【Cell】美國最新研究：生酮飲食影響人體腸道微生物

在生酮飲食中，碳水化合物的消耗量明顯減少，以迫使人體改變其代謝方式，改為使用脂肪分子而不是碳水化合物，因為它的主要能源（產生酮體作為副產品）支持者聲稱這種轉變具有許多健康益處。

  先前的研究表明，高脂飲食會引起腸道微生物組的變化，從而促進小鼠的代謝和其他疾病，然而有人提出將脂肪含量更高的生酮飲食作為一種方法。研究人員決定探索那種令人費解的二分法。

  研究小組已經確定了生酮飲食與小鼠和人類腸道微生物群落組成之間存在明顯聯系，這種相互作用似乎與炎癥引起的代表性下降有關，能夠促進腸道中的Th17免疫細胞。研究結果強調了考慮宿主與微生物細胞之間的化學對話，以更全面地了解飲食與宿主生理之間的機械聯系的重要性。這項研究于昨日發表在Cell雜志上。

  研究人員針對隨時間采集的糞便樣本進行了靶向16S核糖體RNA基因測序。這些樣本來自于17名18至50歲的超重、肥胖或非糖尿病的住院代謝病人。除了隨著時間的推移跟蹤運動之外，參與者還接受了為期四周的標準飲食，隨后的其余四周為生酮飲食。

  在研究的前四周，為參與者提供了由50％碳水化合物、15％蛋白質和35％脂肪組成的“標準”飲食或由5％碳水化合物，15％蛋白質和80％脂肪組成的生酮飲食。四個星期后，兩組開始改變飲食，以便研究人員研究兩種飲食之間的轉換如何改變參與者的微生物組。

標準飲食（左）和生酮飲食（右）

  對參與者糞便樣本中發現的微生物DNA分析表明，在標準飲食和生酮飲食之間的轉換明顯改變了參與者腸道中常見腸道微生物門放線菌、擬桿菌門和厚壁菌門的比例，包括19個不同細菌屬的變化。研究人員專注于特定的細菌屬，常見的益生菌雙歧桿菌上，發現生酮飲食的減少幅度最大。另外宏基因組序列數據和基于質子核磁共振的代謝組學特征表明，酮體（如聚β-羥基丁酸酯）在生酮飲食上產生的脂肪可以降低腸道中雙歧桿菌的水平。

  為了更好地理解生酮飲食中微生物的變化如何影響健康，研究人員將小鼠腸道微生物置于遵從生酮飲食的人的微生物組不同部分，并表明這些改變微生物種群特異性降低Th17細胞的數量。Th17免疫細胞對抵抗傳染病至關重要，但也會促進自身免疫疾病的炎癥。

  在小鼠中進行的后續飲食實驗中，研究人員逐步在低脂、高脂和低碳水化合物生酮飲食之間轉換動物的飲食，證實了高脂和生酮飲食對腸道微生物組的作用相反。這些發現表明，隨著動物飲食中脂肪水平增加到在無碳水化合物的情況下促進酮體產生的水平，微生物組的反應也有所不同。

  連同過去發表的其他研究，人類和小鼠的發現表明，腸道微生物組“似乎在介導宿主對飲食的免疫反應中起著因果作用”。

  研究人員測試了單獨的酮體是否可以通過直接向小鼠喂食酮體來驅動腸道微生物生態系統中已觀察到的轉變，發現即使是在吃了正常量碳水化合物的小鼠中，添加酮的存在也足以引起生酮飲食中許多特定的微生物變化。

  這是一個非常驚奇的發現，因為它表明生酮飲食對微生物組的影響不僅與飲食本身有關，而且還與飲食如何改變人體的代謝有關，從而對微生物組產生下游影響。對于許多人來說，維持嚴格的低碳水化合物飲食或生酮飲食是極具挑戰性的，但是如果未來的研究發現，酮體自身引起的微生物轉移對健康有好處，那么這可能是一種更好的治療方法。

  鑒于肥胖癥與慢性輕度炎癥之間的聯系，生酮飲食腸道和脂肪組織中促炎性Th17細胞水平的降低，可能會導致生酮飲食改善療效的潛在機制代謝綜合征的某些方面，例如血糖控制和體內脂肪減少。