Kajian Tikus Mencadangkan Bakteria Usus Mempengaruhi Hasil Diet Yo-Yo

Sebilangan besar akan membuktikan, kerja keras dan disiplin yang menyertai diet dan penurunan berat badan dapat dengan cepat dihapuskan oleh penurunan berat badan. Bagi orang gemuk, dilema boleh mengancam kesihatan.

Fenomena ini dikenali sebagai kegemukan "berulang" atau "yo-yo" dan bagi orang gemuk, sebilangan besar individu tidak hanya kembali ke berat badan sebelum diet, tetapi juga menambah berat badan dengan setiap kitaran diet.

Selama setiap pusingan diet dan berat badan kembali, bahagian lemak tubuh mereka meningkat, dan begitu juga risiko mengembangkan manifestasi sindrom metabolik, termasuk diabetes pada awal orang dewasa, hati berlemak, dan penyakit lain yang berkaitan dengan obesiti.

Dalam kajian baru, para penyelidik di Weizmann Institute of Science telah menunjukkan pada tikus bahawa mikroba usus - secara kolektif disebut bioma mikro usus - memainkan peranan penting di luar jangkaan dalam meningkatkan berat badan selepas diet.

Penyiasat percaya bahawa fenomena biasa ini pada masa akan datang dapat dicegah atau dirawat dengan mengubah komposisi atau fungsi mikrobioma. Kajian itu muncul di Alam semula jadi.

Dr. Eran Elinav dari Jabatan Imunologi dan Prof Eran Segal dari Jabatan Sains Komputer dan Matematik Gunaan mengetuai pasukan penyelidikan. Para penyelidik mendapati bahawa setelah menjalani kenaikan dan penurunan berat badan, semua sistem badan tikus kembali normal - kecuali mikrobioma. Selama kira-kira enam bulan setelah menurunkan berat badan, tikus yang mengalami kegemukan mengekalkan mikrobioma "obes" yang tidak normal.

"Kami telah menunjukkan pada tikus gemuk bahawa setelah diet yang berjaya dan penurunan berat badan, mikrobioma mengekalkan 'ingatan' terhadap kegemukan sebelumnya," kata Elinav.

"Mikrobioma berterusan ini mempercepat kenaikan berat badan ketika tikus diberi diet berkalori tinggi atau makan makanan biasa dalam jumlah yang berlebihan." Segal menjelaskan, "Dengan melakukan analisis fungsional terperinci mengenai mikrobioma, kami telah mengembangkan pendekatan terapi berpotensi untuk mengurangkan kesannya terhadap kenaikan berat badan."

Dalam satu siri eksperimen, para saintis menunjukkan bahawa susunan mikrobioma "gemuk" adalah pemacu utama peningkatan berat badan pasca diet yang dipercepat. Sebagai contoh, ketika para penyelidik menghabiskan mikroba usus pada tikus dengan memberikan antibiotik spektrum luas, kenaikan berat badan selepas diet yang berlebihan dihilangkan.

Dalam eksperimen lain, apabila mikroba usus dari tikus dengan riwayat kegemukan diperkenalkan ke tikus bebas kuman (yang, menurut definisi, tidak membawa mikrobioma sendiri), kenaikan berat badan mereka dipercepat setelah diberi makan dengan makanan berkalori tinggi, dibandingkan kepada tikus bebas kuman yang telah menerima implan mikroba usus dari tikus yang tidak mempunyai sejarah kenaikan berat badan.

Seterusnya, para saintis mengembangkan algoritma pembelajaran mesin, berdasarkan beratus-ratus parameter microbiome individu, yang berjaya dan tepat meramalkan kadar kenaikan berat badan pada setiap tetikus, berdasarkan ciri-ciri mikrobiomnya setelah kenaikan berat badan dan diet yang berjaya.

Gabungan pendekatan genom dan metabolik membantu para saintis mengenal pasti dua molekul yang mendorong kesan mikrobioma terhadap kenaikan berat badan. Molekul-molekul ini - tergolong dalam kelas bahan kimia organik yang disebut flavonoid yang diperoleh melalui makan sayur-sayuran tertentu - dengan cepat terdegradasi oleh mikrobioma "pasca diet".

Pengurangan yang cepat menyebabkan tahap molekul ini pada tikus pasca diet secara signifikan lebih rendah daripada tikus yang tidak mempunyai sejarah kegemukan.

Para penyelidik mendapati bahawa dalam keadaan normal, kedua flavonoid ini mendorong pengeluaran tenaga semasa metabolisme lemak. Tahap rendah flavonoid dalam kitaran berat badan menghalang pembebasan tenaga yang berasal dari lemak ini, menyebabkan tikus selepas diet mengumpulkan lemak tambahan ketika mereka kembali ke diet berkalori tinggi.

Akhirnya, para penyelidik menggunakan pandangan ini untuk mengembangkan rawatan bukti konsep baru untuk kegemukan berulang.

Pertama, mereka menanam tikus yang sebelumnya gemuk dengan mikroba usus dari tikus yang tidak pernah gemuk. Transplantasi mikroba tinja ini menghapus "ingatan" obesiti pada tikus ini ketika mereka kembali terkena diet berkalori tinggi, mencegah kegemukan berulang.

Seterusnya, para saintis menggunakan pendekatan yang cenderung lebih tidak disangka oleh manusia: Mereka menambahkan tikus pasca diet dengan flavonoid yang ditambahkan ke dalam air minum mereka.

Ini menjadikan tahap flavonoid mereka, dan dengan itu perbelanjaan tenaga mereka kembali ke tahap normal. Akibatnya, walaupun kembali ke diet berkalori tinggi, tikus tidak mengalami kenaikan berat badan yang dipercepat.

Segal berkata, "Kami menyebut pendekatan ini sebagai 'intervensi pasca-biotik'. Berbeza dengan probiotik, yang memperkenalkan mikroba bermanfaat ke dalam usus, kita tidak memperkenalkan mikroba itu sendiri tetapi bahan yang terkena mikrobioma, yang mungkin terbukti lebih selamat dan berkesan. "

Obesiti berulang adalah wabak perkadaran yang besar, dalam setiap makna perkataan. "Obesiti mempengaruhi hampir separuh populasi orang dewasa di dunia, dan memberi kecenderungan kepada orang-orang untuk komplikasi yang mengancam nyawa seperti diabetes dan penyakit jantung pada orang dewasa," kata Elinav.

"Sekiranya hasil kajian tikus kami dapat digunakan untuk manusia, mereka dapat membantu mendiagnosis dan mengobati kegemukan berulang, dan ini, pada gilirannya, dapat membantu mengurangkan wabak kegemukan."

Sumber: Institut Sains Weizmann