 胆汁酸的代谢途径胆汁酸的代谢途径主要有两条:肝胆道循环和回肠结肠循环。

在肝胆道循环中,胆汁酸通过肝脏合成并分泌至肠道,然后吸收回到肝脏进行再循环;而在回肠结肠循环中,胆汁酸进入肠道后会与肠道细菌相互作用,经过代谢后再被吸收,在肝脏中进行再循环。

在进行这两种循环时,胆汁酸的代谢途径中存在一些重要的酶和转运蛋白,它们扮演着非常重要的角色,有着调节胆汁酸循环、代谢和排泄的功能。

例如,肝脏中的胆汁酸合成酶、胆囊中的胆固醇酯酶都是重要的代谢酶;而小肠上皮和肝脏中的胆汁酸转运蛋白则起着胆汁酸循环调节和代谢的作用。

2. 胆汁酸的代谢在代谢调节中的作用胆汁酸作为一种重要的生化物质,在体内的代谢过程中扮演着重要的角色。

研究表明,胆汁酸在胆囊收缩、脂肪吸收、免疫调节、维持肠道菌群平衡、肝脏能量代谢等方面都有着重要的作用。

首先,胆汁酸可以促进胆囊的收缩,加快胆汁的排泄,从而减少胆汁酸的积累,保持胆囊代谢平衡。

此外,胆汁酸还可以促进肠道脂肪的吸收和运输,从而起到促进脂肪代谢的作用。

同时,在维持肠道菌群平衡方面,胆汁酸也扮演着重要的角色。

人体内的肠道菌群是一个复杂的生态系统,在胆汁酸的辅助下,它们可以起到帮助消化、促进营养吸收和对抗有害细菌等重要作用。

此外,胆汁酸还可以调节免疫系统,维护身体健康。

研究表明,胆汁酸能够促进巨噬细胞的活性,从而增强人体的免疫力。

同时,它还能够促进肝脏中的胆汁酸代谢过程,保证肝脏的能量代谢平衡,增强肝脏对有害物质的解毒能力。

3. 胆汁酸的代谢异常及其对代谢调节的影响虽然胆汁酸在人体代谢中扮演着非常重要的角色,但是其代谢异常也会导致多种代谢异常。

胆汁酸代谢与代谢性疾病关系和作用机制的研究进展

胆汁酸代谢与代谢性疾病关系和作用机制的研究进展

胆汁酸代谢与代谢性疾病关系和作用机制的研究进展
张珂承;吴仪伟;蒋元霜;陈琰
【期刊名称】《中国医药导报》
【年(卷),期】2024(21)13
【摘要】胆汁酸是一种内源性信号分子,通过激活其受体如Takeda G蛋白偶联受
体5(TGR5)、法尼醇X受体(FXR)等影响糖脂代谢。

胆汁酸代谢与代谢性疾病如肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病等双相相关。

TGR5不仅可以促进褐色脂肪产热,抑制肝脂肪变性,增强胰岛素敏感性,还可以通过中枢调控抑制食欲。

FXR可调控胆汁酸的合成、转运,影响非酒精性脂肪性肝病的发生和发展。

本文整理了国内
外有关胆汁酸代谢与代谢性疾病的研究进展,提供了一些可能用于代谢性疾病诊断、疗效评估的潜在生物标志物,以期为相关疾病的预防、诊断、治疗提供新的思路。

【总页数】3页(P188-190)
【作者】张珂承;吴仪伟;蒋元霜;陈琰
【作者单位】吉林大学第二医院内分泌科
【正文语种】中文
【中图分类】R589
【相关文献】
1.胆汁酸膜受体TGR5在代谢性疾病中作用的研究进展
2.肠道菌群对骨代谢性疾病作用机制的研究进展
3.发酵制品调控糖脂代谢性疾病作用机制的研究进展
4.中药
通过肠道菌群改善肥胖症及其相关代谢性疾病的作用机制研究进展5.莱菔硫烷对代谢性疾病的药理作用机制研究进展
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胆汁酸代谢与T2DM糖脂代谢紊乱的研究概述

