肠道和肝脏通过胆道和门静脉循环（被称为肠-肝轴）进行紧密的双向连接。除了氧化应激、胰岛素抵抗和炎症是NAFLD发病的主要诱因外，肠道微生物也起着关键的作用。在正常生理条件下，肠道微生物通过促进营养物质的消化、代谢、免疫调节和屏障保护来维持肠道内的稳态。肠道微生物的失调会导致一系列的问题，包括有害细菌过度生长、肠道屏障通透性增加、细菌易位以及代谢物流向肝脏，从而引发和加重NAFLD。

肠道微生物的结构和组成可以被多种因素影响，如年龄、饮食、健康或者疾病。肠道微生物可通过多种机制加重NAFLD，主要包括改变饮食中的能量吸收能力、影响脂肪生成和短链脂肪酸（SCFA）合成途径、改变胆碱和胆汁酸代谢信号通路和增加肠道通透性和炎症。

NAFLD通常与肥胖有关。动物实验已经证明了肠道微生物在获取能量（从食物中）方面的关键作用。与野生型小鼠相比，无菌小鼠在进行高脂肪饮食（HFD）后不太容易出现肥胖。然而，将野生型小鼠的肠道微生物移植到无菌小鼠后，体脂质量和胰岛素抵抗均显著增加。因此，肠道微生物可能有助于从食物中获取更多的能量，从而导致NAFLD的发生。

脂肪的从头合成是一条复杂的、高度调控的脂质代谢途径，通常在肝脏和脂肪组织中被激活。在正常情况下，脂肪的从头合成是将过量的碳水化合物转化为游离的脂肪酸，这些脂肪酸被酯化成甘油三酯（TG），然后通过β氧化提供能量。SCFA包括乙酸、丙酸和丁酸，主要由肠道微生物发酵产生。乙酸是胆固醇合成的底物，丙酸是肝脏中糖异生的底物，而丁酸被用作结肠细胞的能量底物。除了可以促进肝脏中脂肪的从头合成，SCFA还是G蛋白偶联受体GPR43和GPR41的配体。SCFA激活GPR43可以抑制脂肪的分解和脂肪细胞分化，最终导致HFD小鼠中脂肪组织的堆积。

胆碱在脂质代谢中扮演着重要的作用，尤其在极低密度脂蛋白的产生和肝脏中脂质运输的过程中。胆碱可以促进肝细胞中的脂质运输，从而防止肝脏中的异常脂质堆积。因此，肝脏脂肪变性的实验模型通常采用胆碱缺乏的饮食诱导。事实上，膳食中的胆碱含量影响了与NAFLD发展有关的γ-变性菌和产芽孢菌的组成及丰度。此外，肠道微生物能够将胆碱转化为三甲胺氧化物，从而导致肝脏炎症和损伤，加重NAFLD。

胆汁酸是在肝细胞中由胆固醇合成而来，并由肠道微生物代谢。在胃肠道中，初级胆汁酸能够促进脂溶性食物的消化吸收，维持肠道屏障，防止细菌易位。此外，胆汁酸可以激活法尼酯X受体（FXR）以及G蛋白偶联胆汁酸受体1（TGR5），从而通过这些内源性受体，调节脂质和糖代谢以及能量消耗。

肠道和肝脏通过肠-肝轴进行沟通，而肠-肝轴由肠道、肝脏和肠道屏障组成。紧密连接蛋白连接肠上皮细胞和维持肠道屏障的完整性。肠道屏障功能障碍和肠道微生物失调在肝脏疾病的病理生理学中起着重要作用。事实上，与脂肪变性的儿童相比，患脂肪性肝炎的儿童的肠道通透性更高，这表明不同阶段的NAFLD的肠道通透性水平也不同。

小肠细菌过度生长和炎症是导致NAFLD肠道通透性增高的主要原因。小肠细菌过度生长可诱导细菌从肠腔移位至门静脉循环，从而导致肝脏损伤。脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌细胞膜的主要成分，其可刺激巨噬细胞和单核细胞产生促炎症细胞因子和促纤维化的细胞因子，且会激发肝脏中中性粒细胞和单核细胞的募集，从而导致肝脏损伤和全身炎症。

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