단쇄 지방산 (Short Chain fatty acid)

Short-chain fatty acids (SCFAs)는 5개 이하의 탄소 원자로 이루어져 있습니다.주로 대장에서 미생물 발효에 의해 생성됩니다.  

생성기전

• 식이섬유 발효: 대장 내의 미생물은 식이섬유와 같은 인체가 생물학적으로 도달하기 어려운 탄수화물을 분해합니다. 이 미생물들이 식이섬유를 발효하면서 SCFAs가 생성됩니다.  단쇄지방산은 장세포(colonocyte) 의 에너지원으로 쓰입니다. 장세포는 그 필요한 에너지의 60-70% 를 단쇄지방산에서 얻습니다(den Besten, van Eunen et al. 2013) 특히 장세포는 세종류의 단쇄지방산( 아세트산(Acetic Acid), 프로피온산(Propionic Acid), 부티르산(Butyric Acid) )중에서 특히 부틸산을 좋아합니다. 장속에서 세종류의 단쇄지방산의 농도 비율은 각각(C2:C3:C4=57:22:21) 입다. 그러나 간문맥에서의 비율은 (71:21:8) 입니다. 단쇄지방산은 대장에서 미생물들에 의해 발효되어 만들어지기 때문입니다. 최근들어 단쇄지방산에 대한 관심이 높은 이유는 장내 상재균 연구, 즉 마이크로바이옴 연구 때문입니다. 인간의 소화효소로는 소화하기 힘든 식이섬유를 발효시켜 단쇄지방산을 만드는 주역이 바로 장내세균입니다.   장내세균은 단쇄지방산의 재료가 되는 식이섬유를 먹어어 그것으로 에너지를 만듭니다. 
• 당분 분해: 특히, 일부 미생물은 대사 과정에서 당분을 분해하여 SCFAs를 생성합니다. 이 중 아세트산(Acetic Acid), 프로피온산(Propionic Acid), 부티르산(Butyric Acid) 이 가장 흔하게 발생합니다. 
• 구강 섭취: 아세트산의 경우 식초로 섭취하게 될 수 있고, 이때는 소장에서 흡수되어 간으로 이동한 후 에너지로 변환되거나 다른 대사활동에 활용됩니다. 프로피온산이나 부티르산은 영양보조제 등의 첨가제 형태로 섭취될 수 있는 데 이런 경우에도 소장 흡수되어 간문맥을 통해 간으로 이동합니다. 

역할

이러한 SCFAs는 여러 가지 생물학적으로 중요한 역할을 수행합니다. 

1. 에너지 공급원:	2. 면역 시스템 조절:	3. 대장 건강 유지:	4. 혈당/인슐린 감수성 조절:	5. 신경 시스템 지원:
대장에서 흡수되어 혈류를 통해 간으로 이동하고, 거기서 에너지원으로 활용됩니다. 특히 부티르산은 대장 상피세포 자체에서 에너지로 사용되어 대장 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.	면역 시스템을 조절하는 데 기여합니다. 특히 부티르산은 대장 상피세포에 대한 보호 효과를 통해 염증성 상태를 감소시키는 데 도움을 줄 수 있습니다.	부티르산은 대장 상피세포의 주요 에너지원으로 대장 점막을 유지하고 대장 세포의 생존 및 정상적인 기능과 유지에 기여합니다. 대장 내 미생물 균형을 유지하고 건강한 대장 환경을 조성하는 데 도움이 됩니다.	혈당 및 인슐린 농도를 조절하고, 인슐린 감수성을 향상시킴으로써 대사 건강에 도움을 줄 수 있습니다.	신경 시스템에도 영향을 미칠 수 있으며, 특히 부티르산은 뇌 기능을 지원하는 데 기여할 수 있습니다.

 

C2 아세트산 Acetic Acid, C2:0, C2H4O2, CH3COOH, Ethanoic acid 

생성 기전: 아세트산은 대부분 대장 내에서 무기질 및 식이섬유의 미생물 발효 과정에서 생성됩니다. 특히 식이섬유를 포함한 섬유소가 대장 내에서 대장균 및 기타 미생물에 의해 발효되면서 아세트산이 생성됩니다.

역할: 아세트산은 에너지의 주요 공급원 중 하나로 작용하며, 대장 상피세포에 흡수되어 간으로 이동하여 에너지로 활용됩니다. 또한 면역 시스템을 조절하고 대장 건강을 지원하는 역할을 합니다.

 

 

C3 프로피온산 Propionic Acid, C3:0, C3H6O2, CH3CH2COOH

생성 기전: 프로피온산은 대장 내에서 일부 섬유소 및 무기질의 미생물 발효에 의해 생성됩니다. 특히, 발효된 식품 및 섬유소가 대장 내에서 프로피온박테리움과 같은 세균에 의해 분해될 때 프로피온산이 발생합니다.
역할: 프로피온산은 에너지의 원천이 되며, 특히 간에서 글루코네오제네시스 과정을 통해 글루코스로 변환됩니다. 또한 혈당 및 콜레스테롤 농도를 조절하고, 대사 활동을 조절하여 대사 건강을 유지하는 역할을 합니다.

 

C4 부티르산 Butyric Acid, C4:0, C4H8O2, CH3(CH2)2COOH, Butanoic acid

생성 기전: 부티르산은 대장 내에서 섬유소 및 무기질의 미생물 발효에 의해 생성됩니다. 주로 대장균과 같은 미생물에 의해 생산되며, 특히 식이섬유의 미생물 발효에서 발생합니다.
역할: 부티르산은 대장 상피세포의 주요 에너지원이 되어 대장 건강을 지원합니다. 또한 면역 시스템의 조절에 참여하고, 염증을 억제하는 기능을 수행합니다.

 

C5 발레릭산 Valeric Acid, C5:0, C5H10O2, CH3(CH2)3COOH,Pentanoic acid

 

생성 기전: 발레릭산은 주로 대장 내에서 미생물 발효에 의해 생성됩니다. 식이섬유와 같은 미생물이 존재하는 환경에서 발생할 수 있습니다.
역할: 발레릭산의 생물학적 역할은 상대적으로 덜 이해되어 있습니다. 일부 연구는 발레릭산이 항균 및 항염증 특성을 가질 수 있으며, 대장 건강에 일부 기여할 수 있다는 가능성을 보여주었습니다. 더 많은 연구가 필요합니다.