胆汁酸代谢与T2DM糖脂代谢紊乱的研究概述

胆汁酸代谢与T2DM糖脂代谢紊乱的研究概述
迪娜·塔吾列;朱章志
【期刊名称】《现代临床医学》
【年(卷),期】2022(48)4
【摘要】随着糖尿病患病率的快速增长及治疗负担的日趋严重,糖尿病已成为目前高度重视的公共卫生问题,全球医疗系统面临巨大挑战。

胆汁酸能够激活多种核受体和膜受体介导的信号通路,参与糖脂代谢的调节,并能影响肠道激素的合成与分泌,调节宿主代谢稳态。

本文就胆汁酸代谢与2型糖尿病(T2DM)糖脂代谢紊乱的研究进行综述,旨在为T2DM的治疗提供参考。

【总页数】3页(P318-320)
【作者】迪娜·塔吾列;朱章志
【作者单位】广州中医药大学;广州中医药大学第一附属医院
【正文语种】中文
【中图分类】R589.1
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2型糖尿病患者血脂与胆汁酸水平分析

2型糖尿病患者血脂与胆汁酸水平分析

2型糖尿病患者血脂与胆汁酸水平分析摘要】目的:探讨并分析血脂与胆汁酸检测对2型糖尿病的诊断价值。

方法:选取我院收治的糖尿病患者60例及60例健康体检人群,分别作为研究组和对照组。

检测两组的血脂和胆汁酸结果并分析两组数据。

结果:研究组的空腹血糖(GLU),胆固醇(CH),甘油三酯(TG),低密度胆固醇(LDL-C),胆汁酸(TBA)高于对照组(P<0.05),研究组的高密度胆固醇(HDL-C)低于对照组(P<0.05)。

结论:2型糖尿病患者的血脂和胆汁酸水平异常,定期对2型糖尿病患者进行血脂和胆汁酸监测并及时控制指标,对治疗和预后有显著作用。

【关键词】2型糖尿病;血脂胆汁酸【中图分类号】R446 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2020)04-0135-022型糖尿病(T2DM)为成人发病型糖尿病,多在35~40岁之后发病,占糖尿病患者90%以上。

