Cell新研究发现:生酮饮食改变肠道菌群,减少肠道炎症细胞

2020-06-01 10:49:43 85

肠道菌群是近年来研究的热门话题,但关于它的功能以及对饮食变化的影响,我们还有很多未知的地方。

一些研究声称高脂饮食在有些方面会改变肠道菌群,但这些研究也存在某种缺陷,使得他们的结论不现实。最明显的是,它们都没有看清真正的低碳水、高脂肪饮食。

Cell 新研究发现

最近,来自加州大学旧金山分校微生物和免疫学系的Peter J. Turnbaugh教授的研究团队在《Cell》 上发表最新研究强调了这一问题,并指出酮体对我们的肠道菌群具有独立的作用——可能减轻炎症。

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为了探究生酮饮食对肠道菌群的影响,研究者在17位肥胖但非糖尿病患者中开展了交叉实验。所有参与者先进行四周的基础饮食,然后再切换成四周的生酮饮食。

受试者要么吃50%碳水化合物,15%蛋白质和34%脂肪的饮食,要么吃5%碳水化合物,15%蛋白质和80%脂肪的生酮饮食。之后研究者在两种不同饮食的最后一周采集受试者的粪便样品,利用16S-seq分析肠道菌群的组成。

研究人员发现,不同的饮食习惯会导致肠道微生物发生重大变化。总体细菌载量没有差异,但特定物种发生了显着变化。其中,双歧杆菌在生酮饮食条件下降最为明显。

这引起了极大的兴趣,因为研究人员发现生酮饲喂的双歧杆菌小鼠肠道的Th17细胞的表达量被抑制,这种免疫细胞在炎症和自身免疫反应中起作用。

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研究人员还在正常小鼠模型中也验证了生酮饮食的确会导致肠道内双歧杆菌减少,以及肠道和内脏脂肪组织中Th17比例的降低,但不会改变其他免疫细胞,例如Th1和Treg细胞的比例。

这说明通过减少双歧杆菌,生酮饮食可能减少Th17细胞。虽然这不能证明结果可以有效减轻炎症,但肯定需要进一步的定向研究。

研究人员还在小鼠中研究了不同版本的高脂饮食,发现与生酮饮食和非生酮高脂饮食的结果截然不同。他们不仅对肠道菌群有不同的结果,而且结果完全相反。

这进一步强调了任何声称高脂饮食对肠道细菌有一定影响的研究的局限性,如果这些研究不能控制碳水化合物,并且不考虑是否存在酮体的话。

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研究人员甚至表明酮酯能够诱导类似的变化,这表明至少部分作用来自酮体本身,而部分作用可能来自碳水化合物的限制。

虽然我们吃的食物如何影响我们的微生物组的科学知识才刚刚起步,但像这样的研究表明干预饮食细节的重要性。本研究还显示除细菌变化之外的生理效应,可以提供更多潜在的有意义的信息。

这项研究揭示了生酮饮食产生的酮体是如何通过肠道菌群的改变介导了宿主的免疫反应,进而为代谢-肠道菌群-免疫之间的相互交流梳理出一个清晰完整的脉络。这一发现或许可以帮助我们未来更加个性化地利用饮食去干预相关代谢疾病的进程。


生酮饮食与肠道菌群研究

目前,生酮饮食在癫痫领域的运用最为成熟,已成为药物难治性癫痫的重要治疗方法。近年来随着生酮饮食疗法在临床应用经验的积累,也有学者开始研究生酮饮食与肠道菌群之间的关联。

2018年,由美国加州大学洛杉矶分校研究人员发表在权威期刊《Cell》上的一项研究鉴定出在生酮饮食抗癫痫作用中起着重要作用的特定肠道细菌,首次建立起癫痫易感性和肠道菌群之间的关系。

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研究发现生酮饮食提高了两种细菌菌群,分别是Akkermansia muciniphila和Parabacteroides,并认为这两种细菌是提供抗癫痫保护的关键。

由复旦大学儿童医院发表的另一项研究中,研究者观察了20名癫痫儿童使用生酮饮食前后的粪便样本。又一次,研究者发现了肠道菌群的改变——拟杆菌增加,厚壁菌减少。

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研究认为生酮饮食可减少物种丰富度和肠道菌群的多样性,肠道菌群的改变可能与生酮饮食的不同疗效有关,特定肠道菌群可能是难治性癫痫患者疗效的生物标记和治疗靶点。

2019年,一项最新研究报道了12例药物难治性癫痫儿童进行生酮饮食治疗,并在生酮3个月前后收集粪便样本。研究发现在生酮治疗期间,双歧杆菌、E. rectale 和杆菌属的相对丰度明显降低,而大肠杆菌相对丰富度增加。

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然而,关于生酮饮食与肠道菌群的关联仍需大规模多中心研究来证实,这些研究将有助于我们了解:

  • 肠道菌群如何影响癫痫的起病?

  • 是否可以通过肠道菌群标志物监测治疗方法的疗效?

  • 改变肠道菌群组成是否可以作为一种治疗手段?

希望在未来科学家进行更多的研究,揭秘生酮饮食与肠道菌群之间的机制,让生酮饮食更好地运用于临床治疗。


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