肠道菌群对骨代谢作用机制的研究进展

肠道菌群（gut microbiota, GM）是人体内密度最大的微生物群落,能影响机体的生理病理状态。本文利用中国知网、PubMed等数据库,以GM、骨代谢、骨质疏松等为关键词,检索了近20年国内外相关文献,发现GM可能通过以下途径影响骨代谢：（1）影响钙的吸收、调节宿主的免疫系统和中枢神经系统等;（2）调节其代谢产物（如短链脂肪酸、次胆汁酸、吲哚类衍生物和多胺等）的含量;（3）调节雌激素、胰岛素样生长因子1、5-羟色胺等激素的水平。临床研究表明,粪便微生物群移植、补充益生菌和益生元或调节饮食结构可改善GM的组成,能抑制骨量的下降。因此,GM及其代谢产物可能成为骨质疏松症等骨代谢疾病的防治新靶点。     

肠道微生物与骨病的研究进展

人体肠道微生物菌群基因数量超过人体基因数量的100倍,被称为"人体第二基因库",这些基因赋予各种细菌不同的功能,产生极其复杂多样的代谢产物,对于调节人体消化、免疫、内分泌、乃至神经系统等功能具有重要作用。而处于稳态的肠道微生物不但能依附于肠黏膜表面形成保护屏障,阻止致病菌的生长、繁殖和入侵,还能通过黏膜系统促进免疫系统成熟,有助于机体有效抵抗病原微生物的感染。如果肠道菌群平衡被打破,那么宿主患各种疾病的风险就会随之升高。宿主健康与否会导致肠道微生物发生变化,进而通过间接刺激或抑制成骨细胞和激活破骨细胞而打破骨矿化平衡,影响骨健康。除此之外,它们还可以通过维持免疫系统稳态参与调控骨代谢,通过影响生长因子调节、营养物质吸收和宿主代谢通路等参与骨质疏松症、类风湿性关节炎和强直性脊柱炎等相关骨病的发生。目前关于肠道微生物菌群与骨病的研究较少,且多集中于菌群差异性对骨病的影响,而肠道菌群影响骨病的分子机制亟待进一步研究。本文就近年来国内外对肠道微生物与骨病关系的研究进展进行综述。     

肠道菌群在骨质疏松症发病机制中的研究

骨质疏松症是一种慢性全身性代谢性骨病，由于骨吸收与骨形成的失衡造成骨量减少及骨密度的降低，与此同时骨组织微结构的破坏导致骨折风险升高，影响患者的生活质量甚至威胁生命安全。对于骨质疏松症的发病机制，目前认为与激素、内分泌、免疫、肠道菌群等因素有关。近年来微生物-肠-骨轴成为了骨代谢领域的研究热点。本文将从肠道粘膜屏障、骨免疫学、肠道菌群代谢产物等方面对肠道菌群在骨质疏松症中的发病机制进行综述。     

肠道菌群与骨量变化的研究进展

肠道菌群的丰度与多样性的改变与机体的骨量变化关系密切。肠道菌群主要通过其代谢产物与自身的微生物相关分子模式参与宿主生理调节,通过免疫反应、内分泌作用与营养物质吸收等途径对骨骼生长代谢进行调节。补充益生菌或菌群移植等治疗方法能够调节骨转换因子表达与机体钙吸收水平从而改善骨代谢。该文就肠道菌群与骨量变化的研究进展进行综述。     

肠道菌群对代谢术后骨代谢的影响

肠道菌群的改变对宿主起着多方面的影响。代谢手术对肠道结构及生理功能的改变影响了寄居于肠道内的菌群。而这些菌群的变化参与了术后体重下降﹑糖代谢及脂代谢的改变。同时已有很多研究证实肠道菌群的变化可以通过影响宿主的代谢系统﹑神经系统﹑免疫调节系统对骨代谢造成不容忽视的影响。益生菌作为一种对宿主有益的活性微生物，其骨保护作用也越来越得到重视。本文从减重术后肠道菌群的改变﹑肠道菌群对骨代谢的影响及益生菌与骨代谢等方面进行综述，总结近年来的研究进展及热点，搭建肠道菌群与代谢术后骨代谢相关多学科之间的桥梁，为代谢术后的菌群治疗、靶点研究奠定基础。     