2型糖尿病常常并发血脂异常,其特点为LDL常有轻中度升高、HDL降低、高三酰甘油血症,且脂蛋白颗粒功能亦会受到损伤[1]。

T2DM患者若合并有血脂异常的情况,则会增加对其进行治疗的难度。

有研究表明,胆汁酸可作为信号分子参与调节糖脂及能量代谢[2]。

分析T2DM患者的血脂和胆汁酸水平,可为糖尿病的治疗和预防提供依据。

1.资料与方法1.1 一般资料研究对象为2018年1月-2019年9月我院收治的T2DM患者60例及60例同期在我院进行体检的健康人。

将60例T2DM患者作为研究组,60例健康人作为对照组。

其中研究组女性31例男性29例,其年龄为28~82岁,平均年龄为(57.92±13.34)岁。

对照组女性38例男性22例,其年龄为31~80岁,平均年龄为(50.53±12.31)岁。

1.2 方法两组研究对象进行抽血前,均保持空腹8小时以上清淡饮食,抽取5ML的静脉血。

所有标本给予离心后吸取上层血清采用全自动生化分析仪AU5800测定空腹血糖,血脂,胆汁酸等指标。

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动脉粥样硬化的产生,以及其中的具体机制目前尚 不十分清楚,仍需进一步研究证实。胆汁酸螯合剂, 如考来烯胺现已被应用于高脂血症及动脉粥样硬化 的治疗。它阻止胆酸或胆固醇从肠道吸收、促进其 从粪便排出,从而降低血浆总胆固醇、低密度脂蛋 白.胆固醇及HDL水平,但对TG水平无影响。由此 可见,胆汁酸螯合剂对动脉粥样硬化的治疗作用主 要是通过降低总胆固醇和低密度脂蛋白-胆固醇实 现的,而非对HDL和TG水平的影响。 2胆汁酸对葡萄糖代谢的影响
对SHP转基因小鼠进行研究发现,SHP能抑制肝内 多种胆汁酸合成、结合及转运相关酶(如:CYP7A1, CYF'/B1,CYP8B,胆汁酸辅酶A氨基酸.N.酰基转移 酶,胆盐输出蛋白,牛磺酸钠协同转运蛋白)以及胆 固醇摄取和合成相关酶(如:14a脱甲基酶、3.羟基一 3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶)的表达。最近, Nilsson等旧1在临床研究中也观察到,用鹅脱氧胆酸 治疗胆结石患者3周后,肝脏低密度脂蛋白受体和 3一羟基-3.-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶的mRNA 表达降低50%。因此,当体内胆汁酸增加时,可通 过FXR—a—SHP信号途径抑制内源性胆汁酸的生成, 调节体内胆汁酸的平衡。同时,由于胆固醇的主要 降解途径受阻,肝内及血浆低密度脂蛋白一胆固醇水 平升高。此外,FXR.a激活还可活化成纤维细胞生 长因子一19(FGF一19),间接下调CYP7A1的表达而减 少胆汁酸合成HJ。 1.2胆汁酸对高密度脂蛋白(HDL)的作用早期 的研究发现血浆HDL水平与肝内胆汁酸流量呈明 显负相关。而近几年研究显示,胆汁酸通过激活 FXR.d调节一些与HDL代谢相关的基因。如胆汁 酸能上调磷脂转运蛋白,从而促进HDL中磷脂向极
胆汁酸是胆汁的重要成分,由肝细胞合成、分 泌。胆汁酸的合成是体内胆固醇分解代谢的主要途 径,与胆固醇体内平衡密切相关。胆汁酸是两性分 子,能使脂肪的溶解度增加,促进膳食脂肪的吸收。 近年研究发现,胆汁酸除了对脂肪吸收和胆固醇代 谢有重要作用外,还是一种信号分子,通过激活多种 信号途径对代谢发挥调节作用。本文就其研究进展 作一综述。 1 胆汁酸的自身反馈调节及其对脂代谢的影响 1.1胆汁酸对自身代谢的调节胆汁酸能够激活 细胞核中的法尼酯x受体.Q(FXR.理),FXR.a的激 活又可诱导短异二聚体伴侣(SHP)的表达。SHP 是一种非典型的孤儿核受体,在啮齿类,它能与肝x 受体.a(LXR-Ot)和肝受体同系物.1(LRH.1)结合并
万方数据
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证实,胆汁酸通过FXR.SHP途径在糖脂代谢的调节 和相互联系中起着至关重要的作用¨6。。 3展望
