Omezené dietní spouštěče klesají v mikrobiální rozmanitosti bez konvergence

Kolik může šest dní jídla jen oves, mléko a voda změnit váš střevní mikrobiom?

Podle nedávné průzkumné studie zveřejněné v EgastroenterologieOdpověď je složitější, než se očekávalo. Vědci z KU Leuven a spolupracujících institucí provedli pevně kontrolovaný dietní zásah, známý jako „ovesná studie“, aby prozkoumali, zda omezení rozmanitosti potravin může vyvolat konvergenci ve střevní mikrobiotě napříč jednotlivci. Překvapivě, zatímco diety účastníků se staly téměř totožnou, jejich mikrobiomy nesledovaly. Zdůrazňuje důležitost individualizovaných odpovědí a podtrhuje omezení univerzálních přístupů v dietních intervencích zaměřených na mikrobioty.

21denní studie následovala 18 zdravých dospělých z Flanders v Belgii. Byl strukturován do tří fází: 7denní základní linie s obvyklou stravou, šestidenní zásah, kde účastníci konzumovali pouze ovesné vločky, plnotučné mléko a stále vodu a 8denní sledování, kde se obnovovala normální strava. Byly shromážděny denní vzorky stolice a týdenní odběr krve, což umožnilo kvantitativní mikrobiom Profilování prostřednictvím 16S rRNA sekvenování genu spárovaného s průtokovou cytometrií. Účastníci také udržovali podrobné potravinové deníky, což umožňuje vědcům spojit příjem dietu s mikrobiálními a metabolickými výsledky. Zejména analýza mikrobiomu představovala odhadované dvoudenní zpoždění mezi požitím a egestováním, což zvyšuje přesnost dat.

Klíčová zjištění

• Konvergence diety bylo dosaženo

Intervence výrazně snížila diverzitu příjmu potravy. Analýza potvrdila ostrý pokles variace stravy během 6denní fáze ovesů. Příjem makronutrientu se také snížil, s kalorií se snížil o 31,5%a významné snížení spotřeby tuku, bílkovin a uhlohydrátů. Zajímavé je, že příjem vláken se zvýšil v důsledku stravy na bázi ovesů.

• Mikrobiom se neskončuje napříč jednotlivci

Jedním z nejpřekvapivějších zjištění studie byl nedostatek interindividuální konvergence v střevní mikrobiota. Místo toho, aby se staly podobnějšími, profily mikrobiomu zůstaly odlišné a v některých případech se staly ještě více rozdílným. Velikost účinku (ES) dietní intervence na změnu mikrobiomu na úrovni rodu byla 3,4%, ale s výrazným interindividuálním rozsahem (1,67–16,42%). To podkopává dlouhodobý představa, že jednotný dietní vstup přinese jednotné mikrobiální výsledky a podporuje názor, že reakce na dietní modulaci dominují faktory specifické pro hostitele, jako je genetika, základní mikrobiota a metabolická kapacita.

• Posun směrem k potenciálně dysbiotickému enterotypu

Ve struktuře mikrobiální komunity byl pozorován pozoruhodný posun. Prevalence bakteroides2 (BACT2) enterotypně-často spojená s dysbiózou během intervence významně vzrostla, zatímco stabilnější komunita bakteroides1 (BACT1) poklesla. Tyto změny byly obráceny poté, co účastníci obnovili normální stravu. Tato dominance BACT2 se shodovala s výrazným poklesem FaecalibacteriumRod produkující butyráty známý pro své protizánětlivé vlastnosti. Vzhledem k jeho spojení se sníženou mikrobiální rozmanitost a zánětlivými stavy vyvolává přechodný nárůst BACT2 obavy ohledně zdravotních účinků takové restriktivní stravy.

• Mikrobiální zátěž a rozmanitost se snížila

Fekální mikrobiální zátěž klesla o více než 30% během intervence, aniž by se změnily vlhkosti stolice nebo tranzitní doby. To se vyrovnává se sníženým pozorovaným příjmem kaloriky a ozývá předchozí zjištění, které vykazují sníženou bakteriální biomasu při kalorickém omezení. Kromě toho celková diverzita mikrobiomu-jak se měřena indexem Shannon během intervence významně klesal, vzorec, který koreluje s méně zralými a odolnými mikrobiálními ekosystémy.

• Jednotlivé mikrobiomy reagovaly jedinečně

Přes trendy na úrovni skupiny reagovali jednotlivci na stejnou stravu velmi odlišně. Někteří vykazovali výrazné změny v mikrobiálním složení, zatímco jiné zůstaly relativně stabilní. Autoři se pokusili identifikovat prediktivní faktory, jako je rozmanitost mikrobioty pohlaví nebo základní linie, ale po opravě pro více testování se neobjevily žádné jasné prediktory. Tato nepředvídatelnost posiluje složitost interakcí hostitele a mikrobioty a naznačuje, že osobní rysy, spíše než jen strava, řídí mikrobiální změny. Personalizovaná výživa může být nezbytná pro dosažení cílené modulace mikrobiomu.

Interpretace a důsledky

Zjištění z této studie zpochybňují intuitivní přesvědčení, že zjednodušení stravy by mělo přirozeně vést k konvergenci v mikrobiálních komunitách. Místo toho ilustrují odolnost jednotlivých mikrobiot a význam již existujících mikrobiálních stavů při utváření odpovědí na změny životního prostředí. Zdůrazňuje: (1) Personalizovaná strava nad univerzálními předpisy: I za přísně kontrolovaných dietních podmínek vykazují jednotlivci jedinečné mikrobiální reakce. Budoucí intervence by měly zvážit přizpůsobená hodnocení základních linií, aby se řídila doporučení stravy; (2) Upozornění při používání enterotypů jako biomarkerů: zatímco BACT2 byl spojen s dysbiózou a onemocněním, jeho přechodný vzhled zde u zdravých jedinců navrhuje opatrnost při interpretaci enterotypů jako pevných nebo patologických markerů; (3) Kromě kalorií a makronutrientů: Studie podporuje koncept „posloupnosti“ mikrobiomu, kde je mikrobiální vývoj formován nejen příjmem živin, ale také diverzitou substrátu a časem tranzitu. Tyto faktory mohou být stejně důležité jako kalorický obsah při utváření zdraví střev.

Závěrem lze říci, že „ovesná studie“ podtrhuje, že ani radikální snížení dietní rozmanitosti nemusí nutně způsobit uniformitu ve střevní mikrobiotě. Místo toho lidský mikrobiom vykazuje odolnost a individualitu, řízenou komplexní dynamikou hostitelského mikrobu. Zatímco dietní konvergence zvýšila prevalenci potenciálně dysbiotického typu komunity a sníženou mikrobiální rozmanitost, celkový účinek byl skromný a vysoce variabilní mezi jednotlivci. Tyto poznatky jsou nezbytné pro návrh budoucích intervencí zaměřených na mikrobiom, které musí odpovídat za individuální variabilitu a ekologický kontext.