Badania pokazują, że jedzenie wyłącznie dzikiej żywności zmienia mikrobiom jelitowy w ciągu zaledwie kilku tygodni

Badania pokazują, że jedzenie wyłącznie dzikiej żywności zmienia mikrobiom jelitowy w ciągu zaledwie kilku tygodni

Całkowicie dzika dieta powoduje mikrobiologiczną przemianę jelit, która sprzyja rozwojowi bakterii błonnikowych i przebudowuje ekosystem w sposób, który utrzymuje się nawet po powrocie do zwykłej żywności.

W badaniu opublikowanym niedawno w czasopiśmieRaporty naukoweNaukowcy zbadali, jak dieta składająca się wyłącznie z dzikiej żywności wpływa na skład, strukturę i trwałość zmian w mikrobiomie jelitowym (GM) u współczesnych ludzi.

tło

Co się stanie, gdy przestaniemy jeść coś hodowanego lub przetworzonego? Wiele populacji miejskich spożywa produkty luzem, zawierające cukier i o niskiej zawartości błonnika, które mogą zakłócić równowagę GMO. Natomiast „tradycyjne” populacje, które spożywają bogatą w błonnik, minimalnie przetworzoną żywność, charakteryzują się zwykle większą różnorodnością mikrobiologiczną, co wiąże się z lepszą odpornością i mniejszym stanem zapalnym.

Poprzednie badania pokazują, że zmiany w diecie mogą zmienić kształt GMO, ale większość badań ogranicza się do diet przemysłowych opartych na żywności udomowionej. Ponieważ pierwsi ludzie polegali na dzikiej żywności, badanie tego wzorca może dostarczyć wglądu w naszą biologię ewolucyjną. Konieczne są dalsze badania w celu potwierdzenia tych wyników w różnych populacjach.

O badaniu

Dziczyzna kontra mięso z supermarketu: Posiłki obejmowały chudszą zwierzynę łowną, taką jak dziczyzna i ryby oceaniczne, które mają inny profil tłuszczowy w porównaniu z mięsem udomowionym, co jest subtelnym czynnikiem wpływającym na zmiany mikrobiomu.

Zdrowy dorosły mężczyzna w wieku 46 lat przestrzegał ośmiotygodniowego protokołu dietetycznego polegającego na samokontroli, podzielonego na trzy fazy: dwa tygodnie normalnej diety, cztery tygodnie diety zawierającej wyłącznie dziką żywność i dwa tygodnie powrotu do normalnej diety.

Dzikie pokarmy dostępne jesienią w Europie Północnej zostały zebrane i przygotowane przy użyciu prymitywnych technik, takich jak gotowanie na otwartej przestrzeni i mielenie kamieni. Uczestnik prowadził swój zwykły tryb życia i mieszkał we własnym domu, odizolowując wpływ diety od innych zmiennych. Był doświadczonym zbieraczem i codziennie monitorowano jego zdrowie i samopoczucie, a spożycie pokarmu skrupulatnie rejestrowano.

Próbki kału pobierano codziennie i przechowywano w temperaturze -20°C. Wyekstrahowano mikrobiologiczny kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i zsekwencjonowano regiony V3-V4 genu 16S rybosomalnego kwasu rybonukleinowego (rRNA) przy użyciu platformy Illumina Miseq. Warianty sekwencji amplikonu (ASV) określono przy użyciu algorytmu odszumiania amplikonu dzielącego 2 (DADA2) i sklasyfikowano taksonomicznie przy użyciu bazy danych Systematic Initiative for Large-Scale Verification of Alignment Database (SILVA).

W analizie na poziomie gatunku wykorzystano genomy mikrobiomów glebowych Ziemi (GEM). Skonstruowano sieci współwysokości przy użyciu korelacji Kendalla i zwizualizowano je w programie Cytoscape w celu identyfikacji taksonów kluczowych.

