В недавнем исследовании, опубликованном в Nature Medicine группа исследователей оценила влияние веганской и кетогенной диет на иммунный ответ и кишечную микробиоту человека.

Общие сведения

Питание существенно влияет на физиологические процессы, включая иммунную регуляцию, предлагая потенциал для диетотерапии таких заболеваний, как рак и хроническое воспаление.

Исследования показывают, что веганская или вегетарианская диета с низким содержанием жиров может снизить воспаление и риск сердечных заболеваний, в то время как кетогенная диета может принести пользу при определенных типах эпилепсии и уменьшить нейровоспаление. Однако точное влияние диеты на иммунитет человека до сих пор неясно. Выбор рациона влияет не только на потребление питательных веществ, но и на микробиом кишечника, который имеет решающее значение для здоровья.

Хотя исследования на животных показывают четкую взаимосвязь между питанием, микробиомом и иммунитетом, ее влияние на иммунитет человека изучено меньше. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять сложную взаимосвязь между различными диетами и иммунными реакциями человека, что позволит разработать индивидуальные диетологические вмешательства для улучшения результатов в отношении здоровья.

Об исследовании

Настоящее исследование проводилось в период с апреля 2019 года по март 2020 года в Клиническом центре Национального института здравоохранения (NIH). В нем приняли участие участники в возрасте 18-50 лет, у которых не было метаболических и сердечно-сосудистых заболеваний. Участники, проинформированные о рисках исследования, дали согласие и были случайным образом распределены для того, чтобы сначала придерживаться либо веганской, либо кетогенной диеты в течение двух недель, затем перейти на альтернативную диету.

Блюда готовились в соответствии с диетическими рекомендациями и контролировались на предмет употребления. Образцы крови участников были взяты для различных анализов, включая проточную цитометрию, транскриптомику, протеомику и метаболомику. В исследовании также изучался микробиом кишечника с использованием собранных образцов кала. Однако не все участники согласились на широкий обмен данными, что ограничило доступность некоторых наборов данных.

Исследование проводилось с использованием статистических данных для оценки его первичных и вторичных результатов, хотя конкретный размер выборки определялся исследовательским путем. Диетические вмешательства включали разработанные блюда для обеспечения соблюдения соответствующих диет. Было проанализировано влияние этих диет на различные показатели здоровья, но исследователи не были слепы к распределению рациона.

Образцы крови были обработаны для нескольких анализов. Мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) были выделены для проточной цитометрии и анализа рибонуклеиновой кислоты (РНК). Анализ образцов крови и плазмы позволил получить представление о влиянии диеты на иммунную систему и метаболические пути.

Результаты исследования

В ходе исследования 20 участников подверглись перекрестному диетическому вмешательству, потребляя как кетогенную диету с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов, так и веганскую диету с низким содержанием жиров и высоким содержанием углеводов в течение двух недель каждая, в случайном порядке. Обе диеты состояли из некрахмалистых овощей, но существенно отличались по другим компонентам: кетогенная диета включала продукты животного происхождения, в то время как веганская диета включала продукты растительного происхождения. Различия в потреблении питательных веществ, особенно жирных кислот и аминокислот, были значительными между диетами.

В исследовании оценивалось влияние этих диет на иммунные клетки участников, экспрессию генов, белковый состав, микробиоту кишечника и метаболические профили. Были проведены различные анализы, включая проточную цитометрию, протеомику, секвенирование микробиома, РНК-секвенирование и метаболомику, хотя не все участники внесли свой вклад в каждый набор данных из-за доступности образцов.

Проточная цитометрия показала, что обе диеты вызывали значительные изменения в составе иммунных клеток, независимо от порядка питания. Кетогенная диета заметно увеличивала частоту образования определенных иммунных клеток, таких как активированные регуляторные Т-клетки и естественные киллеры (NK), в то время как веганская диета показала увеличение количества активированных Т-хелперов и NK-клеток.

Секвенирование РНК цельной крови выявило различные паттерны экспрессии генов, связанные с каждой диетой. Кетогенная диета была связана с усилением регуляции путей, связанных с адаптивным иммунитетом, таких как активация Т-клеток, в то время как веганская диета оказывала иное воздействие. Кроме того, протеомный анализ показал, что кетогенная диета может оказывать более широкое влияние на секрецию и клиренс белка, при этом отмечаются различия в реакции на диету в зависимости от пола.

Анализ микробиома не показал четкого разделения между диетами, но выявил значительные изменения в составе, особенно после кетогенной диеты. Эта диета привела к заметному снижению микробных путей, связанных с биосинтезом аминокислот и витаминов, возможно, из-за высокого содержания аминокислот в рационе, снижающего зависимость от аминокислот, полученных из микробиома.

Метаболомический анализ дополнительно продемонстрировал, что диеты значительно влияют на метаболизм организма, особенно на липидный профиль. Корреляционный анализ по наборам данных показал сильно взаимосвязанные сети, в основном обусловленные факторами, связанными с аминокислотами, липидами и иммунной системой. Это сложное взаимодействие подчеркнуло глубокое влияние диеты на физиологию хозяина, охватывающее иммунные реакции, кишечную микробиоту и метаболические процессы.