粪便代谢组学通过分析肠道微生物群与宿主代谢的终产物,揭示肠道微生态功能、疾病机制及个体化健康状态。下面是粪便中可检测的主要代谢物类别及其生物学意义:
1. 短链脂肪酸(SCFAs)
代表物:乙酸(Acetate)、丙酸(Propionate)、丁酸(Butyrate)
来源:膳食纤维经肠道菌群发酵产生。
功能:
丁酸:结肠上皮细胞能量来源,抗炎、调节免疫。
丙酸:抑制胆固醇合成,调控血糖。
关联疾病:炎症性肠病(IBD)、肥胖、2型糖尿病。
2. 胆汁酸(Bile Acids)
代表物:初级胆汁酸(胆酸CA、鹅脱氧胆酸CDCA)、次级胆汁酸(脱氧胆酸DCA、石胆酸LCA)
来源:肝脏合成,肠道菌群修饰。
功能:
调节脂质代谢、肠道屏障功能。
次级胆汁酸(如DCA)可能促癌,LCA具抗炎作用。
关联疾病:结直肠癌、胆结石、代谢综合征。
3. 氨基酸及其衍生物
代表物:
支链氨基酸(BCAAs):亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸(与胰岛素抵抗相关)。
芳香族氨基酸:苯丙氨酸、酪氨酸(肠道菌群代谢异常可致神经毒性)。
色氨酸代谢物:吲哚、5-羟色胺(调节肠道-脑轴)。
关联疾病:肝性脑病、自闭症、抑郁症。
4. 脂类代谢物
代表物:
磷脂(如溶血磷脂酰胆碱):肠道屏障功能标志物。
鞘脂类(如神经酰胺):参与细胞凋亡与炎症。
关联疾病:肠易激综合征(IBS)、非酒精性脂肪肝(NAFLD)。
5. 酚类及芳香族化合物
代表物:
对甲酚(肠道菌群代谢酪氨酸产生):尿毒症毒素。
吲哚衍生物(如吲哚-3-丙酸):抗氧化、抗炎。
关联疾病:慢性肾病、心血管疾病。
6. 碳水化合物代谢物
代表物:
乳糖、果糖(未消化糖类):反映乳糖不耐受或菌群失调。
多糖降解产物(如甘露糖):菌群代谢标志物。
7. 其他重要代谢物
氨(NH₃):蛋白质腐败产物,肝性脑病风险标志。
硫化氢(H₂S):双刃剑(低浓度保护黏膜,高浓度促炎)。
维生素代谢物(如维生素B族):菌群合成能力评估。
检测技术
质谱(LC-MS/MS、GC-MS):高灵敏度、广覆盖。
核磁共振(NMR):无创、定量准确。
靶向 vs. 非靶向:根据研究目的选择(如SCFAs常用靶向检测)。
来源:网络