После успешной диеты многие люди с тревогой обнаруживают, что их вес восстанавливается – слишком распространенное явление, называемое "повторяющийся" или "Йоу йоу" ожирение. Что еще хуже, подавляющее большинство людей, страдающих ожирением, не только восстанавливают свой вес до диеты, но и набирают больше веса с каждым циклом диеты. Во время каждого цикла диеты и набора веса их доля жира в организме увеличивается, как и риск развития проявлений метаболического синдрома, включая диабет у взрослых, ожирение печени и другие заболевания, связанные с ожирением.
Как сообщается сегодня в журнале Nature, исследователи из Научного института Вейцмана показали на мышах, что кишечные микробы – в совокупности называемые кишечным микробиомом – играют неожиданно важную роль в ускоренном наборе веса после диеты, и что это распространенное явление может в будущем измениться. предотвращается или лечится путем изменения состава или функции микробиома.
Исследование было проведено исследовательскими группами во главе с доктором. Эран Елинав из отделения иммунологии и проф. Эран Сегал, факультет компьютерных наук и прикладной математики. Исследователи обнаружили, что после цикла набора и похудения все системы организма мышей полностью вернулись к нормальному состоянию, за исключением микробиома. В течение примерно шести месяцев после похудения у мышей после ожирения сохранялись аномальные "тучный" микробиом.
"Мы показали на тучных мышах, что после успешной диеты и потери веса микробиом сохраняет «память» о предыдущем ожирении," говорит Элинав. "Этот стойкий микробиом ускорял набор веса, когда мышей снова переводили на высококалорийную диету или ели обычную пищу в чрезмерных количествах." Сегал уточняет: "Проведя подробный функциональный анализ микробиома, мы разработали потенциальные терапевтические подходы для смягчения его влияния на восстановление веса."
Исследование проводилось под руководством доктора философии Кристофа Тайсса.D. студент в лаборатории Елинава. Таисс сотрудничала со студентом магистратуры Шломиком Итавом из лаборатории Элинав, Дафной Ротшильд, доктором философии.D. студент лаборатории Сигала, а также с другими учеными из Вейцмана и других мест.
В серии экспериментов ученые продемонстрировали, что состав "тучный" микробиом был основным фактором ускоренного набора веса после диеты. Например, когда исследователи истощили кишечные микробы у мышей, дав им антибиотики широкого спектра действия, преувеличенное увеличение веса после диеты было устранено. В другом эксперименте, когда кишечные микробы мышей с ожирением в анамнезе вводили стерильным мышам (которые, по определению, не имеют собственного микробиома), их вес ускорялся при кормлении высококалорийной диетой по сравнению с беспроблемным мышам, которым имплантировали кишечные микробы от мышей, не прибывающих в анамнезе.
Затем ученые разработали алгоритм машинного обучения, основанный на сотнях индивидуальных параметров микробиома, который успешно и точно предсказал скорость восстановления веса у каждой мыши на основе характеристик ее микробиома после набора веса и успешного соблюдения диеты. Кроме того, объединив геномный и метаболический подходы, они затем идентифицировали две молекулы, влияющие на влияние микробиома на восстановление веса. Эти молекулы, принадлежащие к классу органических химических веществ, называемых флавоноидами, которые получаются при употреблении в пищу определенных овощей, быстро разлагаются "пост-диета" микробиом, так что уровни этих молекул у мышей после диеты значительно ниже, чем у мышей без ожирения в анамнезе. Исследователи обнаружили, что в нормальных условиях эти два флавоноида способствуют расходу энергии во время метаболизма жиров. Низкий уровень этих флавоноидов при изменении веса предотвращает выделение энергии из жиров, в результате чего мыши после диеты накапливают лишний жир, когда их возвращают на высококалорийную диету.
Наконец, исследователи использовали эти выводы для разработки новых проверенных концепций лечения рецидивирующего ожирения. Во-первых, они имплантировали мышам, ранее страдающим ожирением, кишечные микробы от мышей, которые никогда не страдали ожирением. Эта трансплантация фекального микробиома стерла "объем памяти" ожирения у этих мышей, когда они были повторно подвергнуты высококалорийной диете, предотвращая чрезмерное рецидивирующее ожирение.
Затем ученые использовали подход, который, вероятно, будет более безобидным для людей: они добавили мышам после диеты флавоноиды, добавленные в их питьевую воду. Это вернуло их уровень флавоноидов и, следовательно, их расход энергии до нормального уровня. В результате даже после возвращения к высококалорийной диете у мышей не наблюдалось ускоренного набора веса. Сегал сказал: "Мы называем этот подход «постбиотическим» вмешательством. В отличие от пробиотиков, которые вводят полезные микробы в кишечник, мы вводим не сами микробы, а вещества, на которые воздействует микробиом, что может оказаться более безопасным и эффективным."
Рецидивирующее ожирение – это эпидемия огромных масштабов во всех смыслах этого слова. "Ожирение затрагивает почти половину взрослого населения мира и предрасполагает людей к распространенным опасным для жизни осложнениям, таким как диабет у взрослых и болезни сердца," говорит Элинав. "Если окажется, что результаты наших исследований на мышах применимы к людям, они могут помочь диагностировать и лечить рецидивирующее ожирение, а это, в свою очередь, может помочь облегчить эпидемию ожирения."
Для интервью с доктором. Элинав, на английском языке, проводит Nature:
В исследовании также приняли участие Маришка Мейер, Мааян Леви, Клаудиа Мореси, Ленка Дохналова, София Браверман, Шахар Розин, доктор. Малли Дори-Бачаш и штатный научный сотрудник отделения иммунологии Хагит Шапиро, штатные научные сотрудники, доктора. Яэль Куперман, Инбал Битон и проф. Алон Хармелин из Департамента ветеринарных ресурсов и д-р. Сергей Малицкий и проф. Асаф Ахарони из Департамента наук о растениях и окружающей среде – все из Института Вейцмана, а также проф. Арие Гертлер из Еврейского университета в Иерусалиме и проф. Замир Хальперн из Тель-Авивского медицинского центра Сураски.