生酮饮食改变人体的肠道微生物组

碳水化合物，高脂肪的生酮饮食由于能减轻炎症，促进体重减轻和心脏健康方面的益处，近年来引起了公众的关注。近日由加州大学旧金山分校完成的一项研究表明，这些分子对人类肠道中的微生物产生了巨大影响。

小鼠的其他研究表明，所谓的“酮体”（一种以生酮饮食命名的分子副产物）可能最终以抑制炎症的方式直接影响肠道微生物组，这提示了酮体可以作为治疗糖尿病的潜在手段。

在生酮饮食中，碳水化合物的消耗量显著减少，迫使人体改变代谢方式，以使用脂肪分子而不是碳水化合物作为其主要能源，产生的副产物是酮体。

“我对这个问题很感兴趣，因为我们先前的研究表明，高脂饮食会引起肠道微生物组的变化，促进小鼠的代谢和其他疾病，但脂肪含量更高的生酮饮食则已被提议作为一种方法，预防或治疗疾病，”文章作者，加州大学旧金山分校Peter Turnbaugh博士说，“为此我们决定探索这个令人费解的矛盾问题。”

在新研究中，研究人员招募了17名超重或肥胖的非糖尿病成年男性，在代谢病房住院两个月，他们的饮食和运动水平均在仔细监控中。

在研究的前四周，研究人员为参与者提供了由50％碳水化合物，15％蛋白质和35％脂肪组成的“标准”饮食或由5％碳水化合物，15％蛋白质和80％脂肪组成的生酮饮食。四个星期后，两组参与者开始改变饮食，以便研究人员研究两种饮食之间的转换如何改变参与者的微生物组。

对参与者粪便样本中发现的微生物DNA的分析表明，在标准饮食和生酮饮食之间的转换显著改变了参与者肠道中常见肠道微生物门放线菌，拟杆菌和厚壁菌的比例，19个不同细菌属的显著变化。研究人员专注于特定的细菌属：常见的益生菌双歧杆菌在生酮饮食的减少量最多。

为了更好地了解生酮饮食中的微生物变化如何影响健康，研究人员将小鼠肠道暴露于遵循生酮饮食的人类微生物组的不同组成部分，结果发现这些改变的微生物种群特别减少了Th17免疫细胞的数量。 T细胞类型对抵抗传染病至关重要，但也可促进自身免疫疾病的炎症。

在小鼠中进行的后续饮食实验中，研究人员逐步在低脂，高脂和低碳水化合物生酮饮食之间转换动物的饮食，证实了高脂和生酮饮食对肠道微生物组的作用相反。这些发现表明，随着动物饮食中脂肪水平增加到在无碳水化合物的情况下促进酮体产生的水平，微生物组的反应也有所不同。

研究人员观察到，随着动物饮食从标准饮食向更严格的碳水化合物限制转变，它们的微生物也开始转变，这与酮体的逐渐增加有关。

“这让我有些惊讶，”Turnbaugh说，“作为刚接触酮体研究的研究人员，我曾假设一旦摄入足够低的碳水化合物，生产酮体是一种全有或全无的作用。但这表明会很快出现一些酮体的影响效果。”

研究人员测试了单独的酮体是否可以通过直接向小鼠喂食，来驱动肠道微生物生态系统中已观察到的转变。他们发现，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饮食中许多特定的微生物变化。

Turnbaugh说：“这真是一个令人着迷的发现，因为它表明生酮饮食对微生物组的影响不仅与饮食本身有关，而且还与饮食如何改变人体的代谢有关，从而对微生物组产生下游影响。” “对于许多人来说，维持严格的低碳水化合物饮食或生酮饮食是极具挑战性的，但是如果未来的研究发现，酮体自身引起的微生物转移对健康有好处，那么这可能会使治疗方法更加‘可口’。”