Potencjał funkcjonalny wywnioskowano na podstawie badań filogenetycznych społeczności poprzez rekonstrukcję nieobserwowanych stanów (Picrust2) i analizę ortologiczną Encyklopedii genów i genomów z Kioto (KEGG). Do analizy porównawczej włączono mikrobiomy populacji łowiecko-zbierackiej, wiejskiej i miejsko-przemysłowej.

Zastosowano testy statystyczne, w tym Kruskal-Wallis i Wilcoxon Rank-Sum, a korekty dla wielu testów dokonano przy użyciu metody Benjaminiego-Hochberga ze współczynnikiem fałszywych odkryć ≤0,05.

Wyniki badań

Pierwotne przygotowanie, nowoczesny akcent: chociaż większość potraw gotowano na otwartym ogniu lub przetwarzano na kamieniach, badanie pozwoliło na wyjątkowe zmielenie mięsa, podkreślając, jak nawet niewielkie udogodnienia technologiczne mogą wpływać na eksperymenty żywieniowe.

Podczas stosowania diety składającej się wyłącznie z jedzenia, GM uczestnika przeszedł znaczące zmiany w strukturze i różnorodności. Początkowe społeczności drobnoustrojów były zdominowane przez typowe taksony zachodnie, takie jak Bacteroidaceae, Ruminococcaceae i Bifidobacteriaceae.

Kiedy zaczęto stosować dietę dziką, nastąpiła znacząca zmiana wraz ze spadkiem liczby tych grup i wzrostem rodzin takich jak Lachnospiraceae, Butyricicocccacaceae i Streptococcaceae. Warto zauważyć, że poziom Bifidobacteriaceae i Rikenellaceae nie powrócił do poziomu sprzed diety nawet po powrocie uczestnika do regularnej diety. W szczególności rodzina AkkermaniaceaeAkkermansia muciniphilaznacznie wzrosła w okresie następującym po przyjęciu masy pokarmu, co wiąże się z korzyściami metabolicznymi.

Dieta oparta na dzikiej żywności również spowodowała znaczną utratę wagi o 4 kg w ciągu czterech tygodni, przy czym największa utrata nastąpiła w pierwszym tygodniu. Uczestnik zgłaszał nudę i ograniczone wybory żywieniowe, co przyczyniło się do zmniejszenia spożycia kalorii. Po powrocie do normalnej diety szybko odzyskano dwa kilogramy. Tę utratę wagi częściowo przypisano ograniczeniu kalorii i monotonii dostępnej żywności.

Zaobserwowano stopniowy wzrost różnorodności alfa drobnoustrojów od okresu przed pojawieniem się pożywienia w środowisku naturalnym do okresu po spożyciu pożywienia (P <0,05), co wskazuje, że interwencja miała trwały wpływ na strukturę mikrobiomu nawet po jej zakończeniu. Gatunki zwornikowe również się przeniosły.

Przed interwencją,Faecalibacterium prausnitziiodgrywał kluczową rolę w sieci mikroorganizmów. W fazie dzikiego pożywieniaBlaucjai powiązane z nimi taksony, znane z degradacji włókien i produkcji kwasów tłuszczowych (krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych), zdominowały sieć.

Zidentyfikowano sześć grup współobecności drobnoustrojów (CAG). Grupy te zostały zreorganizowane w oparciu o fazę odżywiania, co wskazuje na funkcjonalny skład ekosystemu.Faecalibacterium prausnitziiObecnyRuminococcus bicirculansIBlaucjaw różnych okresach pojawiali się jako ważne wpływowe osoby. Okres poprzedszkolny charakteryzował się konfiguracją pośrednią, z pewnymi cechami charakterystycznymi dla fazy przedszkolnej i innymi, takimi jak trwałość niektórychBlaucjaINadchodzi CoprococcusGrupy odzwierciedlające trwały wpływ interwencji.

Przypadkowa dieta detoksykująca: Rośliny z dawnych pól uprawnych mogły wprowadzić drobnoustroje zdolne do rozkładania trwałych herbicydów, takich jak atrazyna, co sugeruje niezamierzony „trening” jelit.

