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短鏈脂肪酸(Short-Chain Fatty Acids, SCFAs)是腸道菌群代謝膳食纖維所產生的關鍵代謝物,主要包括乙酸、丙酸與丁酸。過去我們多將糖尿病的控制聚焦於血糖、胰島素或生活型態介入,然而腸道微生物與代謝物所扮演的角色正逐漸被揭示。SCFAs 不僅參與葡萄糖代謝與脂質調節,還透過影響腸道屏障、抑制發炎反應及調節荷爾蒙分泌,間接或直接改變胰島素敏感性。了解 SCFAs 如何參與第二型糖尿病(T2DM)病理機轉,有助於我們拓展防治思路,尋找更根本或輔助的治療路徑。
1. Short-chain fatty acids and insulin sensitivity: a systematic review and meta-analysis of clinical trials
研究方法:
本研究系統性搜尋 5 個資料庫,包括 PubMed、Embase、Cochrane CENTRAL 等,篩選出 23 篇臨床試驗,共納入 1078 名受試者,干預方式包括直接補充 SCFAs 或透過膳食增加其產生。主要結局包括空腹血糖、空腹胰島素及 HOMA-IR。
研究結果:
結果顯示,補充 SCFAs 能顯著降低空腹胰島素(平均差 -1.05 μU/mL, 95% CI: -1.92 至 -0.18)與 HOMA-IR(平均差 -0.52),而空腹血糖的變化不顯著。作者認為 SCFAs 對改善胰島素敏感性具潛力,但仍需大型臨床研究驗證。
2. When short-chain fatty acids meet type 2 diabetes mellitus
研究方法:
本篇為敘述型綜述,彙整近十年來有關 SCFAs 對糖尿病代謝影響的基礎與臨床研究,特別聚焦於 G 蛋白偶聯受體(GPR43, GPR41)與腸道荷爾蒙路徑。
研究結果:
作者指出 SCFAs 尤其是丁酸,可刺激 GLP-1 分泌、促進胰島素釋放與抑制食慾,同時改善腸道屏障、降低低度慢性發炎,並進一步提高外周組織對胰島素的反應。文章亦回顧動物模式中 SCFAs 改善葡萄糖耐受與脂肪酸氧化的證據,並強調益生元/益菌組合策略對 SCFA 產生的調控潛力。
3. Modulation of Short-Chain Fatty Acids as Potential Therapy Method for Type 2 Diabetes Mellitus
研究方法:
本文綜合探討 SCFAs 的生理機制與治療潛力,並引用超過 50 篇人類與動物研究,包括補充 SCFAs、膳食纖維、益生菌與糞便菌群移植等干預模式。
研究結果:
SCFAs 能活化 FFAR2(GPR43)、FFAR3(GPR41)等代謝受體,促進肝臟 AMPK 路徑活化、降低脂肪生成與促進葡萄糖利用,進而改善胰島素阻抗與肝醣代謝。研究同時指出,SCFAs 對 β 細胞功能與胰高血糖素抑制也有影響,是具潛力的多靶點代謝調節因子。
4. Effects of short-chain fatty acids on blood glucose and lipid levels in diabetic mice
研究方法:
本動物實驗使用高脂飼料誘導的 2 型糖尿病小鼠,分組補充丁酸鈉(NaB)與對照組,為期 8 週,觀察其代謝指標與胰島素敏感性。
研究結果:
丁酸補充顯著降低空腹血糖與總膽固醇水平,並提高胰島素刺激下的 AKT 磷酸化程度,顯示改善胰島素訊號傳遞。研究亦發現,NaB 改變腸道菌群結構,提升乳酸桿菌與 Akkermansia 豐度,進一步強化腸道屏障。
5. The role of short-chain fatty acids on insulin sensitivity
研究方法:
本篇預印本系統性回顧與統合分析納入 15 篇研究,主要以肥胖或代謝症候群族群為對象,分析 SCFA 干預前後的胰島素相關指標。
研究結果:
綜合結果顯示 SCFAs 補充可顯著降低空腹胰島素(標準化平均差 -0.39)與 HOMA-IR,對空腹血糖則無一致性改善效果。作者強調研究異質性大,干預劑型(如丁酸 vs 丙酸)、持續時間與族群背景皆可能影響結果。
結語
綜合上述研究成果,SCFAs 在第二型糖尿病的代謝控制中展現出多重機制與潛力。不論是經由飲食纖維促進內源性產生,或是透過外源補充來模擬腸道環境,SCFAs 對胰島素阻抗、血糖穩定與發炎抑制皆具有明確作用。未來臨床應用仍需考量干預形式、劑量與族群特性,但從現階段文獻可見,SCFAs 已成為糖尿病預防與輔助治療中不可忽視的一環。
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