Периодическое голодание изменило микробиом и активность мозга

В мире более одного миллиарда человек страдают ожирением. Оно считается фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и некоторых видов рака. Но навсегда похудеть нелегко: известно, что сложные взаимодействия между системами организма, например гормонами и мозгом, нередко работают против этого. 

Один из популярных методов снижения веса — прерывистое ограничение энергии (IER, интервальное голодание). Это медицинская практика, заключающаяся в установлении и строгом соблюдении графика приема пищи с периодами полного отказа от нее (либо сильного снижения количества потребляемых килокалорий), сменяющимися периодами потребления без ограничений. Ранее ученые установили, что этот подход не только помогает избавиться от лишнего веса, но и снижает давление, интенсивность воспалительных процессов и риск развития болезней сердца.

Теперь китайские специалисты решили проверить, как метод IER действует на микробиом кишечника и активность мозга. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 

В исследовании участвовали 25 жителей Китая с ожирением. Средний возраст — 27 лет, а индекс массы тела (ИМТ) варьировался от 28 до 45.

Авторы изучили изменения в составе микробиома кишечника (метагеномным анализом), физиологические параметры и состав сыворотки крови, а также активность мозга участников (с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии.

Сначала они прошли «фазу строго контролируемого голодания». В течение 32 дней участники получали индивидуальное питание, разработанное диетологом. Калорийность постепенно снижалась до одной четверти от их основного потребления энергии. 

Затем испытуемые провели 30 дней в «фазе низкоконтролируемого голодания». В этот период участникам дали список рекомендуемых продуктов. При идеальном соблюдении диеты женщины получали 500 килокалорий в день, а мужчины — 600 килокалорий.

К концу исследования масса тела участников снизилась в среднем на 7,6 килограмма, или 7,8%. Как и ожидалось, у них уменьшились количество жира в организме и окружность талии.

Аналогичным образом снизились кровяное давление и уровни глюкозы в плазме натощак, общего холестерина, липопротеинов высокой и низкой плотности, а также активность ключевых ферментов печени. По словам ученых, это доказывает, что интервальное голодание помогает снизить риск сопутствующих заболеваний, связанных с ожирением, такие как гипертония, гиперлипидемия и дисфункция печени.

Кроме того, у участников зафиксировали снижение активности участков мозга, участвующих в регуляции аппетита и зависимости. А в микробиоме кишечника резко увеличилась численность бактерий Faecalibacterium prausnitzii, Parabacteroides distasonis и Bacterokles uniformis. Численность Escherichia coli снизилась.

Дальнейшие анализы показали, что обилие бактерий E. coli, Coprococcus и Eubacterium hallii отрицательно связано с активностью левой орбитальной нижней лобной извилины мозга, которая играет ключевую роль в исполнительных функциях, включая желание похудеть. Напротив, численность бактерий P. distasonis и Flavonifractor plautii положительно коррелировала с активностью областей мозга, связанных с вниманием, двигательным торможением, эмоциями и обучением.

Авторы пришли к выводу, что изменения в мозге и микробиоме во время и после потери веса связаны. Однако поскольку исследование — корреляционное, ученые не смогли определить направление основной причинно-следственной связи.

«Считается, что микробиом кишечника взаимодействует с мозгом сложным, двунаправленным, образом. Микробиом вырабатывает нейротрансмиттеры и нейротоксины, которые попадают в мозг через нервы и кровообращение. В свою очередь, мозг контролирует пищевое поведение, а питательные вещества из нашего рациона могут изменить состав кишечного микробиома», — заключили ученые.