Исследователи из Charité – Universitätsmedizin Berlin и Калифорнийского университета в Сан-Франциско впервые смогли показать, что очень низкокалорийная диета значительно изменяет состав микробиоты, присутствующей в кишечнике человека. В текущей публикации Nature исследователи сообщают, что соблюдение диеты приводит к увеличению количества определенных бактерий, в частности Clostridioides difficile, которые связаны с вызванной антибиотиками диареей и колитом. Эти бактерии, по-видимому, влияют на энергетический баланс организма, оказывая влияние на усвоение питательных веществ из кишечника.
Микробиом кишечника человека состоит из триллионов микроорганизмов и отличается от человека к человеку. Например, известно, что у людей с избыточным весом или ожирением его состав отличается от состава, обнаруженного у людей с нормальной массой тела. Многие из нас в какой-то момент своей жизни попробуют сесть на диету, чтобы похудеть. Но как влияет такое резкое изменение диеты на наш организм?? Этим вопросом занималась международная группа исследователей во главе с Шарите.
"Впервые мы смогли показать, что очень низкокалорийная диета вызывает серьезные изменения в составе микробиома кишечника и что эти изменения влияют на энергетический баланс организма-хозяина," говорит проф. Доктор. Иоахим Шпрангер, руководитель отделения эндокринологии и метаболических заболеваний Шарите и один из ведущих авторов исследования.
Чтобы изучить влияние диеты, команда исследовала 80 пожилых (постменопаузальных) женщин, чей вес варьировался от слегка избыточного до тяжелого ожирения, в течение 16 недель. Женщины либо соблюдали режим замены еды под медицинским наблюдением, потребляя коктейли, содержащие менее 800 калорий в день, либо сохраняли свой вес на протяжении всего исследования. Участники были обследованы в Центре экспериментальных и клинических исследований (ECRC), учреждении, совместно управляемом Charité и Центром молекулярной медицины Макса Дельбрюка (MDC).
Регулярный анализ образцов стула показал, что соблюдение диеты снижает количество микроорганизмов, присутствующих в кишечнике, и меняет состав микробиома кишечника. "Мы смогли наблюдать, как бактерии адаптировали свой метаболизм, чтобы поглощать больше молекул сахара, и тем самым сделать их недоступными для человеческого хозяина. Можно сказать, что мы наблюдали развитие «голодного микробиома»," говорит первый автор исследования, доктор. Райнер Джумперц фон Шварценберг, исследователь и клиницист отделения эндокринологии и метаболических заболеваний, чья работа над исследованием финансировалась программой клинических ученых, осуществляемой Шарите и Берлинским институтом здравоохранения (BIH).
Образцы стула, которые были собраны до и после диеты, затем передавались мышам, которые содержались в стерильных условиях, и в результате у них отсутствовала вся кишечная микробиота. Результаты были ошеломляющими: животные, которые получали стул после диеты, потеряли более 10 процентов своей массы тела. Стул перед диетой не имел никакого эффекта. "Наши результаты показывают, что это явление в первую очередь объясняется изменением усвоения питательных веществ из кишечника животных," говорит проф. Spranger. Он добавляет, "Это подчеркивает тот факт, что кишечные бактерии оказывают большое влияние на усвоение пищи."
Когда исследователи изучили состав стула более подробно, они были особенно поражены признаками повышенной колонизации конкретной бактерией – Clostridioides difficile. Хотя этот микроорганизм обычно встречается в естественной среде и в кишечнике здоровых людей и животных, его количество в кишечнике может увеличиваться в ответ на использование антибиотиков, что может привести к серьезному воспалению стенки кишечника. Он также известен как один из наиболее распространенных патогенов, связанных с больницей. Повышенное количество бактерий было обнаружено как у участников, завершивших режим похудания, так и у мышей, получивших кишечные бактерии после диеты.
"Нам удалось показать, что C. difficile вырабатывает токсины, обычно связанные с этой бактерией, и именно от этого зависит потеря веса животных," объясняет проф. Spranger. Он добавляет, "Несмотря на это, ни у участников, ни у животных не было значимых признаков воспаления кишечника."
Подводя итоги исследования, проф. Шпрангер говорит, "Очень низкокалорийная диета серьезно изменяет наш микробиом кишечника и, по-видимому, снижает устойчивость к колонизации для связанной с больницей бактерии Clostridioides difficile. Эти изменения снижают эффективность всасывания питательных веществ стенкой кишечника, в частности, не вызывая соответствующих клинических симптомов. Остается неясным, действительно ли этот тип бессимптомной колонизации C. difficile может ухудшить или потенциально улучшить здоровье человека. Это необходимо изучить в более крупных исследованиях."
Результаты текущего исследования, которое также получило финансирование от Немецкого центра сердечно-сосудистых заболеваний (DZHK), могут даже привести к вариантам лечения метаболических нарушений, таких как ожирение и диабет. По этой причине исследователи теперь будут изучать, как на кишечные бактерии можно влиять, чтобы оказывать благотворное влияние на вес и метаболизм их человеческих хозяев.