将胆汁酸激活的信号分子作为肥胖、2型糖尿 病、高血脂和动脉粥样硬化治疗的靶点,已越来越受 到重视。例如,胆汁酸螯合剂考来烯胺等已经在临 床上应用于高脂血症、动脉粥样硬化的治疗,并在治 疗中发现其对2型糖尿病伴高脂血症患者的血糖控 制有明显帮助ⅢJ。而在细胞学实验和动物实验中 都已证实人工合成的FXR激动剂GW4064可通过 活化TGR5,促进能量消耗和胰高血糖素样肽一1的 表达,抑制体重增长、促进胰岛素分泌,从而改善葡 萄糖代谢¨8。。还有研究显示,TGR5激动剂对高脂 喂养的小鼠具有降低血糖、血浆胰岛素和改善代谢 失调的作用019]。Mikov等Ⅲ1尝试用半合成胆盐来 改善糖尿病大鼠的糖代谢,也取得显著疗效。这些 都有望被用于糖尿病、肥胖等的治疗。另外,利用 FXR—a激动剂降低血浆TG水平,对于改善高脂血 症和动脉粥样硬化也有重要的应用前景。然而,这 些药物的疗效、不良反应和安全性等,目前并不十分 清楚,尚需要进行更多运蛋白Al,下调肝细胞
内摄HDL载体——B族1型清道夫受体,从而使 HDL分解减少【21。胆汁酸通过以上复杂的网状调 节机制,最终能降低血浆HDL浓度。 、1.3胆汁酸对TG的作用有关胆汁酸对血浆TG 代谢的影响已有较多报道。早期研究表明。肝脏胆 汁酸含量对血浆TG水平具有重要的影响。当肝胆 汁酸含量增加时,血浆TG水平降低。反之,血浆 TG水平则升高。动物实验显示,给予胆汁酸后野生 型小鼠肝脏合成TG大幅度下降,但在SHP基因缺 陷小鼠胆汁酸的这一效应显著减弱。近年的研究表 明,胆汁酸激活FXR—a,通过FXR—d-SHP信号途径 调节肝脏脂肪酸和TG的代谢,即经FXR.d.SHP信 号途径干扰在脂肪和TG生物合成调节中起主要作 用的固醇调节元件结合蛋白.1c(SREBP.1c)的表 达,进而实现对TG代谢的调节【6 J。但胆汁酸对 SREBP—lc表达的影响,在不同研究中的结果有分 歧,尚需进一步的研究加以证实∞刁J。胆汁酸通过 激活FXR.仅参与很多脂代谢相关基因的调节。胆 汁酸能增加载脂蛋白A-V、载脂蛋白C.Ⅱ的表达。 以激活脂蛋白脂肪酶,从而促进TG水解¨1;还能通 过增加极低密度脂蛋白受体的表达,促进TG水解, 起到降低血浆TG的作用一J。同时,胆汁酸又能促 进过氧化物酶体增殖物活化受体一a(PPAR-Ⅸ)表 达,从而增强脂肪酸氧化作用,升高血浆TG水 平【6 J。因此,胆汁酸可能是双向调节体内脂代谢的 一个重要信号分子。此外,胆汁酸也能调节脂肪生 成过程中多种酶如乙酰辅酶A羧化酶l、乙酰辅酶 A羧化酶2、脂肪酸合成酶等的表达,从而促进脂肪 生成,导致血浆TG水平降低。然而,要阐明胆汁酸 调节TG代谢的分子生物学机制和FXR.Ⅸ.SHP信 号途径的多重生理作用还需更多的研究。 1.4胆汁酸与动脉粥样硬化众所周知,动脉粥样 硬化的发生与血浆HDL水平呈负相关,而与血浆 TG水平呈正相关。胆汁酸对HDL和TG具有同向 调节作用,从而对动脉粥样硬化的发生、发展产生一 弊一利的作用。然而,胆汁酸最终是促进还是对抗
综上所述,胆汁酸通过多种信号途径调节机体 能量代谢,尤其在改善糖脂代谢方面发挥着重要作 用。深入研究胆汁酸及其信号通路,对于探讨代谢 相关性疾病如胰岛素抵抗、2型糖尿病、高血压、高 脂血症和动脉粥样硬化等的发病机制和干预措施具 有重要意义。尽管目前对胆汁酸作用机制及其信号 系统的研究较多,然而很多关键环节并不十分清楚, 尚需进一步的研究加以证实。
万方数据
低密度脂蛋白转移;提高胆固醇酯转移酶活性,促使 HDL中的胆固醇酯与极低密度脂蛋白中的甘油三 酯(TG)进行交换,从而促进HDL的成熟;降低肝脏 载脂蛋白A.I的表达,从而减少HDL中胆固醇含 量,最终降低血浆总胆固醇水平"】。FXR.仅被激活 后还可通过诱导SHP表达来调节两种与体内HDL 代谢密切相关的转运载体,即上调肝细胞HDL外向
·综述·
胆汁酸对糖脂代谢影响的研究现状
孙逊杨刚毅
