Резултатите от малкомащабно проучване върху човешки доброволци показаха как специфично нисковъглехидратните, с високо съдържание на мазнини кетогенни диети (КД), които са широко разпространени заради предполагаемите им ползи за насърчаване на здравето и загубата на тегло, имат драматично въздействие върху червата микробиом, който се различава от този на диетите с високо съдържание на мазнини (HFD). Допълнителни проучвания върху мишки от същия изследователски екип на Калифорнийския университет в Сан Франциско (UCSF) демонстрират, че кетонните тела, които са молекулен страничен продукт, който дава името на кетогенната диета, директно променят нивата на някои видове чревни бактерии, което води до до намалени нива на чревни противовъзпалителни имунни клетки. Те предполагат, че резултатите предоставят първоначални доказателства за потенциалните ползи от кетонните тела като терапия за автоимунни заболявания, засягащи червата.

кетогенната

„Това е наистина завладяваща констатация, тъй като предполага, че ефектите на кетогенните диети върху микробиома не са свързани само със самата диета, а с това как диетата променя метаболизма на организма, който след това има последствия върху микробиома,“ каза Питър Търнбоу, Доктор, доцент по микробиология и имунология на UCSF, член на UCSF Benioff Center for Microbiome Medicine и изследовател на Chan Zuckerberg Biohub. „За много хора поддържането на строга нисковъглехидратна или кетогенна диета е изключително предизвикателство, но ако бъдещи проучвания установят, че има здравни ползи от микробните измествания, причинени от самите кетонни тела, това би могло да направи много по-вкусен терапевтичен подход.“

Кетогенната диета включва драстично намаляване на консумацията на въглехидрати, за да принуди тялото да промени метаболизма си, като използва молекули мазнини, а не въглехидрати като основен енергиен източник, и произвежда кетонни тела като страничен продукт. Някои смятат, че тази промяна в метаболизма има многобройни ползи за здравето, но, както отбелязват авторите, докато такива диети се използват при множество заболявания, „техните метаболитни и имунни последици остават неясни“.

Една от възможностите е, че KD могат да повлияят върху чревната микробиота. „Интересувах се от този въпрос, защото предишното ни проучване показа, че диетите с високо съдържание на мазнини предизвикват промени в чревния микробиом, които насърчават метаболитните и други заболявания при мишките, но кетогенните диети, които са дори с по-високо съдържание на мазнини, са предложени като начин за предотвратяване или дори лечение на болести ”, каза Тернбоу. „Решихме да проучим тази озадачаваща дихотомия.“

За наскоро докладваното си проучване, ръководеният от UCSF екип си партнира с неправителствената научна инициатива за хранене, за да наеме 17 възрастни мъже с наднормено тегло или затлъстяване, които не са с диабет, за да прекарат два месеца като стационари в отделение за метаболизъм, където диетата и нивата на упражненията им са били внимателно наблюдавани и контролирани. През първите четири седмици от проучването участниците получиха или стандартна диета, състояща се от 50% въглехидрати, 15% протеини и 35% мазнини, или кетогенна диета, включваща 5% въглехидрати, 15% протеини и 80% мазнини. След четири седмици двете групи смениха диетите, за да позволят на изследователите да проучат как преминаването между двете диети променя микробиомите на участниците.

Анализът на микробната ДНК в пробите на изпражненията на участниците показа, че преминаването между стандартна и кетогенна диета драстично променя пропорциите на обикновените чревни микробни фили Actinobacteria, Bacteroidetes и Firmicutes, включително значителни промени в 19 различни бактериални рода. Изследователите се съсредоточиха върху определен бактериален род - често срещаните пробиотични бифидобактерии - който показа най-голям спад при индивидите на кетогенна диета.

За да разберат по-добре как микробните промени в кетогенната диета могат да повлияят на здравето, изследователите се обърнаха към мишките и изложиха червата на мишката на различни компоненти на микробиомите на хората, спазващи кетогенната диета. Резултатите от тях показват, че тези променени микробни популации специфично намаляват броя на Th17 имунните клетки, тип Т-клетки, които са критични за борба с инфекциозните заболявания, но за които е известно, че насърчават възпалението при автоимунни заболявания.

