首先评估丁酸盐对食欲的影响。灌胃给药丁酸盐可显著抑制喂食后1小时内的食物摄取量，24小时内累积食物摄入量减少21％。食物摄入量的急剧下降伴随着下丘脑弓状核内FOS阳性神经元数目减少73％；口服丁酸盐使表达c- FOS的神经肽Y（NPY）阳性神经元降低49％，并使孤束核（NTS）和背部迷走神经复合体（DVC）内的FOS阳性神经元的数量减少37％而不影响皮质区或海马区的神经元活性。在灌胃1小时后口服丁酸盐补充剂可增加门静脉和外周循环中的丁酸盐浓度。为了阐明增加的循环丁酸盐是否可引起食欲降低，采用静脉注射将丁酸盐直接注入循环，结果显示循环丁酸盐浓度显著增加，但不影响急性再进食摄取量或24小时内的食物摄取量。总之，丁酸盐口服给药可减少食物摄取和下丘脑神经元信号传导，且不依赖于循环丁酸盐水平的增加，表明其机制涉及肠-脑神经回路。

长期丁酸盐治疗的食物摄入量减少对代谢肥胖的影响。丁酸盐组在9周的干预期间观察到食物摄入量减少22％，完全抑制HFD诱导的体重增加，脂肪量增加减缓，脂肪体重减少27％，生殖腺白色脂肪组织的重量（gWAT）减少69％，肝脏重量降低25％；配对饲喂组体重减少18％，gWAT垫重量减少42％；配对饲喂的小鼠肝脏重量和脂质含量变化趋势与丁酸盐组小鼠相同，两组肝切片进一步证实丁酸盐是通过降低食物摄入量来预防HFD诱导的肝脂肪变性。此外，长期丁酸盐的消耗并没有改变外周血中乙酸，丙酸和丁酸的水平，也没有改变门静脉血中的水平。  

补充丁酸盐会显著降低血浆TG、血浆葡萄糖、空腹胰岛素水平和稳态模型胰岛素抵抗指数，表明丁酸盐可改善血浆脂质代谢和胰岛素敏感性。丁酸盐对血浆甘油三酯和葡萄糖代谢的益处部分归因于补充丁酸盐导致的饮食摄入量减少 ，因为配对饲喂组仅血浆葡萄糖水平降低，而血浆TG和胰岛素水平没有影响。为了确定器官组织中TG、葡萄糖的水平与丁酸盐降低之间的关系，给小鼠注射[3H] TO标记的TRL样颗粒和[14C] DG。血浆甘油三酯水平下降同时丁酸盐加速了[3H] TO从循环中的清除，这种影响是由于BAT仓库摄取[3H] TO-衍生物的活性大幅增加。配对饲喂的食物限制本身并不增加BAT、肌肉和WAT对[3H] TO衍生的活性摄取。丁酸盐处理和配对饲喂都会降低[14C] DG的半衰期，表明丁酸盐通过减少食物的摄入量加速了循环[14C] DG的清除，配对饲喂增加肌肉和WAT摄取[14C] DG的程度与丁酸盐处理相同。

由于丁酸盐对身体脂肪和脂质代谢的影响只能部分归因于食物摄入量的减少，因此通过间接测量热量以确定丁酸盐对能量消耗的影响。干预第一周，当丁酸盐组和对照组之间的小鼠体重无明显变化时将小鼠饲养在全自动代谢笼中。丁酸盐治疗不影响小鼠的自发体力活动，也未检测到对总能量代谢的影响，但丁酸盐显著降低了白天的呼吸交换率，表现为脂肪氧化增加，主要是以白天碳水化合物氧化为代价。

采用[3H]标记的丁酸盐对BAT的摄取和脂肪氧化的刺激作用进行追踪。丁酸盐显著降低了iBAT垫的重量，伴随着细胞内脂质液泡含量的降低，单位面积BAT的解偶联蛋白（UCP-1）含量增加，表明BAT的产热能力增加。交感神经活性标记酪氨酸羟化酶（TH）的蛋白表达增加表明丁酸盐增加了向BAT的交感流。与配对饲喂组相比，丁酸盐组小鼠仍然表现出iBAT垫重量减少，细胞内脂质含量减少和UCP-1含量增加，结果表明通过减少食物摄入量丁酸盐消耗仅改善了BAT产热能力。