【摘要】胆汁酸是胆汁的重要成分,主要在肝脏合成,在膳食脂肪的消化吸收和胆固醇的代谢 调节中发挥重要作用。近年来研究发现,胆汁酸还可激活法尼酯x受体-a、TGBS等信号分子,通过 多种信号途径反馈调节自身的肠肝循环,同时还有降低血浆高密度脂蛋白和甘油三酯的作用,并且还 参与糖代谢的调节,与体内糖脂代谢的动态平衡密切相关。因此,一些胆汁酸相关的信号途径很有希 望成为治疗代谢性疾病的新靶点。
Corresponding author:YANG G坩一,Email:g口—野毋Ⅱ,lg@yahoo.com.c/t
【Abstract】Bile acids,synthesized in liver,is a primary component of bile.It plays an important role
it is closely related to gluco∞and
lipid homeostasis.Thus.several bile acids·related pathways are promising targets 0f metabolic disease them-
py·
【Key words】Bile acids;FXR.-a;’mR5;Glucose and lipid metabolism (Intern J Endocrinal Metab,2008。28:323—325)
【关键词】胆汁酸;FXR-a;TGR5;糖脂代谢
C删-yi.Departmem Effect of bile adds On glucose and lipid metabolism SUN Xun,YANG
of Endocri-
A/fa池d nalogy,The Second
Hospital,Chongqing Medical University,Chongqing 400010,Ch/na
有关胆汁酸在葡萄糖代谢中的可能作用,尤其 是激活FXR.a后对糖代谢的作用机制目前研究结 果并不一致。Stayrook等¨叫报道FXR.d激活后通 过增加PPAR—a和Tribble 3(TRB3)表达而活化磷 酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK),从而促进糖异 生。TRB3是新近发现的一个新基因,在空腹和胰 岛素抵抗状态下可阻碍丝/苏氨酸激酶的活化并激 活糖异生途径,从而使血糖水平升高【11。。但也有报 道胆汁酸通过FXR.d依赖和非依赖的方式下调 PEPCK mRNA表达水平而抑制糖异生【l川。因此,有 关胆汁酸对糖异生的作用,目前尚未取得一致。一 般认为可能是两方面的,并且在空腹和进食状态可 能具有不同的影响。其具体作用环节尚待进一步阐 明。另外,最新的研究显示,在人类前列腺癌细胞中 鹅脱氧胆酸能通过FXR途径抑制雄激素的降解,从 而通过增加雄激素水平间接促进骨骼肌中的糖酵解 过程‘13-14]。
胆汁酸可能还通过激活一种G蛋白耦联受体 TGR5来调节葡萄糖代谢。Watanabe等¨副给小鼠 喂食胆汁酸,发现其可增加褐色脂肪组织的能量消 耗,改善葡萄糖代谢,并延缓肥胖和胰岛素抵抗的发 生和发展。进一步研究发现,在褐色脂肪组织,胆汁 酸与细胞膜上的TGR5结合后,胞内的cAMP产生 增加,继而2型碘化甲腺原氨酸脱碘酶(IY2,cAMP 依赖性甲状腺激素活化酶)活性增强,最终通过促 进线粒体活性而使细胞能量消耗增加,同时观察到 这种效应在D2缺陷的小鼠缺失。在人类,D2活性 增强也能够通过增加骨骼肌的氧化磷酸化作用而增 加能耗,从而使血糖降低。TGR5的活化还能促进 胰高血糖素样肽·1的产生。胰高血糖素样肽.1能 促进胰岛素分泌,而改善葡萄糖代谢,同时也在一定 程度上促进能量消耗和使体重减轻。除此之外,胆 汁酸还能通过促进FGF.19的表达,增加线粒体活 性和能量消耗,从而改善葡萄糖代谢。近来有研究
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