Att bara äta vild mat förvandlar din tarmmikrobiom på bara några veckor, visar studie

Att bara äta vild mat förvandlar din tarmmikrobiom på bara några veckor, visar studie

En helt vild diet utlöser en mikrobiell översyn av tarmen som främjar fiberbakterier och omformar ekosystemet på ett sätt som varar även efter återgång till vanlig mat.

I en studie som nyligen publicerats i tidskriftenVetenskapliga rapporterForskare undersökte hur en diet som helt består av vilda livsmedel påverkar sammansättningen, strukturen och varaktigheten av förändringar i tarmmikrobiomet (GM) hos moderna människor.

bakgrund

Vad händer när vi slutar äta något odlat eller bearbetat? Många stadsbefolkningar konsumerar bulk, socker och kost med låg fiber som kan störa GM-balansen. Däremot tenderar "traditionella" populationer som konsumerar fiberrika, minimalt bearbetade livsmedel att ha större mikrobiell mångfald, vilket är förknippat med bättre immunitet och lägre inflammation.

Tidigare forskning visar att kostförändringar kan omforma GM, men de flesta studier förblir inom ramen för industriella dieter baserade på domesticerade livsmedel. Eftersom tidiga människor förlitade sig på vilda livsmedel, kan studier av detta mönster ge insikter i vår evolutionära biologi. Ytterligare forskning behövs för att validera dessa resultat i olika populationer.

Om studien

Hjortkött jämfört med kött från snabbköp: Måltiderna inkluderade magrare vilt som viltkött och havsfisk, som har olika fettprofiler jämfört med domesticerat kött, en subtil drivkraft för förändringar i mikrobiom.

En frisk vuxen man i åldern 46 år följde ett åtta veckors självkontrollerande kostprotokoll uppdelat i tre faser: två veckors normal diet, fyra veckors enbart vild matdiet och två veckors återgång till en normal diet.

De vilda livsmedel som var tillgängliga i norra Europa under hösten samlades in och tillagades med primitiva tekniker som öppen matlagning och slipstenar. Deltagaren bibehöll sin vanliga livsstil och bodde i sitt eget hem och isolerade kostpåverkan från andra variabler. Han var en erfaren födosökare och hans hälsa och välbefinnande övervakades dagligen, med allt matintag noggrant registrerat.

Avföringsprover samlades in dagligen och förvarades vid -20 °C. Den mikrobiella deoxiribonukleinsyran (DNA) extraherades och V3-V4-regionerna av 16S ribosomala ribonukleinsyra (rRNA)-genen sekvenserades med hjälp av Illumina Miseq-plattformen. Amplikonsekvensvarianter (ASV) bestämdes med hjälp av divisive amplicon denoising-algoritm 2 (DADA2) och klassificerades taxonomiskt med hjälp av Systematic Initiative for Large-Scale Verification of Alignments Database (SILVA).

Analysen på artnivå använde genomen från jordens jordmikrobiomer (GEM). Co-highance-nätverk konstruerades med hjälp av Kendalls korrelation och visualiserades i Cytoscape för att identifiera keystone taxa.

Funktionell potential härleddes med hjälp av fylogenetisk studie av samhällen genom rekonstruktion av oobserverade tillstånd (Picrust2) och Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ortologanalys. Den jämförande analysen inkluderade mikrobiomer från jägare-samlare, landsbygds- och urban-industriella befolkningar.

Statistiska tester, inklusive Kruskal-Wallis och Wilcoxon Rank-Sum, användes och justeringar för flera tester gjordes med Benjamini-Hochberg-metoden med en falsk upptäcktsfrekvens på ≤0,05.

Studieresultat

Primitiv förberedelse, modern vridning: Medan de flesta livsmedel tillagades över öppen eld eller bearbetades med stenar, tillät studien en unik köttmalning, som belyser hur även små tekniska bekvämligheter kunde påverka näringsexperiment.

Medan deltagarens GM åt enbart mat, genomgick deltagarens GM betydande förändringar i struktur och variation. Initiala mikrobiella samhällen dominerades av typiska västerländska associerade taxa som Bacteroidaceae, Ruminococcaceae och Bifidobacteriaceae.

När den vilda matdieten började skedde en signifikant förändring med en minskning av dessa grupper och en ökning av familjer som Lachnospiraceae, Butyricicoccacaceae och Streptococcaceae. Noterbart är att Bifidobacteriaceae och Rikenellaceae inte återgick till nivåerna före dieten även efter att deltagaren återupptog sin vanliga diet. Särskilt familjen AkkermaniaceaeAkkermansia muciniphilaökade avsevärt under perioden efter matens vikt, ett fynd relaterat till metabola fördelar.

Den vilda matdieten resulterade också i en betydande viktminskning på 4 kg under fyra veckor med den största förlusten under den första veckan. Deltagaren rapporterade tristess och begränsade matval, vilket bidrog till minskat kaloriintag. När man återgick till en normal diet togs två kilo snabbt upp igen. Denna viktminskning har delvis tillskrivits kalorirestriktioner och monotonin hos tillgängliga livsmedel.