Pomimo tej transformacji nie ma żadnych nowych lub przodków „starych przyjaciół” taksonów, takich jakTreponemaLubPrevotellapojawił się. Zmiany wynikały wyłącznie ze zmian liczebności istniejących wcześniej taksonów, a nie z wprowadzenia nowych gatunków. Odkrycie to sugeruje, że nawet znaczące zmiany w diecie mogą nie wystarczyć do odtworzenia taksonów drobnoustrojów przodków Anamów bez dodatkowego stresu środowiskowego.

Przewidywania funkcjonalne wykazały zwiększoną zdolność do degradacji skrobi i biosyntezy aminokwasów w okresie spożywania dzikiej żywności, prawdopodobnie w odpowiedzi na dietę bogatą w kasztany i żołędzie, ale ubogą w białka zwierzęce. Analiza funkcjonalna wykazała również zwiększoną zdolność do degradacji substancji chemicznych występujących w środowisku, takich jak atrazyna, co prawdopodobnie odzwierciedla narażenie na dzikie rośliny pochodzące z obszarów poprzednio rolniczych.

W porównaniu z innymi interwencjami, takimi jak B. dieta wyłącznie roślinna lub zwierzęca, zmiana spowodowana spożyciem dzikiej żywności była większa. Mierzona na podstawie różnorodności beta, zmiana wywołana spożyciem dzikiej żywności była większa niż obserwowana w przypadku samych interwencji dietetycznych roślin lub zwierząt, chociaż mikrobiom nie w pełni przypominał populacje tradycyjne lub łowiecko-zbierackie. Zamiast tego przekształcił się w unikalną kompozycję, na którą wpływają dostępne taksony i składniki diety. Stan po powrocie do normalnej diety był umiarkowany i charakteryzował się cechami charakterystycznymi zarówno fazy przed, jak i fazy dzikiego pożywienia.

Utrzymywanie się niektórych konfiguracji drobnoustrojów po interwencji sugeruje częściową, ale trwałą rekonfigurację. Zwłaszcza toBlaucja-Zdominowana sieć nie cofnęła się całkowicie, co wskazuje, że pewne zmiany w ekosystemie jelitowym mogą przetrwać samą dietę.

Było to jednak badanie przeprowadzone na n = 1 i wyników nie można w dużym stopniu uogólniać. Potencjalne skutki zmiany nastroju uczestnika podczas diety zawierającej dziką żywność oraz jego specyficzna historia genetyczna i dietetyczna pozostają niezbadane.

Wnioski

Brak mikroelementów, ruchliwość drobnoustrojów: Brak nabiału i jaj w diecie dzikiej żywności koreluje z drobnoustrojami jelitowymi, które zwiększają produkcję fenyloalaniny, tyrozyny i tryptofanu – aminokwasów zwykle pochodzących z produktów zwierzęcych.

Podsumowując, badanie to pokazuje, że przejście na dietę składającą się wyłącznie z dzikiej, nieudomowionej żywności skutkuje poważną restrukturyzacją ludzkiego GMO. Chociaż nie wprowadzono żadnych nowych taksonów, skład i funkcja istniejących drobnoustrojów uległy znaczącym zmianom i zwiększyły się sposoby degradacji włókien, takie jakBlaucjai odchudzające produkty mleczne takie jak:Bifidobakterie.

Te zmiany mikrobiologiczne utrzymywały się nawet po wznowieniu normalnej diety, co podkreśla zdolności adaptacyjne mikrobiomu. Chociaż brak taksonów typu możeTreponemaSugeruje to ograniczenia w pełnym przywróceniu tradycyjnego mikrobiomu. Eksperyment ten podkreśla potężny wpływ samej diety na poprawę zdrowia jelit, nawet w nowoczesnych warunkach.

Konieczne są dalsze badania w celu zbadania metabolicznych i immunologicznych konsekwencji tych zmian w mikrobiomie w większych i bardziej zróżnicowanych populacjach.

Źródła: