Ученые доказали взаимосвязь лишнего веса, микробиома и активностью мозга

Во всем мире более одного миллиарда человек страдают ожирением. Ожирение является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и некоторых видов рака. Но навсегда похудеть нелегко: известно, что сложные взаимодействия между системами организма, такими как физиология кишечника, гормоны и мозг, работают против этого. Одним из методов снижения веса является прерывистое ограничение энергии (IER), при котором дни относительного голодания чередуются с днями нормального питания.

Ученые из  Института управления здравоохранением больницы общего профиля НОАК в Пекине использовали метагеномику образцов стула, анализы крови и функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для изучения изменений в составе микробиома кишечника, физиологических параметрах и составе сыворотки, а также активности мозга у 25 китайских женщин и мужчин, страдающих ожирением, на диете IER. . Участникам в среднем было 27 лет, с ИМТ от 28 до 45.

Здоровый, сбалансированный микробиом кишечника имеет решающее значение для энергетического гомеостаза и поддержания нормального веса. Напротив, аномальный микробиом кишечника может изменить наше пищевое поведение, воздействуя на определенные области мозга, участвующие в зависимости.

Сначала участники прошли «фазу строго контролируемого голодания» продолжительностью 32 дня, во время которой они получали индивидуальное питание, разработанное диетологом, калорийность которого постепенно снижалась до одной четверти от их основного потребления энергии. Затем они провели 30 дней в «фазе низкоконтролируемого голодания», где им был предоставлен список рекомендуемых продуктов: участники, которые идеально придерживались этой диеты, получали 500 калорий в день для женщин и 600 калорий в день для мужчин.

К концу исследования их масса тела снизилась в среднем на 7,6 кг, или 7,8%. Как и ожидалось, у них уменьшилось количество жира в организме и окружность талии. Аналогичным образом снизились их кровяное давление и уровни глюкозы в плазме натощак, общего холестерина, ЛПВП и ЛПНП, а также активность ключевых ферментов печени. Это предполагает, что IER помогает уменьшить сопутствующие заболевания, связанные с ожирением, такие как гипертония, гиперлипидемия и дисфункция печени.

Авторы наблюдали после завершения диеты снижение активности участков мозга, участвующих в регуляции аппетита и зависимости. В микробиоме кишечника резко увеличилась численность бактерий Faecalibacterium prausnitzii, Parabacteroides distasonis и Bacterokles uniformis, тогда как 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, как известно, играет ключевую роль в исполнительных функциях, включая наше желание похудеть.

Напротив, численность бактерий P. distasonis и Flavonifractor plautii положительно коррелировала с активностью областей мозга, связанных с вниманием, двигательным торможением, эмоциями и обучением.

Эти результаты показывают, что изменения в мозге и микробиоме во время и после потери веса связаны — либо потому, что они вызывают друг друга, либо потому, что оба неизвестных фактора вызывают оба. Считается, что микробиом кишечника взаимодействует с мозгом сложным, двунаправленным способом. 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 изменить состав кишечного микробиома.