Хорошо известно, что микробиом человеческого кишечника адаптируется к изменениям в диете в течение длительного времени. Но исследование, опубликованное онлайн 11 декабря в «Nature», показывает, что адаптация происходит за день.
Хронические болезни, относящиеся к питанию и пищеварению, такие как ожирение и воспалительная болезнь кишечника, могут возникать частично из-за перемен микробиома на фоне жирной и сладкой диет, так распространенных на Западе.
Лоуренс Дэвид (Гарвардский Университет, Кембридж) с коллегами изучал, насколько быстро множество микроорганизмов кишечника отвечают на изменения к животной или растительной диете у 10 добровольцев. Участники в возрасте от 21 до 33 лет, с индексом массы тела от 19 до 32 кг/м2. Животная диета включала мясо, сыры и яйца, а растительная диета включала злаки, бобовые, овощи и фрукты. В основном, авторы отмечают, что плотоядные нуждаются в протеине больше, в то время как травоядные испытывают потребность больше в углеводах.
6 мужчин и 4 женщины вызывались есть то, что хотят в рамках диеты в течение 5 последовательных дней. 5 человек ели животную пищу, и 5 следовали растительной диете. Продвижение пищи в желудочно-кишечном тракте отслеживалось с помощью красителей, а участники вели записи о съеденном, своем самочувствии и активности кишечника.
В животной диете содержание жира было повышено до 69,5% ± 0.4% килокалорий, а протеин — до 30,1%± 0.5% килокалорий, с нулевым потреблением клетчатки и волокон. Растительная диета содержала повышенное количество волокон до 25.6 ± 1.1 на 1000 килокалорий, а потребление жиров и белков соответственно упало до 22.1% ± 1.7% и 10.0% ± 0.3% на килокалории. В целом, участники потребляли равное количество килокалорий, вес тела снизился только у одного (на животной диете).
Ученые анализировали 16S рибосомальные РНК для определения компонентов микробиома в каловых образцах. Образцы собирались в течение нескольких дней перед изменениями диеты и каждый день во время эксперимента. Животная диета имела больший эффект на микробиом, чем растительная. Даже после 1 дня микробиом мясоедов разительно отличался от прежних анализов. В целом, животная диета благоприятствовала микроорганизмам, толерантным к желчи (Alistipes, Bilophila, и Bacteroides) ценой видов (Roseburia, Eubacterium rectale, and Ruminococcus bromii), перерабатывающих растительные полисахариды. Эти изменения отражают адаптацию микробиома в дикой популяции плотоядных и растительноядных.
Профиль фекальных желчных кислот также изменился у мясоедов, показывая повышенную концентрацию кишечной дезоксихолевой кислоты, которая связана с раком печени и воспалительной болезнью кишечника. Толерантные к желчи бактерии Bilophila являются факторами риска развития рака печени и воспалительной болезни кишечника.
Исследование ограничено небольшой выборкой. Однако быстрые изменения микробиома являются новым открытием, обеспечившим дополнительные исследования.