Cell重磅！生酮飲食改變腸道微生物群和腸道免疫系統！

來源：作者：人氣：-發表時間：2020-05-28 13:48:00【大中小】

低碳水化合物、高脂肪生酮飲食近年來吸引了公眾的關注，因為這種飲食被認為可以降低炎癥、促進體重減輕和心臟健康，而最近加州大學舊金山分校（UCSF）對一小群志愿者的研究發現生酮飲食對人腸道微生物群具有顯著的影響。在小鼠身上進行的其他實驗表明，所謂的"酮體"--一種"生酮飲食"這個名字來源的分子副產品--直接影響腸道微生物群，最終可能抑制炎癥，這表明酮體作為影響腸道自身免疫紊亂的療法可能有好處。

在生酮飲食中，碳水化合物的消耗顯著減少，以迫使身體改變新陳代謝，以脂肪分子而不是碳水化合物作為主要能量來源--產生酮體作為副產品--這一轉變的支持者聲稱有許多健康益處。

"我對這個問題感興趣，因為我們之前的研究表明，在老鼠身上，高脂飲食可以誘導腸道微生物的變化，促進新陳代謝和其他疾病，而生酮飲食中的脂肪含量更高，它已經被提議作為一種預防甚至治療疾病的飲食。"UCSF貝尼奧夫微生物醫學中心成員、陳扎克伯格Biohub研究員、免疫生物學和微生物學副教授Peter Turnbaugh博士說道。"我們決定探索這個令人困惑的區別。"

在他們于2020年5月20日發表在Cell雜志上的新研究中，Turnbaugh及其同事與非營利組織營養科學計劃(Nutrition Science Initiative)合作，招募了17名成年超重或肥胖的非糖尿病男性患者，讓他們在代謝病房里住院兩個月，在那里，他們的飲食和運動水平被仔細監控和控制。

該研究的亮點包括：生酮飲食改變腸道微生物群的方式不同于高脂肪飲食；生酮飲食導致的腸道微生物的部分變化是通過宿主體內酮體的產生來驅動的；β-羥基丁酸選擇性地抑制雙歧桿菌生長；與維生素D相關的腸道微生物群降低了腸道Th17細胞的水平。

在研究的前四周，參與者要么被給予一種"標準"飲食，由50%的碳水化合物、15%的蛋白質和35%的脂肪組成，要么被給予一種生酮飲食，由5%的碳水化合物、15%的蛋白質和80%的脂肪組成。四周后，兩組人改變了飲食，讓研究人員研究兩種飲食之間的變化如何改變參與者的微生物群。

對參與者糞便樣本中發現的微生物DNA的分析表明，在標準和生酮飲食之間的轉換極大地改變了參與者腸道中常見腸道微生物門放線菌門、擬桿菌門和厚壁菌門的比例，包括19個不同的細菌屬的顯著變化。研究人員重點研究了一種特殊的細菌--常見的益生菌雙歧桿菌，這種細菌在生酮飲食中減少最多。

為了更好地了解生酮飲食導致的微生物的變化如何影響健康，研究人員讓人類的小鼠腸道接觸堅持生酮飲食的人的不同的腸道細菌，發現這些改變的微生物種群特異性地減少了Th17免疫細胞的數量，這是一種對于對抗感染疾病至關重要的T細胞，同時也會促進自身免疫疾病的炎癥。

在老鼠的后續飲食實驗中，研究人員逐漸將動物的飲食分為低脂、高脂和低碳水化合物生酮飲食，證實高脂飲食和生酮飲食對腸道微生物群有相反的影響。這些發現表明，當動物飲食中的脂肪水平增加到在不含碳水化合物的情況下促進酮體生成的水平時，微生物組的反應會有所不同。

研究人員觀察到，隨著動物的飲食從標準飲食轉向更嚴格的碳水化合物限制，它們體內的微生物也開始發生變化，與酮體的逐漸增多有關。

"這對我來說有點意外，"Turnbaugh說。"作為剛接觸酮類化合物領域的人，我曾以為，一旦碳水化合物攝入量達到足夠低的水平，產生酮類化合物是一種孤注一擲的效果。但這項研究表明你可能很快就會受到酮癥的影響。"

研究人員通過將酮體直接喂給小鼠來測試酮體是否能單獨驅動他們在腸道微生物生態系統中觀察到的變化。他們發現，即使是吃正常數量碳水化合物的老鼠，僅僅是添加酮體就足以產生許多生酮飲食中常見的微生物變化。

""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僅是飲食本身，而是飲食如何改變身體的新陳代謝，進而對微生物組產生下游影響，"Turnbaugh說。"對許多人來說，保持嚴格的低碳水化合物或生酮飲食是極具挑戰性的，但如果未來的研究發現，酮體自身引起的微生物變化對健康有益，這可能會使一種更美味的治療方法。"