综述背景
骨形成和吸收之间的复杂相互作用构成了骨代谢，这一过程由成骨细胞、骨细胞和破骨细胞协调。出生后，骨量积累开始，并在成年后达到峰值，然后逐渐减少。峰值骨量与骨质疏松症的倾向之间存在直接相关性；峰值骨矿物质密度（BMD）增加10%可以推迟骨质疏松症的发病约13年，而绝经年龄或非绝经骨丢失率的10%变化预计可以推迟骨质疏松症约2年，这强调了早期优化骨量和强度的重要性。骨质疏松症的特点是骨微结构受损、骨量减少和脆性骨折风险增加，这带来了重大的健康挑战。
同时，新兴证据强调了微生物组在骨骼健康中的关键作用。微生物组与宿主的代谢过程、免疫系统和激素动态相互作用，在骨代谢调节中发挥着不可或缺的作用（图1）。骨质疏松症风险与微生物组变异密切相关，这些变异影响肠道屏障功能、钙和维生素D的吸收、免疫系统的发展和激素调节，包括雌激素和雄激素。菌群失调，或微生物失衡，可能引起促炎细胞因子的释放，破坏肠道屏障功能，并对骨完整性产生不利影响。研究表明，益生菌和益生元可能对增强或恢复骨健康有益。益生菌是在足够数量下给予宿主健康益处的活微生物。益生元是不可消化的食物成分，可选择性地刺激肠道中有益微生物的生长和/或活性。后生元是食品级微生物在发酵过程中产生的生物活性化合物，对宿主有益。虽然这些成分可能通过调节肠道微生物群来增强骨健康，但它们的影响程度和潜在机制需要进一步研究。此外，微生物组的影响还扩展到关节和肌肉健康，通过免疫调节、能量代谢和纤维蛋白原合成。然而，微生物健康对肌肉骨骼完整性的这些更广泛的影响应该谨慎解释，因为目前的证据仍在发展中，许多研究是初步的或观察性的。
综述内容
探讨了营养、微生物组与骨骼发育之间的关系，特别强调了维生素D、钙、维生素K、膳食纤维以及激素对骨骼代谢的影响，以及这些因素如何通过微生物组影响骨健康。
1 随机试验的证据显示，补充维生素D可以增强儿童的骨密度（BMD）。维生素D不仅促进钙吸收，还维持肠道黏膜稳态、保护上皮屏障完整性，并帮助微生物代谢物转移到宿主，这些过程对免疫系统的成熟和调节炎症反应至关重要。研究表明，高剂量维生素D补充与青少年女孩肠道中有益细菌的增加有关，如Firmicutes、Bifidobacteria和Enterococci。同时，也观察到某些可能在特定情况下有害的细菌（如Proteobacteria）的减少。然而，研究通常样本量小或针对特定人群，限制了普遍性。此外，虽然存在相关性，但因果关系尚未建立，具体机制仍不清楚。维生素D受体（VDR）敲除（KO）小鼠的研究进一步表明了维生素D、其受体和微生物组之间的复杂关系，但将这些动物模型的发现转化为人类健康结果需要进一步的调查。
2 肠道微生物产生的短链脂肪酸（SCFAs）可以增强钙吸收，从而提高骨密度和强度。这一发现为使用益生元和后生元来解决钙缺乏问题提供了希望，而不需要直接增加饮食中的钙或补充剂。
3 研究显示，由微生物组产生的维生素K的缺乏与骨质完整性的减弱有关。已知几种细菌物种能够产生维生素K，特别是甲萘醌（维生素K2），包括Bacteroides、Escherichia coli、Lactococcus lactis和Bacillus subtilis等物种。这些产生维生素K的细菌的存在和活性对维持足够的维生素K水平至关重要，从而支持骨健康。
4 膳食纤维对骨健康的有益影响部分归因于肠道微生物将纤维发酵成SCFAs，如丙酸（C3）和丁酸（C4）。这些化合物通过多种机制抑制破骨细胞生成和促进骨形成。
5 雌激素在维持骨稳态中起着关键作用，尤其是在绝经后。最近的研究表明，微生物组是雌激素水平的重要调节器。β-葡萄糖苷酶的微生物产生，这种酶对雌激素激活至关重要，有助于调节雌激素水平。微生物多样性的减少可能会损害这一过程，导致循环雌激素水平降低，并促进骨质疏松症的发展。
6 肠道微生物群通过激活免疫细胞上的模式识别受体来启动病理性免疫反应，这些免疫细胞包括驻留在胃肠道粘膜层的树突状细胞和巨噬细胞。
总结与意义