肠道菌群失调与骨关节炎关系的研究进展

目的 综述肠道菌群失调与骨关节炎（osteoarthritis,OA）关系的研究进展,重点总结肠道菌群失调促进OA发展的可能机制,进一步提出新的治疗方向。方法 查询国内外关于肠道菌群失调与OA关系的研究文献,总结前者在OA发生发展中的作用,探讨OA治疗新思路。结果 肠道菌群失调主要通过三方面促进OA发展,一是通过破坏肠道通透性并引起全身低度炎症,从而加重OA;二是经由代谢综合征促进OA发展;三是通过调节微量元素的运输及代谢参与OA发展。研究表明,通过服用益生菌、益生元以及进行粪便微生物群移植等方式来改善肠道菌群失调,可减轻全身炎症、调节代谢平衡,进而治疗OA。结论 肠道菌群失调与OA发展联系紧密,改善肠道菌群失调可作为OA治疗的重要思路。     

肠道菌群在肾性贫血中作用机制的研究进展

肾性贫血是慢性肾脏病（chronic kidney disease,CKD）的常见并发症。人类肠道微生物群参与人体代谢、免疫等功能,对人类的健康调节起着至关重要的作用。研究表明肠道菌群紊乱与肾性贫血的发生、发展有着密切的关联。在CKD患者中肠道菌群紊乱可以通过促红细胞生成素生成减少、铁代谢紊乱、炎症和骨髓造血微环境紊乱等方式加重肾性贫血。而膳食纤维等益生元可以调节肠道微环境进而改善肾性贫血。本文综述了肠道菌群影响肾性贫血的作用机制及膳食纤维在其中的调节作用。     

益生菌制剂通过PI3K/Akt信号通路改善骨质疏松大鼠的骨代谢和骨量

摘要：目的 从磷脂酰肌醇3激酶/丝氨酸-苏氨酸激酶（PI3K/AKT）通路,观察肠道菌群调节剂-益生菌制剂对骨代谢及骨量的影响,为益生菌治疗骨质疏松症（osteoporosis,OP）提供可靠资料。方法 建立肠道菌群失调性OP大鼠模型,并设置为正常对照组、模型组、益生菌制剂组、PI3K/AKT通路激活剂组、益生菌制剂+通路激活剂组,每组15只。给药干预治疗14 d后,检测粪便含水量及菌群分布;通过ELISA法检测血清炎症因子及骨生物学指标变化、骨密度仪检测骨密度、灰化法检测骨灰重、HE及抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）染色观察骨病理损伤及破骨细胞骨吸收数目、Western blot法检测PI3K/Akt通路相关蛋白表达。结果 与正常对照组相比,模型组大鼠肠道菌群失衡,血清炎症因子升高,骨代谢异常（促骨形成因子减少,β-CTX及RANKL等破骨活性降低）,PI3K/Akt通路活性升高（P<0.05）。益生菌制剂可纠正肠道菌群失衡,抑制血清炎症因子释放、改善OP大鼠骨代谢失衡,并抑制PI3K/Akt通路活性（P<0.05）。PI3K/Akt通路激活剂可削弱益生菌制剂的上述作用,加重骨代谢失衡及肠道菌群失调（P<0.05）。结论 益生菌制剂干预治疗,可减弱菌群失调并纠正OP大鼠的骨代谢异常,且其作用可能与抑制PI3K/Akt通路激活有关。     

