益生菌腸還能護骨骼

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【早安健康／張承宇報導】益生菌的好處除了整腸健胃，竟然還可以減緩骨質流失速度！？瑞典一所大學研究發現，益生菌可以降低骨質流失的速度50％，營養師則說，這是因為益生菌有助合成維生素K，保持骨骼健康，同時提醒效果仍依個人體質而不同。

這份研究發表在《內科學誌》（Journal of Internal Medicine），是瑞典哥德堡大學為期一年的實驗，主要測試羅伊氏乳酸桿菌（Lactobacillus reuteri ATCC PTA 6475）與骨質疏鬆間的關係。

該研究將75～80歲婦女分為2組雙盲試驗：一邊每天吃這種益生菌，另一邊給予安慰劑粉末，研究人員和受測者都不知道吃下的是益生菌或是安慰劑。

研究表明，有服用益生菌的那一組，骨質流失的速度降低50％，並且沒有產生較多副作用。研究小組未明確解釋其機制，但事實上已有其它專家與研究指出益生菌對於骨骼的正面助益。

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益生菌能強健骨骼嗎？
整體健康專家、註冊營養師Laura Schoenfeld指出，維生素K裡面的維生素K2，可以和維生素D合作，降低蝕骨細胞的活性，提高骨骼強度與骨密度，修復損傷的骨細胞，而透過攝取益生菌保持腸道健康，就可以讓K1轉換成K2的效率增加，有助預防骨質疏鬆症。

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自出生起，腸道就定植了來自母體和外界環境中的微生物，並逐漸形成結構穩定的微生物群落，稱為腸道菌群(gut microbiota，GM)。 GM包含了相當於人體基因量150倍的基因，與人類共同進化，通過多種方式對人體產生影響，有學者認為GM是一個“被遺忘的人體器官”。在穩態調節下，GM與宿主形成共生關係，菌群從宿主腸道獲得自身所需營養和能量，同時幫助宿主消化食物，為宿主提供營養物質，加強腸道屏障作用，保護宿主不被病原體入侵[1]。此外，研究發現GM還具有調節宿主物質代謝及免疫系統的功能[3]。

近年來，GM被證實與肥胖、糖尿病、炎性腸病等疾病相關，GM與骨骼健康的關係也逐漸被認識。此外，由於益生菌和益生元對GM結構具有調節作用，其對骨骼的影響也日益受到關注[3]。本文就GM對骨代謝的影響及其機制、益生菌和益生元對骨骼的作用研究進展進行綜述。

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GM對骨骼的影響及其機制
GM包含多種菌屬，既包括有益菌群，又包括有害菌群，不同菌屬數量及菌屬間比例形成差異的菌群結構，不同的GM結構將對骨骼產生不同影響 。
Sjogren等[5]研究發現無菌小鼠骨量高於正常小鼠，說明GM對骨代謝具有調控作用。隨著年齡增長，骨質疏鬆症患病率逐漸增加，
GM結構也隨之發生變化：致病性變形菌門和桿菌門比例增加，而具有抗炎作用乳酸桿菌比例下降，這些改變可能影響了骨代謝，
增加骨質疏鬆發生風險。但目前研究尚未闡明影響骨代謝的具體GM種類。 GM影響骨代謝的機制尚不清楚，主要有以下三種可能機制。

調節鈣吸收
GM中有益菌群可發酵食物中的纖維產生短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFA)，SCFA可降低腸道局部pH值，
減少腸道鈣離子與磷形成複合物，從而促進鈣吸收。一項包含了24名青少年的研究發現，擬桿菌門中的擬桿菌屬、
厚壁菌門中的小類桿菌屬和顫桿菌屬可發酵膳食纖維，產生SCFA，降低腸道局部pH值，增加鈣離子吸收。
此外，SCFA中的丁酸鹽可為腸黏膜上皮細胞提供能量，改善腸絨毛結構，增大吸收面積，利於腸道鈣吸收。
這在一項體外試驗中也得到證實：與正常小鼠結腸細胞相比，無菌小鼠結腸細胞處於能量剝奪狀態，
三羧酸循環中關鍵限速酶表達被抑制，ATP產生減少，從而誘導細胞自噬；當加入丁酸鹽後結腸細胞線粒體氧化呼吸得到改善，從而抑制細胞自噬。
SCFA還可能通過表觀遺傳調控，包括改變核小體定位及誘導組蛋白乙酰化，促進腸黏膜細胞對礦物質的吸收。
此外，SCFA還通過影響礦物質吸收的信號通路促進鈣吸收，體外研究發現，SCFA與細胞表面G蛋白偶聯受體結合後，
降低細胞內cAMP水平，增加促分裂原活化蛋白激酶磷酸化水平，引起下游信號熱休克蛋白27磷酸化，促進細胞吸收鈣離子[9]。

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調節腸道激素分泌，影響骨代謝
GM中有益菌群可刺激腸道細胞分泌腸促胰素。腸促胰素包括一系列由腸道分泌，具有葡萄糖濃度依賴性促進胰島素分泌作用的激素 ,
包括葡萄糖依賴促胰肽(glucose-dependent insulinotropic polypeptide，GIP)和胰高血糖素樣肽1。
GIP可與成骨細胞表面受體結合，增加Ⅰ型膠原基因表達，促進膠原基質成熟及礦化，增加鹼性磷酸酶活性，促進TGF-β分泌，促進骨形成；
而GIP與前破骨細胞表面受體結合，抑制破骨細胞生成及活性，減少骨吸收。
GLP-1則具有促進胰島β細胞分泌胰島素的作用，胰島素能夠促進骨形成；
GLP-1還可以促進甲狀腺C細胞分泌降鈣素，從而抑制骨吸收。近期研究表明GM中有害菌群的血清素可進入血循環，
減少成骨細胞數量，抑製成骨細胞分化成熟，抑制骨形成，降低骨小梁體積百分數，
亦有研究發現色氨酸羥化酶1具有催化血清素合成作用，而其抑製劑具有治療低骨量的潛在作用。