生酮饮食丨能改善肠道菌群的饮食方式
在前面的《OMG!两种常见药物可以改善肠道菌群》一文中，我们给大家介绍过二甲双胍和他汀类药物两种常见药物的使用或许与肠道微生物组成的改善有关。
现在大家越来越关注肠道健康了，然鹅，是药三分毒，尤其是西药。药补不如食补，那么，有没有什么特别的饮食方式可以改善肠道菌群呢？答案是有的，就是现在很红的生酮饮食。我们再来了解下：
生酮饮食是一种高脂肪、低碳水和适当蛋白质摄入，能比较快速地减轻体重，尤其是减少体脂率的饮食方式。它的饮食特点是高脂肪、适量蛋白、低碳水化合物。这种饮食方法最初开发于一个世纪前，用于治疗小儿癫痫。
由于当今社会肥胖问题日益严重，最近的几十年中，它悄然成为一种流行的减肥饮食。随着人们对肠道微生物组的兴趣日益浓厚，研究也越来越多地关注生酮饮食如何影响肠道细菌。
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咋样，看着很美妙吧？它和地中海饮食一样是人们普遍认为比较健康的6种流行的低碳饮食法之一。简单说说它减脂塑身的原理：
正常情况下机体主要靠碳水化合物也就是粮食来供应能量，在生酮饮食中碳水化合物摄入量很少，使机体的供能方式由碳水化合物供能转变为脂肪供能。脂肪酸通过β氧化来供应能量，而脂肪酸的β氧化就会产生酮体，大量脂肪酸氧化分解使酮体生成增加，酮体有抑制食欲的作用。
另外饮食中脂肪、蛋白含量比较高，这些食物消化较慢、胃肠排空慢就能增加患者的饱腹感，从而减少摄食，通过以上作用来起到减轻体重，尤其是减少机体脂肪的作用。进生酮饮食期间最好配合肌肉力量锻炼，也就是抗阻运动增加肌肉含量，或者至少不因为减重而减少机体肌肉。
由于生酮饮食在降低炎症、促进减肥和心脏健康等方面展现出巨大潜力，让公众对它充满了兴趣。但是生酮饮食对代谢和免疫的影响目前仍不是十分清晰。也就是说，我们可能并没有确切了解到生酮饮食是如何改善了健康。不过，更让科学家困惑的是，生酮饮食和高脂饮食对人体的影响似乎是相悖的。
因为很多研究都表明高脂饮食是有害健康的，与代谢类疾病密切相关；但是含碳水极低、含脂肪极高的生酮饮食，却是一种预防甚至治疗疾病的方法。这种悖论出现的原因究竟是什么呢？美国加州大学旧金山分校医学院Peter J.Turnbaugh团队推测，这可能在一定程度上与肠道微生物有关。
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.027
试验的前4周，所有志愿者都吃普通饮食，进行到第4周的时候，研究人员每天都去收集志愿者的粪便。第一轮普通饮食周期结束之后，再续接为期4周的生酮饮食，进行到第四周的时候，同样每天收集志愿者的粪便。接下来要做的就是给所有的便便样本做看起来很高大上的16S rRNA测序。
测序结果显示，两种不同的饮食方式对肠道微生物的影响很大。与正常饮食相比，生酮饮食导致志愿者肠道的放线菌（及其中的双歧杆菌属）和厚壁菌减少、拟杆菌增多。
不过，总的来看肠菌的负担没有变化。肠菌的变化也导致肠道微生物的代谢产物发生了一定的变化，但是短链脂肪酸水平没有显著变化。真是个令人开心的好消息，不多说，请看图：
生酮饮食对肠道微生物的影响
此外，小鼠的研究还表明，随着食物中碳水化合物水平的降低，双歧杆菌随之减少。那么高脂饮食和生酮饮食对肠菌的不同影响，究竟是什么机制导致的呢？
