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Cell:美国最新研究,生酮饮食影响人体肠道微生物

Tags: 生酮饮食   肠道微生物      更新:2020-05-22

导言:加州大学旧金山分校(UCSF)对一小部分志愿受试者的新研究表明,低碳水高脂肪的生酮饮食引起了公众的关注,它能减轻炎症、促进体重减轻和心脏健康,而且还对人类肠道中的微生物(统称为微生物组)产生了巨大影响。另一项在小鼠中进行的研究表明,所谓的“酮体”(一种以生酮饮食为名的分子副产物)以可能最终抑制炎症的方式直接影响肠道微生物组。这表明酮体作为一种治疗癌症的潜在益处的证据,影响肠道的自身免疫性疾病。

在生酮饮食中,碳水化合物的消耗量明显减少,以迫使人体改变其代谢方式,改为使用脂肪分子而不是碳水化合物,因为它的主要能源(产生酮体作为副产品)支持者声称这种转变具有许多健康益处。

先前的研究表明,高脂饮食会引起肠道微生物组的变化,从而促进小鼠的代谢和其他疾病,然而有人提出将脂肪含量更高的生酮饮食作为一种方法。研究人员决定探索那种令人费解的二分法。

研究小组已经确定了生酮饮食与小鼠和人类肠道微生物群落组成之间存在明显联系,这种相互作用似乎与炎症引起的代表性下降有关,能够促进肠道中的Th17免疫细胞。研究结果强调了考虑宿主与微生物细胞之间的化学对话,以更全面地了解饮食与宿主生理之间的机械联系的重要性。这项研究于昨日发表在Cell杂志上。


研究人员针对随时间采集的粪便样本进行了靶向16S核糖体RNA基因测序。这些样本来自于17名18至50岁的超重、肥胖或非糖尿病的住院代谢病人。除了随着时间的推移跟踪运动之外,参与者还接受了为期四周的标准饮食,随后的其余四周为生酮饮食。

在研究的前四周,为参与者提供了由50%碳水化合物、15%蛋白质和35%脂肪组成的“标准”饮食或由5%碳水化合物,15%蛋白质和80%脂肪组成的生酮饮食。四个星期后,两组开始改变饮食,以便研究人员研究两种饮食之间的转换如何改变参与者的微生物组。


标准饮食(左)和生酮饮食(右)

对参与者粪便样本中发现的微生物DNA分析表明,在标准饮食和生酮饮食之间的转换明显改变了参与者肠道中常见肠道微生物门放线菌、拟杆菌门和厚壁菌门的比例,包括19个不同细菌属的变化。研究人员专注于特定的细菌属,常见的益生菌双歧杆菌上,发现生酮饮食的减少幅度最大。另外宏基因组序列数据和基于质子核磁共振的代谢组学特征表明,酮体(如聚β-羟基丁酸酯)在生酮饮食上产生的脂肪可以降低肠道中双歧杆菌的水平。

为了更好地理解生酮饮食中微生物的变化如何影响健康,研究人员将小鼠肠道微生物置于遵从生酮饮食的人的微生物组不同部分,并表明这些改变微生物种群特异性降低Th17细胞的数量。Th17免疫细胞对抵抗传染病至关重要,但也会促进自身免疫疾病的炎症。

在小鼠中进行的后续饮食实验中,研究人员逐步在低脂、高脂和低碳水化合物生酮饮食之间转换动物的饮食,证实了高脂和生酮饮食对肠道微生物组的作用相反。这些发现表明,随着动物饮食中脂肪水平增加到在无碳水化合物的情况下促进酮体产生的水平,微生物组的反应也有所不同。

连同过去发表的其他研究,人类和小鼠的发现表明,肠道微生物组“似乎在介导宿主对饮食的免疫反应中起着因果作用”。

研究人员测试了单独的酮体是否可以通过直接向小鼠喂食酮体来驱动肠道微生物生态系统中已观察到的转变,发现即使是在吃了正常量碳水化合物的小鼠中,添加酮的存在也足以引起生酮饮食中许多特定的微生物变化。

这是一个非常惊奇的发现,因为它表明生酮饮食对微生物组的影响不仅与饮食本身有关,而且还与饮食如何改变人体的代谢有关,从而对微生物组产生下游影响。对于许多人来说,维持严格的低碳水化合物饮食或生酮饮食是极具挑战性的,但是如果未来的研究发现,酮体自身引起的微生物转移对健康有好处,那么这可能是一种更好的治疗方法。

鉴于肥胖症与慢性轻度炎症之间的联系,生酮饮食肠道和脂肪组织中促炎性Th17细胞水平的降低,可能会导致生酮饮食改善疗效的潜在机制代谢综合征的某些方面,例如血糖控制和体内脂肪减少。

原始出处:

Qi Yan Ang, Margaret Alexander, John C. Newman, et.al. Ketogenic Diets Alter the Gut Microbiome Resulting in Decreased Intestinal Th17 Cells. Cell May 20, 2020

作者:竹子 来源:转化医学网
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