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Cell:生酮飲食不僅能改變人體腸道菌群,還能抑制炎症

生酮飲食(Keto Diet,KD),是一種高脂肪、低碳水和適當蛋白質攝入的飲食方法。這種飲食方法最初開發於一個世紀前,用於治療小兒癲癇。但在最近的幾十年中,它已然成為一種流行的減肥飲食。隨著人們對腸道微生物組的興趣日益濃厚,研究也越來越多地關注生酮飲食如何影響腸道細菌。

近日,美國加州大學舊金山分校(UCSF)通過人體幹預試驗和小鼠模型試驗發現,生酮飲食經代謝後產生的酮體改變了腸道微生物組,同時能選擇性地抑制腸道內的雙歧杆菌,降低腸道促炎Th17細胞的水平。相關研究結果發表在《Cell》雜誌上。

Cell:生酮飲食不僅能改變人體腸道菌群,還能抑制炎症

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.027

因為先前的研究表明,高脂飲食會引起腸道微生物組的變化,從而促進小鼠的代謝類疾病。而脂肪含量更高的生酮飲食卻被提議作為一種預防甚至治療疾病的方法。UCSF微生物學和免疫學副教授Peter Turnbaugh博士對這個結論相悖的問題很感興趣,他們決定進行探索。

具體來說,研究人員招募了17名成年非糖尿病超重男性受試者,進行了為期兩個月的住院研究。受試者生活在受控的醫院環境中,經歷了四周的生酮飲食(15%的蛋白質,5%的碳水化合物,80%的脂肪)和四周的標準飲食(15%的蛋白質,50%的碳水化合物,35%的脂肪)。

研究人員對參與者糞便樣本中發現的微生物DNA的分析表明,兩種不同的飲食方式對於腸道微生物種群的影響很大,有19個不同細菌屬檢測到顯著變化。值得注意的是,當受試者改用生酮飲食時,雙歧杆菌水平會大幅下降。

Cell:生酮飲食不僅能改變人體腸道菌群,還能抑制炎症

生酮飲食抗炎機製圖

為了更好地了解生酮飲食中微生物的變化如何影響健康,研究人員轉向了小鼠。結果表明,這些改變的微生物種群特異性地減少了小鼠腸道Th17免疫細胞的數量。Th17免疫細胞是一種T型細胞,對於抵抗傳染病至關重要,但也已知會促進自身免疫疾病的炎症。

在小鼠中進行的後續實驗裡 ,研究人員逐漸在低脂、高脂和低碳水化合物生酮飲食之間轉換動物的飲食,證實了高脂和生酮飲食對腸道微生物組的作用相反。這些發現表明,隨著動物飲食中脂肪水平增加到在無碳水化合物的情況下促進酮體產生的水平,微生物組的反應也有所不同。

研究人員觀察到,隨著動物飲食從標準飲食向更嚴格的碳水化合物限制轉變,它們的微生物也開始轉變,這與酮體的逐漸增加有關。

那麼,是否可以通過直接向小鼠餵食酮體來驅動腸道微生物生態系統中已觀察到的轉變?研究人員發現,即使是在吃了正常量碳水化合物的小鼠中,添加酮體的存在也足以引起生酮飲食中許多特定的微生物變化。

Turnbaugh表示:“這是一個非常有趣的發現,因為它表明生酮飲食對微生物組的影響不僅與飲食本身有關,而且還與飲食如何改變人體的代謝有關,從而對微生物組和下遊免疫產生影響。對於許多人來說,維持嚴格的低碳水化合物飲食或生酮飲食是極具挑戰性的,但是如果未來的研究發現,酮體自身引起的微生物轉變足夠對健康有好處,那麼這可能會使治療方法更加容易接受。”

參考資料:

[1] Ketogenic diets alter gut microbiome in humans, mice

[2] Ketogenic Diet Alters Gut Microbiome Leading to Reduced Levels of Proinflammatory T Cells

[3] Study shows how a ketogenic diet positively alters the gut microbiome

Cell:生酮飲食不僅能改變人體腸道菌群,還能抑制炎症


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