虽然之前也有一些相关研究，但是之前的结论都不能解释Turnbaugh团队发现的现象。最后，研究人员决定将研究重点放在酮体上。因为酮体水平的增加，是碳水摄入被限制的情况下，脂质氧化增加的标志。而前面的研究已经发现，生酮饮食会增加β-羟基丁酸的水平，而且双歧杆菌也是随着食物中碳水化合物占比的变化而变化。
虽然酮体主要由肝脏产生，但是近年来已经有科学家发现，肠道上皮细胞其实也能产生酮体。甚至有研究发现，生酮饮食喂养可以增加肠道上中β-羟基丁酸的水平。如此看来，生酮饮食，肠道酮体和双歧杆菌三者之间，似乎隐约存在关联。到这里，研究终于看到了亮光。
为了理清三者之间的关系，研究人员在不限制食物中碳水化合物的情况下，给小鼠补充合成酮酯（KE），以模仿肠道产生的β-羟基丁酸。最后发现，只有双歧杆菌的丰度与β-羟基丁酸水平之间存在负相关。这与生酮饮食志愿者和小鼠肠道的双歧杆菌的丰度下降遥相呼应。随后，研究人员用β-羟基丁酸处理正常饮食志愿者的粪便，并移植给无菌小鼠，发现β-羟基丁酸对人肠道菌的影响与小鼠实验一致。
双歧杆菌的丰度与食物碳水之间的关系
研究到这里就变得清晰了，因为之前已经有研究发现，包括B. adolescentis（BD1）在内的双歧杆菌会诱导肠道出现大量的促炎Th17细胞。为了更好地了解生酮饮食中微生物的变化如何影响健康，研究人员转向了小鼠。
结果表明，这些改变的微生物种群特异性地减少了小鼠肠道Th17免疫细胞的数量。Th17免疫细胞是一种T型细胞，对于抵抗传染病至关重要，但也已知会促进自身免疫疾病的炎症。
在小鼠中进行的后续实验里 ，研究人员逐渐在低脂、高脂和低碳水化合物生酮饮食之间转换动物的饮食，证实了高脂和生酮饮食对肠道微生物组的作用相反。这些发现表明，随着动物饮食中脂肪水平增加到在无碳水化合物的情况下促进酮体产生的水平，微生物组的反应也有所不同。
研究人员观察到，随着动物饮食从标准饮食向更严格的碳水化合物限制转变，它们的微生物也开始转变，这与酮体的逐渐增加有关。那么，是否可以通过直接向小鼠喂食酮体来驱动肠道微生物生态系统中已观察到的转变？
研究人员发现，即使是在吃了正常量碳水化合物的小鼠中，添加酮体的存在也足以引起生酮饮食中许多特定的微生物变化。
所以，Turnbaugh团队在小鼠体内，以人的肠道微生物为研究对象，打通了生酮饮食、肠道酮体、双歧杆菌和促炎Th17细胞之间的关系链-生酮饮食让肠道产生了大量的β-羟基丁酸，β-羟基丁酸浓度的增加抑制了双歧杆菌的生长，最终降低了促炎Th17细胞的水平。
生酮饮食抗炎机制图
总的来说，这个研究表明，饮食诱导的宿主代谢变化，会改变肠道微生物丰度，进而影响免疫应答。而高脂饮食没有生酮饮食那样的效果，部分可归因于酮体产生不足。鉴于大量的研究已经发现微生物遍及人体各处，因此这个研究发现的生酮饮食抗炎机制，在一定程度上可能也是生酮饮食改善代谢疾病（控制血糖和减肥）的原因。
另外，近期科学家在生酮饮食治疗难治性癫痫的研究中，也发现了生酮饮食组循环Th17细胞降低的变化。这在一定程度上，也佐证了Turnbaugh团队发现的机制的普适性。
'这是一个非常迷人的发现，因为它表明生酮饮食对微生物群的影响不仅仅是饮食本身，而是饮食改变了身体的新陈代谢，然后对微生物群和下游免疫产生影响，'Turnbaugh说。'对很多人来说，保持严格的低碳水或生酮饮食是非常难的，但如果未来的研究发现，由酮体本身引起的微生物转变就足以对健康产生好的影响，那可能会使治疗方法更容易接受。'
哈哈，相信这个研究对广大吃货小伙伴是福音。我们以后接着聊。