En gradvis ökning av mikrobiell alfadiversitet observerades från viktperioden före vild mat till viktperioden efter mat (P < 0,05), vilket tyder på att interventionen hade en ihållande effekt på mikrobiomstrukturen även efter dess slut. Keystone-arter flyttade också.

Innan ingripandet,Faecalibacterium prausnitziispelat en central roll i det mikrobiella nätverket. Under den vilda matfasen,Blautiaoch dess associerade taxa, känd för fibernedbrytning och produktion av fettsyra (kortkedjig fettsyra), dominerade nätverket.

Sex mikrobiella co-abundansgrupper (CAG) identifierades. Dessa grupper kom att omorganiseras utifrån näringsfasen, vilket tyder på en funktionell sammansättning av ekosystemet.Faecalibacterium prausnitziiPresenteraRuminococcus bicirculansOchBlautiaframstod som viktiga influencers vid olika tidpunkter. Perioden efter dagis uppvisade en mellanliggande konfiguration, med vissa egenskaper från fördagisfasen och andra, såsom uthålligheten hos vissa.BlautiaOchCoprococcus kommerGrupper som återspeglar en bestående effekt av insatsen.

Oavsiktlig detoxdiet: Växter från tidigare jordbruksmark kan ha introducerat mikrober som kan bryta ner persistenta herbicider som atrazin, vilket tyder på en oavsiktlig "träning" för tarmen.

Trots denna förvandling, inga nya eller förfäders "gamla vän" taxa som t.exTreponemaellerPrevotelladök upp. Förändringarna drevs enbart av förändringar i överflöd bland redan existerande taxa och inte av introduktionen av nya arter. Detta fynd tyder på att även betydande kostförändringar kanske inte är tillräckliga för att rekonstruera de mikrobiella taxa av förfäders Anams utan ytterligare miljöstress.

Funktionella förutsägelser visade ökade förmågor för stärkelsenedbrytning och aminosyrabiosyntes under den vilda födoperioden, troligen som svar på en diet med hög halt av kastanjer och ekollon men låg i animaliska proteiner. Funktionsanalys visade också ökad förmåga att bryta ned miljökemikalier som atrazin, vilket sannolikt återspeglar exponering för vilda växter från tidigare jordbruksområden.

Jämfört med andra interventioner som B. en diet endast för växter eller endast djur, var förändringen som orsakades av vild matkonsumtion större. Mätt med beta-diversitet var förändringen som inducerades av vild matkonsumtion större än den som observerades med enbart växt- eller djurkostinterventioner, även om mikrobiomet inte helt liknade det hos traditionella populationer eller jägare-samlare. Istället utvecklades det till en unik sammansättning påverkad av tillgängliga taxa och kostinsatser. Tillståndet efter återupptagandet av en normal diet var måttligt och delade egenskaperna för både pre- och vild matfas.

Beständigheten hos vissa mikrobiella konfigurationer efter interventionen tyder på partiell men permanent omkonfiguration. Speciellt dettaBlautia-Det dominerade nätverket försvann inte helt, vilket tyder på att vissa förändringar i tarmens ekosystem kan vara längre än själva dieten.

Detta var dock en n = 1 studie och resultaten kanske inte är allmänt generaliserbara. De potentiella effekterna av deltagarens humörförändring under den vilda matdieten och deras specifika genetiska och kosthistoria förblir outforskade.

Slutsatser

Brist på mikronäringsämnen, mikrobiell bustle: Den vilda matdietens brist på mejeriprodukter och ägg korrelerade med tarmmikrober som ökar produktionen av fenylalanin, tyrosin och tryptofan - aminosyror som vanligtvis härrör från animaliska produkter.

Sammanfattningsvis visar denna studie att en övergång till en diet som helt består av vilda, icke-domesticerade livsmedel resulterar i en omfattande omstrukturering av den mänskliga genetiskt modifierade organismen. Även om inga nya taxa introducerades, förändrades sammansättningen och funktionen av befintliga mikrober avsevärt och ökade fibernedbrytningssätt som t.ex.Blautiaoch bantande mejeriprodukter som:Bifidobacterium.

Dessa mikrobiella förändringar kvarstod även efter återupptagandet av en normal diet, vilket framhävde mikrobiomens anpassningsförmåga. Även om avsaknaden av taxa av filum kanTreponemaDetta tyder på begränsningar för att helt återställa en traditionell mikrobiom. Detta experiment belyser den kraftfulla inverkan av enbart diet för att förändra tarmhälsan, även i en modern miljö.

Ytterligare studier behövs för att undersöka de metaboliska och immunologiska konsekvenserna av dessa mikrobiomförändringar i större och mer varierande populationer.

Källor: