磷脂酰絲氨酸與腸道菌群的互作:代謝產(chǎn)物對宿主健康的影響
發(fā)表時間:2026-01-07磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine,PS)是一種天然的酸性磷脂,廣泛存在于動物細(xì)胞膜內(nèi)層,同時也可通過植物源(如大豆)提取或人工合成獲得。作為一種具有重要生理活性的營養(yǎng)素,它以往的研究多聚焦于其對神經(jīng)功能、免疫調(diào)節(jié)及運動后恢復(fù)的作用。近年來,隨著腸道菌群研究的深入,磷脂酰絲氨酸與腸道菌群的雙向互作關(guān)系逐漸成為新的研究熱點——腸道菌群可通過代謝轉(zhuǎn)化磷脂酰絲氨酸生成特異性代謝產(chǎn)物,而其也可通過調(diào)控腸道菌群的組成結(jié)構(gòu)與代謝活性,重塑腸道微生態(tài)平衡。二者互作產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物,可通過“腸-腦軸”“腸-免疫軸”“腸-肝軸”等多條通路,對宿主的神經(jīng)、免疫、代謝等多系統(tǒng)健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本文將系統(tǒng)解析它與腸道菌群的互作機(jī)制,重點探討互作代謝產(chǎn)物的種類及其對宿主健康的調(diào)控作用。
一、磷脂酰絲氨酸與腸道菌群的雙向互作機(jī)制
腸道菌群與宿主營養(yǎng)素的互作是一個動態(tài)的雙向調(diào)控過程,磷脂酰絲氨酸與腸道菌群的互作主要體現(xiàn)在腸道菌群對其代謝轉(zhuǎn)化和它對腸道菌群組成與功能的調(diào)控兩個層面,二者相互影響,共同塑造腸道微生態(tài)的穩(wěn)態(tài)。
1. 腸道菌群對磷脂酰絲氨酸的代謝轉(zhuǎn)化
腸道菌群是一個龐大的“代謝工廠”,其分泌的多種酶類可對進(jìn)入腸道的磷脂酰絲氨酸進(jìn)行分解代謝,生成小分子代謝產(chǎn)物,這是其發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的重要途徑之一。
磷脂酶介導(dǎo)的磷脂酰絲氨酸分解:腸道內(nèi)的擬桿菌屬、雙歧桿菌屬等有益菌,可分泌磷脂酶A1、A2、C及D等多種磷脂酶,這些磷脂酶可特異性水解磷脂酰絲氨酸分子中的酯鍵:磷脂酶A2水解它的sn-2位脂肪酸鏈,生成溶血磷脂酰絲氨酸(LPSer)和游離脂肪酸;磷脂酶C則水解它的磷酸二酯鍵,生成二酰甘油(DAG)和磷酸絲氨酸;后續(xù)在腸道菌群分泌的磷酸酶作用下,磷酸絲氨酸進(jìn)一步脫磷酸生成L-絲氨酸。
腸道菌群對磷脂酰絲氨酸脂肪酸鏈的代謝:磷脂酰絲氨酸分子的脂肪酸鏈組成(如飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸)會影響其代謝命運。腸道菌群中的厭氧菌可對它的長鏈脂肪酸進(jìn)行β-氧化分解,生成短鏈脂肪酸(SCFAs),如乙酸、丙酸、丁酸等;若磷脂酰絲氨酸分子中含有不飽和脂肪酸(如花生四烯酸、DHA),腸道菌群可通過去飽和酶、加氫酶等的作用,將其轉(zhuǎn)化為具有生物活性的脂質(zhì)介質(zhì)前體。
代謝產(chǎn)物的吸收與轉(zhuǎn)運:磷脂酰絲氨酸經(jīng)腸道菌群代謝生成的L-絲氨酸、SCFAs、溶血磷脂酰絲氨酸等小分子物質(zhì),可通過腸道上皮細(xì)胞的特異性轉(zhuǎn)運蛋白(如氨基酸轉(zhuǎn)運體、單羧酸轉(zhuǎn)運體)被吸收進(jìn)入血液循環(huán),進(jìn)而輸送至全身各組織器官,發(fā)揮調(diào)控作用。
2. 磷脂酰絲氨酸對腸道菌群組成與功能的調(diào)控
磷脂酰絲氨酸不僅是腸道菌群的代謝底物,同時也可通過選擇性調(diào)控腸道菌群的生長、增殖及代謝活性,優(yōu)化腸道微生態(tài)結(jié)構(gòu),其調(diào)控作用主要體現(xiàn)在以下三方面:
促進(jìn)有益菌增殖,抑制有害菌生長:體外發(fā)酵實驗與動物實驗證實,磷脂酰絲氨酸可顯著促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬等有益菌的增殖,提升其在菌群中的相對豐度;同時抑制大腸桿菌、腸球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌等有害菌的生長繁殖,降低有害菌的定植能力,這一作用的機(jī)制可能與它為有益菌提供營養(yǎng)底物、調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境pH值,以及抑制有害菌的毒力因子表達(dá)有關(guān)。
增強(qiáng)腸道菌群的代謝活性:磷脂酰絲氨酸可上調(diào)腸道菌群中與氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝、短鏈脂肪酸合成相關(guān)的功能基因表達(dá),增強(qiáng)菌群的代謝活性,例如,它可促進(jìn)雙歧桿菌分泌絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶,加速L-絲氨酸向甘氨酸的轉(zhuǎn)化,同時提升菌群合成短鏈脂肪酸的能力,增加腸道內(nèi)丁酸的含量。
保護(hù)腸道屏障完整性,間接調(diào)控菌群穩(wěn)態(tài):磷脂酰絲氨酸可通過促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞緊密連接蛋白(Occludin、ZO-1)的表達(dá),增強(qiáng)腸道黏膜屏障功能,減少腸道內(nèi)毒素(如脂多糖,LPS)的滲漏。腸道屏障功能的強(qiáng)化,可降低全身性炎癥水平,為有益菌的生長提供穩(wěn)定的腸道微環(huán)境,進(jìn)一步維持菌群結(jié)構(gòu)的平衡。
二、磷脂酰絲氨酸-腸道菌群互作代謝產(chǎn)物的種類及其對宿主健康的影響
磷脂酰絲氨酸與腸道菌群互作產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物種類豐富,主要包括氨基酸類代謝產(chǎn)物、短鏈脂肪酸類代謝產(chǎn)物、脂質(zhì)類代謝產(chǎn)物三大類,這些代謝產(chǎn)物通過不同的作用通路,對宿主的神經(jīng)、免疫、代謝等系統(tǒng)健康產(chǎn)生重要調(diào)控作用。
1. 氨基酸類代謝產(chǎn)物:L-絲氨酸的生理調(diào)控作用
L-絲氨酸是PS經(jīng)腸道菌群代謝生成的核心氨基酸產(chǎn)物,作為一種非必需氨基酸,其不僅是蛋白質(zhì)合成的原料,還參與體內(nèi)多種關(guān)鍵代謝通路,對宿主健康具有多方面的影響:
調(diào)控神經(jīng)功能,改善認(rèn)知與情緒:L-絲氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)多種神經(jīng)遞質(zhì)前體的合成原料,可轉(zhuǎn)化為甘氨酸、絲胺酸等物質(zhì)。甘氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),可調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性,改善焦慮、抑郁等情緒障礙;同時,L-絲氨酸可促進(jìn)腦內(nèi)磷脂的合成,維持神經(jīng)元細(xì)胞膜的完整性,保護(hù)突觸功能,進(jìn)而改善學(xué)習(xí)記憶能力與認(rèn)知功能。此外,它可通過“腸-腦軸”影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫微環(huán)境,抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的過度活化,減輕神經(jīng)炎癥,對阿爾茨海默病、帕金森病等神經(jīng)退行性疾病具有潛在的保護(hù)作用。
參與脂質(zhì)代謝,調(diào)節(jié)血脂平衡:L-絲氨酸是體內(nèi)磷脂合成的關(guān)鍵前體物質(zhì),可參與磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺等重要磷脂的合成,促進(jìn)肝臟內(nèi)極低密度脂蛋白(VLDL)的組裝與分泌,加速血液中甘油三酯的轉(zhuǎn)運與代謝,降低血清甘油三酯、膽固醇水平,減少脂質(zhì)在肝臟的沉積,預(yù)防非酒精性脂肪肝的發(fā)生發(fā)展。
增強(qiáng)免疫功能,調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng):L-絲氨酸可促進(jìn)免疫細(xì)胞(如T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞)的增殖與活化,提升免疫細(xì)胞的能量代謝效率;同時,它可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的合成,增強(qiáng)免疫細(xì)胞的抗氧化能力,減輕氧化應(yīng)激對免疫細(xì)胞的損傷。此外,還可抑制NF-κB炎癥信號通路的激活,減少促炎因子(如TNF-α、IL-6)的釋放,緩解慢性低度炎癥,提升宿主的免疫防御能力。
2. 短鏈脂肪酸類代謝產(chǎn)物:調(diào)控腸道穩(wěn)態(tài)與全身代謝
磷脂酰絲氨酸分子的脂肪酸鏈經(jīng)腸道菌群β-氧化分解生成的短鏈脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸),是腸道菌群代謝產(chǎn)物中重要的功能分子之一,其對宿主健康的調(diào)控作用主要體現(xiàn)在:
維持腸道黏膜屏障功能:丁酸是腸道上皮細(xì)胞的主要能量來源,可促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的增殖與修復(fù),增強(qiáng)腸道黏膜的屏障完整性;同時,SCFAs可通過激活腸道上皮細(xì)胞的G蛋白偶聯(lián)受體(GPR41、GPR43),調(diào)節(jié)緊密連接蛋白的表達(dá),減少腸道內(nèi)毒素的滲漏,降低全身性炎癥的發(fā)生風(fēng)險。
調(diào)節(jié)宿主能量代謝與糖脂平衡:丙酸可通過門靜脈進(jìn)入肝臟,抑制肝臟內(nèi)糖異生相關(guān)酶的活性,減少葡萄糖的生成,改善胰島素敏感性,降低2型糖尿病的發(fā)病風(fēng)險;乙酸可進(jìn)入血液循環(huán),作用于脂肪組織,抑制脂肪細(xì)胞的脂質(zhì)合成,減少脂肪堆積;丁酸則可通過調(diào)節(jié)腸道激素(如胰高血糖素樣肽-1,GLP-1)的分泌,延緩胃排空,增加飽腹感,減少食物攝入量,有助于體重的控制。
調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分化,維持免疫穩(wěn)態(tài):SCFAs可通過調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的功能,促進(jìn)抗炎型Treg細(xì)胞的分化,抑制促炎型Th17細(xì)胞的增殖,進(jìn)而維持機(jī)體的免疫平衡。此外,SCFAs可抑制腸道內(nèi)炎癥因子的釋放,緩解腸道炎癥,對炎癥性腸病(如克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎)具有潛在的輔助治療作用。
3. 脂質(zhì)類代謝產(chǎn)物:溶血磷脂酰絲氨酸與活性脂肪酸的生理效應(yīng)
磷脂酰絲氨酸經(jīng)腸道菌群磷脂酶水解生成的溶血磷脂酰絲氨酸(LPSer)和活性脂肪酸(如花生四烯酸、DHA),同樣具有重要的生理調(diào)控功能:
溶血磷脂酰絲氨酸的免疫調(diào)節(jié)作用:LPSer可作為免疫細(xì)胞的信號分子,調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的吞噬功能與抗原提呈能力,促進(jìn)巨噬細(xì)胞分泌抗炎因子IL-10,抑制促炎因子的釋放,減輕炎癥反應(yīng);同時,LPSer可促進(jìn)中性粒細(xì)胞的趨化與活化,增強(qiáng)機(jī)體對病原體的清除能力。