肠道菌群：绝经后骨质疏松防治新靶点

绝经后骨质疏松是一类由雌激素缺乏引起的,以骨量减少和骨微结构破坏为特点的骨骼疾病,可诱发脆性骨折的发生率增加。绝经后骨质疏松因其较高的发病率和严重的并发症受到越来越多的关注。目前绝经后骨质疏松的治疗药物存在诸多副作用,部分药物甚至对器官、系统造成严重损害,因此亟待寻求一条新的安全有效的治疗途径。肠道菌群是定植在人体肠道内的微生物总集,而益生菌是由肠道有益菌组成的膳食或药物补剂。近年来多项研究表明,肠道菌群和机体正常骨改建与骨代谢疾病的发生息息相关,并且益生菌在部分骨代谢疾病治疗中已初步展现了较好疗效,提示肠道菌群可作为绝经后骨质疏松防治的潜在靶点并且益生菌的应用作为绝经后骨质疏松新治疗方法的可能性。本文通过对肠道菌群与绝经后骨质疏松的相关研究进行综述,归纳总结了肠道菌群与绝经后骨质疏松发生发展的相关性以及益生菌对其的治疗效果,并从肠道菌群多样性、肠道上皮屏障功能以及机体免疫系统调控3方面探讨肠道菌群、雌激素和益生菌在绝经后骨质疏松的致病与治疗过程中的相关作用机制。     

肠道微生物对骨骼质量的双向调节作用

人体肠道内的细菌、真菌、病毒、古细菌等共计1000余种微生物共同构成了人体肠道微生物群。肠道微生物在人类黏膜屏障功能、免疫功能、内分泌功能、消化及能量代谢的调节过程中发挥着重要作用。近几年研究发现肠道微生物也能调节骨骼代谢过程。肠道微生物影响骨骼质量的方式主要包括促进炎性因子的表达以刺激破骨细胞生成、作用于内分泌轴调控成骨细胞和破骨细胞活化水平、释放酸性代谢产物形成有利于钙离子吸收肠道环境。另外,肠道微生物还参与调控雌激素水平下降引起的骨丢失过程。可见肠道微生物对骨骼质量的调节作用是双向的,笔者将对此进行简要概述。     

中药通过调控短链脂肪酸防治骨质疏松症的研究进展

肠道菌群微生物是与宿主共生的一个大的生物群落，当其发生紊乱时将会导致多种疾病的发生，尤其是全身代谢性疾病。其代谢产物也对全身代谢性疾病起到重要的调控作用，尤其是骨代谢性疾病。短链脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs)是肠道微生物群所产生的一类代谢产物，能够很好地反映肠道菌群微生物的功能，大量的研究证明其在骨代谢性疾病中起着调控作用。中药在调控肠道菌群微生物及其代谢产物中有很大的作用，尤其是对于SCFAs的调控。笔者就单味中药及提取物与中药复方通过调控SCFAs影响骨代谢，从而在防治骨质疏松症方面的研究进行总结，以期为骨质疏松症的预防和治疗提供新思路。     

肠道免疫功能与骨代谢的研究进展

肠道黏膜屏障有助于防止肠道内菌群紊乱,食物、化学药物等直接与黏膜裸露面接触,这对于疾病的发生尤为重要,其免疫功能对机体的健康作用越来越受到人们的重视。肠道免疫功能具有一般性的屏障作用,还能参与体液免疫和细胞免疫过程,在机体肠道内环境的调节中起重要作用。肠道免疫屏障构成复杂且受肠道菌群、饮食等的影响,能通过多种途径影响骨代谢,与骨质疏松症的发生关系密切,研究肠道菌群、免疫系统、骨代谢三者的关系,有助于进一步阐明肠道菌群通过调控宿主免疫系统来作用于机体骨代谢的机制,这可能对临床治疗骨质疏松症提供一种新的思维策略。本文将从几个方面阐述肠道免疫功能与骨代谢的研究进展。     

Intestinal microbiota: a potential target for the treatment of postmenopausal osteoporosis

