越吃越瘦!复旦发现生酮饮食减重新机制

2024-10-08 15:20:05 jellyfishhealth.net

众所周知,生酮饮食能够快速降低体重,有利于血糖控制,是肥胖管理的一种饮食选择。然而,关于生酮饮食究竟是如何减重,调控能量平衡的机制,却一直没有定论。近日,复旦研究团队发表的一篇研究揭示了生酮饮食通过调控肠道微生物-胆汁酸代谢抗肥胖的分子机制,赶紧来学习一下!

生酮饮食为什么能减肥?生酮饮食诱导的酮体状态可以促使身体消耗脂肪作为能量来源。目前低碳生酮饮食减重的作用机制主要认为有:


(1) 降低食欲:①而低碳饮食中碳水化合物含量低,摄入后不会引起血糖的大幅度波动;②低碳饮食富含蛋白质和脂肪,这些食物进入胃中能够延缓胃排空速度;③脂肪代谢过程中会产生酮体,血液中酮体浓度适量增加能够降低食欲

(2) 脂肪储存减少,分解增加:减少碳水化合物摄入的情况下,胰岛素水平下降,减少了其储存脂肪的作用;另外,低碳饮食使机体脂肪分解代谢酶活性增加,促使脂肪分解

(3) 能量消耗增加:低碳饮食下机体的糖异生和蛋白质分解代谢更为活跃,代谢的成本增加,会额外增加能量消耗。

(4) 排出酮体:低碳饮食初期,部分酮体会通过尿液和呼吸排出,酮体是一种带有未被完全代谢的能量物质,直接排出体外,增加了能量差值。

除了上述机制,近日,复旦大学生命科学学院/人类表型组研究院洪尚宇研究员团队和郑琰研究员团队联合在《自然·代谢》(Nature Metabolism杂志上发表的研究论文发现,生酮饮食会调节特定肠菌丰度,改变胆汁酸代谢,从而抑制卡路里吸收


他们首先研究了生酮饮食诱导的肠道微生物及其代谢物变化与体重减轻之间是否存在因果关系。
为了弄清生酮饮食减肥的机制,研究者分别在多种肥胖/糖尿病小鼠模型、自然人群队列数据和低碳水化合物生酮饮食干预试验数据中探索。

体内外实验发现,受肠道微生物调控的特异性胆汁酸牛磺脱氧胆酸(TDCA)和牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)是生酮饮食发挥抗肥胖作用的关键小分子代谢物。具体机制表现为,生酮饮食导致TDCA和TUDCA的解偶联减少和循环水平上调。TDCA和TUDCA又进一步通过抑制肠道碳酸酐酶1的表达,降低肠道对摄入能量的吸收水平来减轻体重。

FitQ水母健康-生酮饮食

KD通过TDCA和TUDCA抗肥胖的机制示意图
研究者给小鼠喂食了7周生酮饮食(脂肪占比75.1%),然后对小鼠空腹血浆进行靶向代谢组学分析。
结果显示,生酮饮食显著降低了小鼠体重,小鼠的空腹血糖水平也降低了。组学分析结果显示,生酮饮食显著改变了小鼠的血清代谢谱,共有22种代谢物水平上调,其中包括6种牛磺酸偶联胆汁酸。进一步分析发现,TDCA和TUDCA能够显著降低正常饮食小鼠的体重和空腹血糖,改善糖耐量。
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TDCA和TUDCA显著降低小鼠的体重、空腹血糖,改善糖耐量

由于牛磺酸偶联胆汁酸的血清水平受肝肠循环调节,因此研究者对小鼠肠道进行分析,发现TDCA和TUDCA水平的改变离不开肠道菌群。就算是移植生酮饮食小鼠肠菌的受体小鼠竟然也可以减轻体重。

测序结果显示,生酮饮食会导致肠菌的α多样性显著降低,厚壁菌门、放线菌门、疣微菌门的相对丰度显著降低,变形菌门丰度增加。

在受生酮饮食影响最大的四种菌株中,L. murinus ASF361对宿主体重和空腹血糖影响是最大的,因此研究者又选择了这个菌株进行实验。


发现生酮饮食通过降低编码胆盐水解酶(BSH)的肠道微生物丰度,如L. murinus ASF361,L. murinus ASF361的减少或BSH活性的抑制上调了TDCA和TUDCA的循环水平,从而抑制肠道中的碳酸酐酶1表达,减少肠道吸收卡路里,导致体重减轻。


此外,在对健康参与者(n=416)的观察性研究和对超重或肥胖参与者(n=25)的低碳水化合物生酮饮食干预试验中,结果与小鼠实验的结果是一致的。

  • 分析416名健康参与者的血浆和粪便,发现较低的血浆TDCA和TUDCA水平与较高的BMI或空腹血糖水平显著相关。

  • 25名生酮饮食减重试验参与者,在12周的生酮饮食后体重减轻了5.27kg,体重减轻的同时,还伴随循环TDCA和TUDCA水平的上调。


综上,这项研究揭示了生酮饮食通过调控肠道微生物-胆汁酸代谢抗肥胖的分子机制,生酮饮食可以通过降低肠道能量吸收水平导致体重减轻。

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参考文献:https://www.nature.com/articles/s42255-024-01072-1


标签: 生酮 减重