Forskere belyser den mikrobielle forbindelsen mellom diett med lavt kaloriinnhold og vekttap

Forskere ved UCSF har funnet ut at dietter med ekstreme kalorirestriksjoner endrer mikrobiomet på måter som kan hjelpe med vekttap, men også kan resultere i en økt befolkning på Clostridiodes difficile , en patogen bakterie som kan føre til alvorlig diaré og kolitt.

Slike dietter, som tillater folk bare 800 kalorier per dag i flytende form, er en effektiv tilnærming til vekttap hos mennesker med fedme. De uventede resultatene av denne studien reiser spørsmålet om hvor mye mikrobiomet påvirker vekttap og hvilke bakterier som er viktige i den prosessen. Studien vises 23. juni, 2021, utgave av Natur .

Resultatene våre understreker at kalorienes rolle i vektkontroll er mye mer kompleks enn bare hvor mye energi en person tar inn. Vi fant ut at denne dietten med lavt kaloriinnhold har forandret tarmmikrobiomet, inkludert en samlet nedgang i tarmbakterier. "

Peter Turnbaugh, PhD, førsteamanuensis i mikrobiologi og immunologi og seniorforfatter på studien

Turnbaugh og hans forskerteam benyttet seg av en klinisk studie med et veldig lavt kaloriinnhold som flytende. Den rettssaken, som resulterte i vellykket vekttap for mange av deltakerne, ble ledet av Joachim Spranger, MD, professor i endokrinologi og metabolske sykdommer ved Charité Universitätsmedizin i Berlin, og med seniorforfatter på Natur studere.

For å undersøke den mikrobielle forbindelsen mellom denne dietten med lavt kaloriinnhold og å gå ned kilo, Sprangers team samlet og sekvenserte avføringsprøver fra 80 deltakere - som alle var postmenopausale kvinner - før og etter rettssaken, som varte i 16 uker. Teamet jobbet deretter med medlemmer av Turnbaugh -laboratoriet for å analysere dataene og for å transplantere prøvene til mus som hadde blitt oppdratt i sterile miljøer.

Forskerne lot disse musene fortsette å spise den samme mengden mat og fant, til deres overraskelse, at gnagere som hadde fått en transplantasjon av mikrobiomet etter diett, gikk ned i vekt.

"Vi drev vekttap bare ved å kolonisere disse musene med et annet mikrobielt samfunn, "Sa Turnbaugh.

Det neste trinnet var å identifisere bakterier som kan være ansvarlige for vekttapet. Å gjøre det, Jordan Bisanz, PhD, en tidligere postdoktor i Turnbaugh -laboratoriet og en første forfatter på studien, sekvenserte tarmmikrobiomene til testmusene og sammenlignet dem med kontrollmusene.

Bisanz oppdaget en bakteriell faktor bak vektendringer teamet hadde observert:høyere nivåer av C. difficile .

I tarmen, C. difficile er assosiert med prosessen med fettmetabolisme. I utgangspunktet, fett fordøyes ved hjelp av gallsalter. Disse gallsaltene brytes deretter ned av andre bakterier enn C. difficile , produserer det som kalles sekundære gallsalter. Disse bakterielle metabolittene holder veksten av C. difficile under kontroll. Med andre ord, mennesker som spiser mindre, spesielt mindre fett, kan produsere mindre galle, som igjen fører til færre sekundære gallsyrer og mindre kontroll av befolkningen på C. difficile .

"Vanligvis ville vi forutsi økt betennelse eller til og med kolitt etter en økning i C. difficile , "sa Turnbaugh, som også er etterforsker ved Chan Zuckerberg Biohub, Merkelig nok, da han og teamet hans undersøkte musene, de fant bare mild betennelse. Den mangelen på betennelse antyder at C. diff kan ha viktige effekter på stoffskiftet som kan skilles fra bakteriens evne til å drive alvorlig tarmsykdom.

Samtidig, Turnbaugh notater, det er slett ikke sikkert hva som ville skje hvis noen ble på dietten over en lengre periode, og om det kan resultere i en fullblåst C. difficile infeksjon, som kan være livstruende hvis den kommer ut av kontroll.

"La oss være klare; vi promoterer definitivt ikke C. difficile som en ny vekttapstrategi, "sa Turnbaugh." Vi har mye biologi igjen å pakke opp her. "Dataene reiser mange interessante og uutforskede spørsmål om hvilken rolle C. difficile spiller utover de alvorlige inflammatoriske tilstandene forbundet med det, han sa.

Det er viktig å forstå om diettinduserte endringer i C. difficile nivået er skadelig for mennesker, og hvordan balansen mellom forskjellige mikrobielle arter i tarmen påvirkes av forskjellige kostholdsvalg, Sa Turnbaugh. Til syvende og sist, denne kunnskapen kan gjøre det mulig for klinikere å legge til eller fjerne spesifikke mikrober i pasientens tarm for å opprettholde en sunn kroppsvekt.

"Flere forskningslinjer viser at tarmmikrobiomet enten kan hindre eller øke vekttap, "sa Turnbaugh." Vi vil bedre forstå hvordan vanlige slankekurer kan påvirke mikrobiomet og hvilke konsekvenser nedstrøms har for helse og sykdom. "

• Ny kostfiberformulering forbedrer styrken av kreftimmunoterapier
• SARS-CoV N-protein fremkaller produksjon av IFN-β ved å provosere ubiquitinering av RIG-I,