作者：轉化醫學平臺

低碳水化合物、高脂肪生酮飲食近年來吸引了公衆的關注，因爲這種飲食被認爲可以降低炎症、促進體重減輕和心臟健康，而最近加州大學舊金山分校（UCSF）對一小羣志願者的研究發現生酮飲食對人腸道微生物羣具有顯着的影響。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羣，最終可能抑制炎症，這表明酮體作爲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着減少，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爲主要能量來源--產生酮體作爲副產品--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，因爲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，它已經被提議作爲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。"

圖片來源：Cell

在他們於2020年5月20日發表在Cell雜誌上的新研究中，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，讓他們在代謝病房裏住院兩個月，在那裏，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羣的方式不同於高脂肪飲食；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相關的腸道微生物羣降低了腸道Th17細胞的水平。

在研究的前四周，參與者要麼被給予一種"標準"飲食，由50%的碳水化合物、15%的蛋白質和35%的脂肪組成，要麼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。四周後，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羣。

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着變化。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。

爲了更好地瞭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羣特異性地減少了Th17免疫細胞的數量，這是一種對於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症。

在老鼠的後續飲食實驗中，研究人員逐漸將動物的飲食分爲低脂、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羣有相反的影響。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，隨着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。"作爲剛接觸酮類化合物領域的人，我曾以爲，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症的影響。"

研究人員通過將酮體直接餵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，即使是喫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，因爲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。"

參考資料：

Ketogenic diets alter gut microbiome in humans， mice

Ketogenic Diets Alter the Gut Microbiome Resulting in Decreased Intestinal Th17 Cells. Cell. 2020. DOI：https：//doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.027

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