Последващи експерименти с мишки, при които изследователите постепенно превключват диетите на животните между нискомаслени, богати на мазнини и нисковъглехидратни кетогенни диети, потвърждават, че диетите с високо съдържание на мазнини и кетогени имат противоположни ефекти върху микробиома на червата. Тези открития предполагат, че микробиомът реагира по различен начин, тъй като нивото на мазнини в диетата на животните се увеличава до нива, които насърчават производството на кетон в отсъствието на въглехидрати.

Изследователите отбелязват, че тъй като диетата на животните е изместена от стандартна диета към по-строго ограничаване на въглехидратите, има промяна в микробните популации, което корелира с постепенното покачване на кетонните тела. "Нивата на циркулиращия кетон в тялото се увеличават, тъй като диетичният СНО намалява", пишат те.

"Това беше малко изненадващо за мен", каза Тернбоу. „Като човек, който е нов в кето полето, предполагах, че производството на кетонни тела е ефект„ всичко или нищо “, след като стигнете до достатъчно ниско ниво на прием на въглехидрати. Но това предполага, че може да получите някои от ефектите на кетозата доста бързо. “

Изследователите тествали дали директното хранене на кетонни тела с мишки може да стимулира микробните промени, които са наблюдавали в микробната екосистема на червата, без да променят диетата на животните. Те откриха, че дори при мишки, които ядат нормални количества въглехидрати, присъствието на добавени кетони е достатъчно, за да предизвика много от специфичните микробни промени, наблюдавани при консумацията на кетогенна диета.

Комбинираните резултати предполагат, че индуцираните от диетата промени в метаболитите на гостоприемника променят чревната микробиота, която има последствия върху имунните клетки, предполага екипът. Въздействието на кетогенната диета върху чревната микробиота е отличително от това на HFD, отчасти поради съпътстващото производство на кетонни тела от гостоприемника. „Инхибирането на растежа на бифидобактериите от кетонни тела води до KD-асоциирани намаления в нивата на чревните Th17 клетки и евентуално и на мастните тъкани“, заключават те. „Предвид връзките между затлъстяването и хроничното нискостепенно възпаление, намалените нива на възпалителни Th17 клетки както в червата, така и в мастната тъкан на KD може да бъде потенциален механизъм, допринасящ за по-голямата ефективност на KD за подобряване на някои аспекти на метаболитния синдром като като гликемичен контрол и намаляване на телесните мазнини. "

Учените казват, че техните резултати дават основание за по-нататъшно изследване на потенциалната роля, която Th17 имунните отговори могат да играят за ефективността на KD като лечение на заболявания като рефрактерна епилепсия и потенциално други заболявания, включително автоимунни заболявания, които са свързани с повишено Th17 клетки. Както те посочиха, „Освен докладваните метаболитни ефекти в клинични проучвания, KD се използват като диетично лечение за неразрешима епилепсия от 20-те години на миналия век и последните проучвания са установили значително положителни резултати с използването на KD за лечение на рефрактерна епилепсия при деца и възрастни където антиепилептичните лекарства са се провалили. "

Докато те признаха, че ще е необходима повече работа, за да се разберат по-добре дългосрочните последици от KD върху здравето и болестите, докладваното проучване „подчертава ролята на чревната микробиота при медиирането на промените в чревните Th17 клетъчни реакции на консумацията на KD“, заключават те. . „Като цяло тази работа разширява важни предишни открития от нашата лаборатория и други, като предоставя доказателства, че въздействието на диетата върху чревната микробиота е не само преносимо от животински модели на хора, но изглежда също така играе причинно-следствена роля при медиирането на имунния отговор на гостоприемника към диета. Продължаващият напредък в изясняването на механистичната основа за тези наблюдения би могъл да помогне за информирането на по-персонализирани подходи за използване на диетични интервенции за превенция и лечение на човешки заболявания. "

Съавторите д-р Джон Нюман и д-р Ерик Вердин от Института за изследване на стареенето Бък са съоснователи с дялово участие на BHB Therapeutics, която разработва продукти, свързани с кетонни тела.