Ученые выяснили, как кетогенная диета помогает бороться с эпилепсией

Ученые  в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) выявили специфические бактерии кишечника, которые играют важную роль в борьбе с последствиями отложения жиров посредством низкоуглеводной кетогенной диеты. Исследование, опубликованное в журнале Cell, является первым, которое установило причинно-следственную связь между приступами эпилепсии и микробиотой кишечника.

Актуальность проблемы

Кетогенная диета имеет многочисленные преимущества для здоровья, в том числе  уменьшает число приступов у детей с эпилепсией, которым не помогают противоэпилептические препараты, говорит Элейн Сяо (Elaine Hsiao), сотрудник кафедры интегративной биологии и физиологии.Тем не менее, не было четкого объяснения того, как именно диета помогает детям с эпилепсией.

Исследователи из лаборатории Сяо (Hsiao’s  laboratory) выдвинули гипотезу, что кишечная микробиота изменяется при использовании кетогенной  диеты и имеет важное значение для борьбы с приступами при эпилепсии. Исследовательская группа провела всестороннее исследование того, влияет ли микробиота кишечника на способность диеты предотвращать судороги, и если да, то как  достигается.

Материалы и методы обследования

Изучая мышей в качестве модели для более глубокого понимания эпилепсии, ученые обнаружили, что диета существенно изменила микробиоту кишечника менее чем за четыре дня, и у мышей на диете было значительно меньше приступов.

Результаты научной работы

Чтобы проверить, важна ли микробиота для защиты от приступов, исследователи проанализировали влияние кетогенной диеты на два типа мышей: те, которые выращены как свободные от микробиоты в стерильной лабораторной среде, и мыши, обработанные антибиотиками для уничтожения микробов кишечника.

«В обоих случаях мы обнаружили, что кетогенная диета больше не эффективна для защиты от судорог», — сказала  Кристин Олсон (Christine Olson). «Это говорит о том, что микробиота кишечника необходима для того, чтобы диета эффективно снижала судороги».

Биологи определили точный порядок органических молекул, известных как нуклеотиды, из ДНК микробиоты кишечника, чтобы определить, какие бактерии присутствовали и на каких уровнях после введения диеты.

Они идентифицировали два типа бактерий, которые увеличились с помощью диеты и сыграли ключевую роль в обеспечении этой защиты: виды Аккермансия муцинифила (Akkermansia muciniphila) и Парабактерид (Parabacteroides species).

«Мы выяснили, что мы могли бы восстановить защиту от приступов, если бы мы выделили эти определенные типы бактерий», — сказал Олсон. «Мы обнаружили, что мы могли бы восстановить защиту от судорог, если бы мы выделили эти определенные типы бактерий», — сказал Олсон. «Если бы мы привили только один вид бактерии, это не было бы столь эффективно. Это говорит о том, что эти различные бактерии выполняют уникальную функцию, когда они вместе».

Исследователи измерили уровень сотен веществ в кишечнике, в крови и в гиппокампе, области мозга, которая играет важную роль в распространении судорог. Они обнаружили, что бактерии, которые количественно увеличились с помощью кетогенной диеты, меняют уровень биохимических веществ в кишечнике и крови таким образом, что они влияют на нейромедиаторы гиппокампа.

Как бактерии это делают? «Бактерии повышали урровень ГАМК-нейромедиатора, который угнетает нейроны головного мозга по сравнению с уровнем глутамата, нейромедиатора, который активирует нейроны», — говорит  Хелен Вонг (Helen Vuong).

«Это исследование вдохновляет нас на изучение того, видны ли сходные роли для микрофлоры кишечника у людей, которые находятся на кетогенной диете», — сказала  Вонг.

Выводы

«Последствия для здоровья и болезней являются многообещающими, но необходимо провести гораздо больше исследований, чтобы проверить, могут ли открытия у мышей также применяться к людям», — говорят авторы исследования.

Авторы другого исследования утверждают, что кетогенная диета бодибилдеров поможет в лечении шизофрении.

Литература

Christine A. Olson, Helen E. Vuong, Jessica M. Yano, Qingxing Y. Liang, David J. Nusbaum, Elaine Y. Hsiao. The Gut Microbiota Mediates the Anti-Seizure Effects of the Ketogenic Diet // Cell — 2018