腸道細(xì)菌在生酮飲食的抗癲癇作用中起著關(guān)鍵作用

    在一項(xiàng)新的研究中，來自美國加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員鑒定出在高脂肪低碳水化合物生酮飲食（high-fat, low-carbohydrate ketogenic diet）的抗癲癇作用中起著重要作用的特定腸道細(xì)菌。這項(xiàng)研究是建立癲癇易感性和腸道菌群---人體腸道中存在著的100萬億個左右的細(xì)菌和其他微生物---之間的因果關(guān)系。論文通信作者為加州大學(xué)洛杉磯分校綜合生物學(xué)與生理學(xué)助理教授Elaine Hsiao博士。

Hsiao說，這種生酮飲食具有許多健康益處，包括對抗癲癇藥物不作出反應(yīng)的癲癇患兒遭受更少的癲癇發(fā)作。然而，人們對這種飲食如何幫助癲癇患兒一直沒有給出明確的解釋。在這項(xiàng)將小鼠作為更全面理解癲癇的動物模型的研究中，這些研究人員發(fā)現(xiàn)這種飲食在不到四天的時間內(nèi)就會大幅改變腸道菌群，而且吃這種飲食的小鼠的癲癇發(fā)作顯著減少。

為了測試腸道菌群對阻止癲癇發(fā)作是否是重要的，這些研究人員分析了生酮飲食對兩種小鼠的影響：那些在無菌實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中作為無菌飼養(yǎng)的小鼠，以及那些用抗生素治療來殺滅腸道微生物的小鼠。論文作者、Hsiao實(shí)驗(yàn)室研究生Christine Olson 說，“在這兩種小鼠下，我們發(fā)現(xiàn)生酮飲食不再有效地阻止癲癇發(fā)作。 這表明腸道菌群對這種飲食有效地減少癲癇發(fā)作是必需的。”

接著他們鑒定出兩種類型的細(xì)菌---Akkermansia muciniphila和Parabacteroides，這種生酮飲食會增加它們的水平，而且它們在提供這種保護(hù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

有了這些新知識，這些研究人員研究了給予這兩種細(xì)菌的無菌小鼠。Olson說，“我們發(fā)現(xiàn)如果我們能夠一起給予這兩種特定的細(xì)菌，那么我們就能夠恢復(fù)生酮飲食對這種這些小鼠的保護(hù)作用。如果我們進(jìn)給予這兩種細(xì)菌中的一種，那么它們就不會阻止癲癇發(fā)作。這表明這兩種不同的細(xì)菌當(dāng)它們都存在時發(fā)揮一種獨(dú)特的功能。”

這些研究人員測量了腸道、血液和海馬體---一個在擴(kuò)散癲癇中起著重要作用的大腦區(qū)域---中的數(shù)百種生化物質(zhì)的水平。他們發(fā)現(xiàn)，這些在腸道菌群中的水平可通過生酮飲食加以提高的細(xì)菌會以影響海馬體中的神經(jīng)遞質(zhì)的方式改變腸道和血液中的生化物質(zhì)水平。

這些細(xì)菌是如何做到這一點(diǎn)的？論文共同作者、Hsiao實(shí)驗(yàn)室博士后學(xué)者Helen Vuong 說，“這些細(xì)菌增加大腦中的γ-氨基丁酸（GABA）---一種沉默神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)---相對于大腦中的谷氨酸---一種激活神經(jīng)元使之放電的神經(jīng)遞質(zhì)---的水平。”