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多吃油脂少吃淀粉,对肠道健康有啥影响?《细胞》揭秘生酮饮食如何改造肠道菌群

 wupin 2020-06-14

▎药明康德内容团队编辑

顶尖学术期刊《细胞》上,最近发表了一项有关生酮饮食(ketogenic dites)的新研究,在阐明其作用机理方面取得了重要进展。

近几年,生酮饮食十分受公众的关注。一方面是因为,这种饮食结构被赋予诸多神奇的效果:有人说可以减肥、调节血糖;有些研究表明能;此外,还有人相信它对自闭症、代谢疾病、甚至癌症的治疗都有潜在益处——尽管并没有确凿的证据。

另一方面,生酮饮食的构成又十分“反常识”,碳水化合物——例如米、面等主食吃得极少,热量80%以上由脂肪提供。而我们知道,通常来说“高脂肪”饮食意味着不健康,不少实验证据表明会促进代谢障碍、提高结肠癌等疾病的风险。这与生酮饮食宣传的益处显得很“矛盾”。


低碳水、高脂肪的生酮饮食

很多科学家也十分关注生酮饮食,想弄清楚这种低碳水、高脂肪的吃法,究竟会对我们的健康产生怎样的影响。加州大学旧金山分校(UCSF)的微生物学和免疫学家Peter Turnbaugh教授就是其中之一。

“我们先前的研究表明,在小鼠中,高脂肪饮食会引起肠道微生物群的变化,从而引发代谢和其他疾病。然而,生酮饮食的脂肪组成更高,却被认为可以预防甚至治疗疾病。”于是, Turnbaugh教授决定看看肠道菌群的变化。

为此,他和同事们招募了17名志愿者展开了一项研究。 这些志愿者体重超标,但没有糖尿病。 他们住进医院,每天吃着研究人员准备好的食物。 起先是标准饮食,由50%碳水化合物、15%蛋白质和35%脂肪组成; 四周以后,改为生酮饮食,由5%碳水、15%蛋白质和80%脂肪组成。

研究人员收集志愿者的粪便样本,观察饮食变化如何改变志愿者的肠道菌群。分析其中的微生物DNA后发现,转换为生酮饮食后,肠道微生物的组成确实发生了显著的变化。其中,尤其以双歧杆菌(Bifidobacteria)的减少最为明显。

从标准饮食(BD)转变为生酮饮食(KD)后,几类常见肠道细菌的比例出现显著变化(图片来源:参考资料[1])

随后,研究人员又在小鼠身上验证,生酮饮食也会让这几类肠道细菌发生类似的改变。进一步把动物的饮食结构细分为标准、低脂、高脂和生酮饮食后分析则发现,生酮饮食和高脂饮食对这些菌群产生的影响竟然是相反的

而这其中的关键,在于碳水化合物极度减少之后,身体被迫以摄入的大量脂肪分子为能量来源,代谢生成了酮体(生酮饮食得名于此)。研究人员指出:“随着饮食中的碳水化合物减少,身体中的酮体水平越来越高。”

当研究人员直接给小鼠喂食酮体,发现即使吃的碳水化合物为正常量,也足以让小鼠的肠菌菌群产生特定的变化,与生酮饮食时类似。这些实验清楚地表明,代谢生酮饮食时产生的酮体推动了肠道菌群的变化

在高脂肪饮食的同时添加合成的酮体,对几类肠道细菌的改变趋近于生酮饮食(图片来源:参考资料[1])

“这个发现非常有意思,是因为它表明生酮饮食对菌群的影响不仅和饮食构成本身有关,而是饮食如何改变机体的代谢,进而对菌群产生下游影响。”Turnbaugh教授说道,“对很多人来说,保持严格的低碳水或生酮饮食是很难的,但如果未来的研究发现,酮体本身引起的菌群变化有益于健康,那可能我们也许可以有一种更好吃的疗法。”

研究人员还进一步探明了这种菌群变化对宿主的影响。他们分离出了坚持生酮饮食后的志愿者的肠菌组分,移植到无菌小鼠的肠道内。结果发现,这些改变的菌群会让一类名为Th17的免疫细胞数量减少

而这类T细胞的作用很有意思,一方面在抵抗感染性疾病中发挥重要作用,另一方面也被认为在自身免疫性疾病中起着促炎的作用。从这一结果来看,研究者认为,初步说明酮体对于治疗Th17细胞增多相关的疾病,例如某些肠道自身免疫性疾病,或许有潜在益处

本研究示意图(图片来源:参考资料[1])

此外,这一结果或许也能解释,为什么不同人采用生酮饮食得到了不同的效果。因此,研究者也在论文最后总结说,“持续不断地阐明现象背后的机制,有助于提供更加个体化的饮食干预方法,来预防和治疗疾病。”

参考资料

[1] Qi Yan Ang et al., (2020) Ketogenic Diets Alter the Gut Microbiome Resulting in Decreased Intestinal Th17 Cells. Cell. DOI: https:///10.1016/j.cell.2020.04.027

[2] Ketogenic diets alter gut microbiome in humans, mice. Retrieved May 26, 2020, from https:///news/2020-05-ketogenic-diets-gut-microbiome-humans.html

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