Кетогенные диеты с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров, которые в последние годы привлекли общественный интерес к своим предполагаемым преимуществам в снижении воспаления и содействии похуданию и здоровью сердца, оказывают драматическое влияние на микробы, обитающие в кишечнике человека, которые вместе именуются микробиом, согласно новому исследованию Калифорнийского университета в Сан-Франциско с участием небольшой группы добровольцев. Дополнительные исследования на мышах показали, что так называемые "кетоновые тела," молекулярный побочный продукт, который дает название кетогенной диете, напрямую влияет на микробиом кишечника способами, которые могут в конечном итоге подавить воспаление, что свидетельствует о потенциальных преимуществах кетоновых тел в качестве терапии аутоиммунных заболеваний, влияющих на кишечник.
В кетогенных диетах потребление углеводов резко снижается, чтобы заставить организм изменить свой метаболизм на использование молекул жира, а не углеводов в качестве основного источника энергии – производство кетоновых тел в качестве побочного продукта – сдвиг, который, по утверждениям сторонников, имеет множество преимуществ для здоровья.
"Меня заинтересовал этот вопрос, потому что наши предыдущие исследования показали, что диеты с высоким содержанием жиров вызывают сдвиги в микробиоме кишечника, которые способствуют метаболическим и другим заболеваниям у мышей, однако кетогенные диеты с еще более высоким содержанием жира были предложены как способ избавиться от них. предотвратить или даже лечить болезнь," сказал Питер Тернбо, доктор философии.D., адъюнкт-профессор микробиологии и иммунологии UCSF, член Центра микробиомной медицины UCSF Benioff и исследователь биохаба Чана Цукерберга. "Мы решили исследовать эту загадочную дихотомию."
В своем новом исследовании, опубликованном 20 мая 2020 года в Cell, Тернбо и его коллеги объединились с некоммерческой организацией Nutrition Science Initiative, чтобы набрать 17 взрослых мужчин с избыточным весом или ожирением, не страдающих диабетом, для проведения двух месяцев в качестве стационарных пациентов в метаболическом отделении, где их диета и уровень физической активности были невысокими. тщательно отслеживаются и контролируются.
В течение первых четырех недель исследования участникам давали либо "стандарт" диета, состоящая из 50 процентов углеводов, 15 процентов белка и 35 процентов жира, или кетогенная диета, состоящая из 5 процентов углеводов, 15 процентов белка и 80 процентов жира. Через четыре недели две группы поменяли диеты, чтобы исследователи могли изучить, как переключение между двумя диетами изменило микробиомы участников.
Анализ микробной ДНК, обнаруженной в образцах стула участников, показал, что переход между стандартной и кетогенной диетами резко изменил пропорции общих кишечных микробных типов Actinobacteria, Bacteroidetes и Firmicutes в кишечнике участников, включая значительные изменения в 19 различных родах бактерий. Исследователи сосредоточились на конкретном роде бактерий – распространенных пробиотических бифидобактериях – которые показали наибольшее снижение на кетогенной диете.
Чтобы лучше понять, как микробные изменения в кетогенной диете могут повлиять на здоровье, исследователи подвергли кишечник мышей воздействию различных компонентов микробиомов людей, придерживающихся кетогенных диет, и показали, что эти измененные микробные популяции конкретно уменьшают количество иммунных клеток Th17 – типа Т-лимфоцитов критически важны для борьбы с инфекционными заболеваниями, но также известно, что они способствуют воспалению при аутоиммунных заболеваниях.
Последующие эксперименты с диетой на мышах, в которых исследователи постепенно меняли диету животных с кетогенной диеты с низким содержанием жира, высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов, подтвердили, что диета с высоким содержанием жиров и кетогенная диета оказывают противоположное влияние на микробиом кишечника. Эти данные свидетельствуют о том, что микробиом по-разному реагирует, когда уровень жира в рационе животных увеличивается до уровней, которые способствуют производству кетоновых тел в отсутствие углеводов.
Исследователи заметили, что по мере того, как диета животных была сдвинута от стандартной диеты к более строгому ограничению углеводов, их микробы также начали перемещаться, что коррелировало с постепенным увеличением кетоновых тел.
"Это было немного удивительно для меня," Тернбо сказал. "Как человек, который плохо знаком с кето-областью, я предположил, что производство кетоновых тел – это эффект «все или ничего», как только вы достигнете достаточно низкого уровня потребления углеводов. Но это говорит о том, что вы можете довольно быстро получить некоторые эффекты кетоза."
Исследователи проверили, могут ли кетоновые тела сами по себе управлять изменениями, которые они наблюдали в микробной экосистеме кишечника, напрямую скармливая кетоновые тела мышам. Они обнаружили, что даже у мышей, которые ели нормальное количество углеводов, простого присутствия кетонов было достаточно, чтобы вызвать многие специфические микробные изменения, наблюдаемые при кетогенной диете.
"Это действительно увлекательное открытие, потому что оно предполагает, что влияние кетогенных диет на микробиом касается не только самой диеты, но и того, как диета изменяет метаболизм организма, что затем оказывает последующее влияние на микробиом," Тернбо сказал. "Для многих людей соблюдение строгой низкоуглеводной или кетогенной диеты является чрезвычайно сложной задачей, но если будущие исследования обнаружат, что микробные изменения, вызванные самими кетоновыми телами, приносят пользу для здоровья, это может сделать гораздо более приятный терапевтический подход."