活性脂肪酸的抗炎與神經(jīng)保護(hù)作用:若磷脂酰絲氨酸分子中含有不飽和脂肪酸,腸道菌群代謝生成的花生四烯酸可轉(zhuǎn)化為前列腺素E3等抗炎脂質(zhì)介質(zhì),緩解炎癥反應(yīng);DHA則可通過“腸-腦軸”進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng),維持神經(jīng)元細(xì)胞膜的流動性,保護(hù)突觸可塑性,改善認(rèn)知功能,同時抑制神經(jīng)炎癥,延緩神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)展。
三、磷脂酰絲氨酸-腸道菌群互作的影響因素與應(yīng)用前景
1. 影響PS-腸道菌群互作的關(guān)鍵因素
磷脂酰絲氨酸與腸道菌群的互作效果并非固定不變,而是受到多種因素的影響,主要包括:
磷脂酰絲氨酸的來源與劑量:動物源磷脂酰絲氨酸(如牛腦、豬腦提取)與植物源PS(如大豆提取)的脂肪酸鏈組成存在差異,會影響腸道菌群的代謝偏好;磷脂酰絲氨酸的補(bǔ)充劑量也會顯著影響互作效果,低劑量的可促進(jìn)有益菌增殖,高劑量則可能對腸道菌群產(chǎn)生應(yīng)激效應(yīng),需控制在合理范圍(每日200-800mg)。
宿主的腸道菌群基線結(jié)構(gòu):不同個體的腸道菌群組成存在顯著差異,“益生菌型”腸道菌群(雙歧桿菌、乳酸桿菌占優(yōu))對磷脂酰絲氨酸的代謝效率更高,產(chǎn)生的有益代謝產(chǎn)物更多;而“致病菌型”腸道菌群則可能削弱PS的調(diào)控作用,需結(jié)合益生菌補(bǔ)充以優(yōu)化互作效果。
飲食與生活方式:高纖維飲食可與磷脂酰絲氨酸協(xié)同促進(jìn)有益菌增殖,提升短鏈脂肪酸的生成量;高脂高糖飲食則會抑制腸道菌群對磷脂酰絲氨酸的代謝,降低有益代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量;規(guī)律運動可改善腸道菌群結(jié)構(gòu),增強(qiáng)PS-腸道菌群的互作效應(yīng)。
2. 應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)
磷脂酰絲氨酸-腸道菌群互作及其代謝產(chǎn)物對宿主健康的調(diào)控作用,為營養(yǎng)干預(yù)與疾病防治提供了新的思路:
在神經(jīng)退行性疾病中的應(yīng)用:通過補(bǔ)充磷脂酰絲氨酸聯(lián)合益生菌,調(diào)控“腸-腦軸”,提升L-絲氨酸、DHA等代謝產(chǎn)物的水平,可減輕神經(jīng)炎癥,保護(hù)突觸功能,為阿爾茨海默病、帕金森病的輔助處理提供新策略。
在代謝綜合征中的應(yīng)用:磷脂酰絲氨酸與腸道菌群互作生成的SCFAs可改善胰島素敏感性,調(diào)節(jié)血脂平衡,可作為營養(yǎng)補(bǔ)充劑輔助處理肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等代謝性疾病。
在免疫相關(guān)疾病中的應(yīng)用:PS-腸道菌群互作產(chǎn)物可調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài),緩解慢性炎癥,對炎癥性腸病、過敏性疾病等具有潛在的干預(yù)價值。
當(dāng)前研究仍面臨一些挑戰(zhàn):一是PS-腸道菌群互作的分子機(jī)制尚未完全闡明,需深入解析特定菌群對磷脂酰絲氨酸的代謝通路;二是個體腸道菌群差異極大,難以制定統(tǒng)一的補(bǔ)充方案,需發(fā)展個性化營養(yǎng)干預(yù)策略;三是磷脂酰絲氨酸的長期補(bǔ)充安全性需進(jìn)一步驗證,尤其是高劑量補(bǔ)充對腸道菌群與宿主代謝的潛在影響。
本文來源于理星(天津)生物科技有限公司官網(wǎng) http://m.ichew.com.cn/

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