为了探究肠-脑神经回路参与丁酸盐对能量代谢是否有益，分别实施膈下迷走神经切断术和假手术，而后采用丁酸盐饮食干预7周。假手术组干预期间丁酸盐降低了累积摄食量和平均食物摄入量，加速了[3H] TO的清除，并通过BAT增加[3H] TO衍生物活性的摄取。假手术组丁酸盐降低了iBAT垫重量，推测可能是因为细胞内脂质液泡含量降低和BAT产热能力的增强，如增加UCP-1蛋白。而膈下迷走神经切断术后，丁酸盐并未减少累积摄食量，且对[3H] TO从循环中清除无影响，也不影响[3H] TO-衍生物活性的组织摄取、iBAT的重量、iBAT细胞内脂质液泡含量和iBAT中的UCP-1蛋白含量。结果表明肠-脑神经回路对于丁酸盐引起的饱腹感和BAT活化是必需的。

为了研究丁酸盐是否影响肠道微生物群的组成，分别采用丁酸盐处理假手术组和迷走神经移植小鼠组，7周后，使用MiSeq平台分别对其盲肠内容物进行16S rRNA测序，结果显示丁酸盐饮食不影响假手术小鼠的物种数量和肠道菌群的Shannon多样性指数，对照组和丁酸盐组小鼠之间明显分离。丁酸盐处理的小鼠以牺牲拟杆菌为代价，Firmicutes相对增加，属于Firmicutes的Erysipelotrichi属显著增加，与迷走神经移植小鼠结果相一致，可见丁酸盐饮食可改变盲肠微生物群的组成，特别是增加了Firmicutes的丰度，而与肠-脑神经回路的完整性无关。

膳食纤维在肠道微生物群的作用下产生SCFAs，丁酸盐可通过迷走神经输入NPY神经元诱导饱腹感并减少累积摄食量，而采用膈下迷走神经切断术后其饱腹感完全消除。迷走神经的中枢终末支配脑干传递如能量状态信号投射到下丘脑形成调节饱腹感的回路，而直接静脉注射丁酸盐则不会影响食物摄入量。通过添加配对饲喂组，说明减少食物摄入量是负责丁酸盐远端有益作用的主要机制，丁酸盐对体重和脂肪重量、血浆甘油三酯和胰岛素敏感性的影响仅部分（60％-70％）通过减少食物摄入量来解释。在白天减少摄食条件下丁酸盐消耗碳水化合物促进脂肪酸氧化，脂肪酸氧化增加是BAT活化的特征，丁酸盐通过活化的BAT来加速血浆TG的清除。 BAT主要由SNS驱动下丘脑，尤其可推测丁酸盐饮食到达胃肠道很可能通过激活肠-脑神经回路，从而刺激下丘脑控制SNS流向BAT。BAT中的丁酸盐会增加TH的蛋白水平，它是SNS的活性标记。在迷走神经移植的小鼠中，丁酸盐不能增加BAT对脂肪酸的摄取、脂肪在BAT中的利用以及UCP-1（BAT活化的阳性标记物）的蛋白质水平。此外丁酸盐饮食可明显改变盲肠微生物群的组成，尤其是增加Firmicutes的丰度。

结  语

毫无疑问，减重策略是肥胖相关疾病（即糖尿病和心血管疾病）比较有效的干预措施之一，可以通过减少能量摄入来实现体重减轻，而本研究表明丁酸盐可以引起持续饱腹感从而减少食物摄入量，并增强脂肪氧化，从而有效预防饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗、高甘油三酯血症和肝脂肪变性等，且不会引起其他明显的副作用，因此口服丁酸盐给药将可能成为对抗肥胖及相关心脏代谢疾病的有效策略。