Forskere belyser den mikrobielle forbindelse mellem meget lavt kalorieindhold og vægttab

Forskere ved UCSF har fundet ud af, at diæter med ekstrem kalorirestriktion ændrer mikrobiomet på måder, der kan hjælpe med vægttab, men også kan resultere i en øget befolkning på Clostridiodes difficile , en patogen bakterie, der kan føre til alvorlig diarré og colitis.

Sådanne diæter, som tillader folk kun 800 kalorier om dagen i flydende form, er en effektiv tilgang til vægttab hos mennesker med fedme. De uventede resultater af denne undersøgelse rejser spørgsmålet om, hvor meget mikrobiomet påvirker vægttab, og hvilke bakterier der er signifikante i den proces. Undersøgelsen vises i 23. juni, 2021, udgave af Natur .

Vores resultater understreger, at kaloriens rolle i vægtkontrollen er meget mere kompleks end blot, hvor meget energi en person tager ind. Vi fandt ud af, at denne diæt med meget lavt kalorieindhold i høj grad ændrede tarmmikrobiomet, herunder et samlet fald i tarmbakterier. "

Peter Turnbaugh, Ph.d., lektor i mikrobiologi og immunologi og seniorforfatter på undersøgelsen

Turnbaugh og hans forskerhold udnyttede et klinisk forsøg med at se på en meget lavt kalorieindhold flydende kost. Den retssag, hvilket resulterede i et vellykket vægttab for mange af deltagerne, blev ledet af Joachim Spranger, MD, professor i endokrinologi og metaboliske sygdomme ved Charité Universitätsmedizin i Berlin, og med senior forfatter på Natur undersøgelse.

For at undersøge den mikrobielle forbindelse mellem denne diæt med meget lavt kalorieindhold og tabe kilo, Sprangers team indsamlede og sekventerede fækale prøver fra 80 deltagere - som alle var postmenopausale kvinder - før og efter forsøget, som varede 16 uger. Holdet arbejdede derefter med medlemmer af Turnbaugh -laboratoriet for at analysere dataene og transplantere prøverne til mus, der var blevet rejst i sterile miljøer.

Forskerne tillod disse mus at fortsætte med at spise den samme mængde mad og fandt, til deres overraskelse, at gnavere, der havde modtaget en transplantation af mikrobiomet efter diæt, tabte sig.

"Vi drev vægttab bare ved at kolonisere disse mus med et andet mikrobielt samfund, "Sagde Turnbaugh.

Det næste trin var at identificere bakterier, der kunne være ansvarlige for vægttabet. At gøre det, Jordan Bisanz, Ph.d., en tidligere postdoktor i Turnbaugh -laboratoriet og en første forfatter på undersøgelsen, sekventerede tarmmikrobiomerne hos testmusene og sammenlignede dem med kontrolmus.

Bisanz opdagede en bakteriefaktor bag ændringer i vægt, teamet havde observeret:højere niveauer af C. difficile .

I tarmen, C. difficile er forbundet med processen med fedtstofskifte. I første omgang, fedtstoffer fordøjes ved hjælp af galdesalte. Disse galdesalte nedbrydes derefter af andre bakterier end C. difficile , producerer det, der kaldes sekundære galdesalte. Disse bakterielle metabolitter holder væksten af C. difficile under kontrol. Med andre ord, mennesker, der spiser mindre, især mindre fedt, kan producere mindre galde, hvilket igen fører til færre sekundære galdesyrer og mindre kontrol af bestanden af C. difficile .

"Normalt ville vi forudsige øget inflammation eller endda colitis efter en stigning i C. difficile , sagde Turnbaugh, som også er efterforsker ved Chan Zuckerberg Biohub, Mærkeligt nok, da han og hans team undersøgte musene, de fandt kun let betændelse. Denne mangel på betændelse tyder på, at C. diff kan have vigtige virkninger på stofskiftet, der kan skelnes fra bakteriens evne til at drive alvorlig tarmsygdom.

På samme tid, Turnbaugh noterer, det er slet ikke sikkert, hvad der ville ske, hvis nogen blev på kosten i længere tid, og om det kunne resultere i et fuldt udblæsning C. difficile infektion, hvilket kan være livstruende, hvis det kommer ud af kontrol.

”Lad os være klare; vi promoverer bestemt ikke C. difficile som en ny vægttabstrategi, "sagde Turnbaugh." Vi har en masse biologi tilbage at pakke ud her. "Dataene rejser mange interessante og uudforskede spørgsmål om, hvilken rolle C. difficile spiller ud over de alvorlige inflammatoriske tilstande, der er forbundet med det, han sagde.

Det er vigtigt at forstå, om diætinducerede ændringer i C. difficile niveau er skadeligt for mennesker, og hvordan balancen mellem forskellige mikrobielle arter i tarmen påvirkes af forskellige kostvalg, Sagde Turnbaugh. Ultimativt, denne viden kan give klinikere mulighed for at tilføje eller fjerne specifikke mikrober i patientens tarm for at hjælpe med at opretholde en sund kropsvægt.

"Flere forskningslinjer viser, at tarmmikrobiomet enten kan hindre eller øge vægttab, "sagde Turnbaugh." Vi vil bedre forstå, hvordan almindelige vægttabskure kan påvirke mikrobiomet, og hvad konsekvenserne nedstrøms er for sundhed og sygdom. "

• Ny kostfiberformulering forbedrer styrken af ​​kræftimmunoterapier
• SARS-CoV N-protein fremkalder produktion af IFN-β ved at fremkalde ubiquitination af RIG-I,