Postmenopausal osteoporosis(PMO) is a prevalent metabolic bone disease characterized by bone loss and structural destruction, which increases the risk of fracture in postmenopausal women. Owing to the high morbidity and serious complications of PMO, many efforts have been devoted to its prophylaxis and treatment. The intestinal microbiota is the complex community of microorganisms colonizing the gastrointestinal tract. Probiotics, which are dietary or medical supplements consisting of beneficial intestinal bacteria, work in concert with endogenous intestinal microorganisms to maintain host health. Recent studies have revealed that bone loss in PMO is closely related to host immunity, which is influenced by the intestinal microbiota. The curative effects of probiotics on metabolic bone diseases have also been demonstrated. The effects of the intestinal microbiota on bone metabolism suggest a promising target for PMO management.This review seeks to summarize the critical effects of the intestinal microbiota and probiotics on PMO, with a focus on the molecular mechanisms underlying the pathogenic relationship between bacteria and host, and to define the possible treatment options.     

益生元对饮用银化水模拟失重大鼠骨代谢与骨生物力学的影响

目的　研究饮用银化水对模拟失重大鼠骨代谢与骨生物力学的影响及益生元的调整作用。方法　 40只SPF级SD雄性大鼠随机分为地面对照组 (GC)、模拟失重对照组 (SC)、模拟失重饮用银化水组 (SS)、银化水与益生元模拟失重组 (SPS) ,实验期 2 1d。EDTA滴定法测定饲料钙表观吸收率和骨钙含量 ,双能X射线测右侧股骨密度 ,质构仪测右侧股骨生物力学指标。结果　骨代谢指标SC组显著低于GC组 (P <0 0 0 1 ) ,SS组也低于SC组 (P <0 0 5) ,SPS组高于SS组 (P <0 0 5) ;SC组骨结构力学和材料力学指标均显著低于GC组 (P <0 0 0 1 ) ,SS组材料力学指标低于SC组 (P <0 0 5) ,SPS组材料力学指标高于SS组 (P <0 0 5)。结论　饮用 0 2 0mg/L银化水加重了模拟失重大鼠骨代谢的紊乱和骨材料力学的下降 ,而益生元可以缓解饮用银化水模拟失重大鼠骨代谢的紊乱和骨材料力学的下降。     

基于肠-骨轴探讨肠道菌群对骨代谢影响的研究进展

肠道菌群被称为人体第二大基因库,在骨稳态中发挥着极其重要的作用,这也被越来越多的研究所证实。虽然骨重建的自然生理过程与骨吸收的发病机制已经比较清楚,但肠道菌群与骨代谢的关系仍未完全明确。肠-骨轴一词可被用来概括肠道微生物调控骨代谢的途径。根据现有研究,肠道菌群调节骨代谢的机制主要从菌群及营养物质代谢产物、免疫调节、肠粘膜屏障、内分泌调节等几个方面进行论述。笔者旨在通过总结肠道菌群对骨代谢影响的研究进展,为基于肠道菌群治疗部分骨科疾病提供理论参考。     

Experience of long-term synbiotic therapy in seven short bowel patients with refractory enterocolitis

Background/Purpose

Probiotic and prebiotic therapies are potent new strategies to treat various intestinal diseases, including inflammatory bowel disease and viral and bacterial infections. Synbiotics is defined as the combined use of probiotics and prebiotics and is expected to have a stronger effect on intestinal diseases than probiotics or prebiotics alone, but there has been no report of its clinical application. The authors designed a protocol for synbiotic therapy composed of Bifidobacterium breve, Lactobacillus casei, and galactooligosaccharides and preliminarily ascertained its clinical effects in humans.

Methods

This protocol of synbiotic therapy was applied for more than 1 year to 7 malnourished patients with short bowels who suffered from refractory enterocolitis.

Results

The therapeutic protocol improved the intestinal bacterial flora (inducing the domination by anaerobic bacteria and suppressing the residence of pathogenic bacteria) and increased short chain fatty acids in the feces (from 27.8 to 65.09 μmol/g wet feces). All patients but 1 accelerated their body weight gain, and 5 patients showed increased serum rapid turnover proteins.

Conclusions

This protocol for synbiotic therapy might be a potent modulator of intestinal flora and a promising strategy to treat short bowel patients with refractory enterocolitis.