Microbiomii intestinali ai șoarecilor necesită timp pentru a se schimba după crize de pierdere în greutate, făcându-i mai vulnerabili la recâștigarea în greutate.

diete

Ed Yong 25 noiembrie 2016

În 2009, Danny Cahill a câștigat cel de-al optulea sezon al The Biggest Loser, o emisiune de reality-show în care concurenții se întrec pentru a slăbi cel mai mult. Pe parcursul celor șapte luni ale programului, greutatea lui Cahill a scăzut de la 430 de lire sterline la doar 191. Dar de atunci, el a recuperat 100. Același lucru este valabil pentru majoritatea concurenților emisiunii, dintre care mai mulți sunt acum mai grei decât erau înainte de a participa.

Povestea lor este prea obișnuită. Chiar și atunci când oamenii reușesc să piardă în greutate, în majoritatea cazurilor, kilogramele dispărute revin în decurs de un an - și adesea cu întăriri. Pentru mulți oameni, pierderea în greutate nu este doar grea, ci este Sisifean.

Nimeni nu înțelege cu adevărat motivele care stau la baza acestui „ciclism cu greutatea”, așa-numitul „efect yo-yo”. Se pare că se întâmplă indiferent de greutatea dvs. inițială sau de cât de mult exercițiu faceți. După cum a remarcat colega mea Julie Beck la începutul acestui an, viteza cu care oamenii slăbesc ar putea fi importantă - dar chiar și asta este controversat. „Există multe speculații, dar foarte puține cunoștințe”, spune Eran Elinav de la Weizmann Institute of Science din Israel.

Acum, studiind șoareci, Elinav și colegul său Eran Segal au arătat că efectul yo-yo ar putea fi cel puțin parțial determinat de microbiom - imensa comunitate de bacterii și alți microbi care împărtășesc corpul nostru. Acești microbi ne ajută să ne digerăm alimentele și să extragem energie din aceasta. Și dacă schimbăm ceea ce mâncăm, microbiomul nostru se schimbă și în ceea ce privește speciile abundente și modul în care ne procesează hrana. Unele dintre aceste schimbări se întâmplă foarte repede, dar, așa cum au descoperit Elinav și Segal, altele nu.

Elevul lor Cristoph Thaiss a duplicat efectul yo-yo la șoareci. Le-a hrănit cu o grăsime bogată timp de o lună și s-au îngrășat și au devenit obezi. El le-a schimbat la o dietă normală și au slăbit. Le-a pus din nou pe chow-ul bogat în grăsimi și, de data aceasta, s-au îngrășat și mai mult decât înainte. La fel ca oamenii, acțiunile lor de succes de dietă i-au predispus la creșterea accelerată în greutate.

Mai multe povești

O pasăre enormă are o problemă imobiliară

Planeta săptămânală: singura modalitate de a realiza zborul carbon-neutru, potrivit unei companii aeriene

Astronomii sunt acum obsedați de un gaz special pe Venus

Supraviețuirea celor mai norocoși

Când Thaiss le-a examinat corpurile, nu a putut găsi o explicație evidentă. După dietă, rozătoarele obeze au revenit la greutatea inițială inițială și orice altceva din corpul lor s-a normalizat - colesterolul, zahărul din sânge, insulina, grăsimea corporală, apetitul, activitatea fizică și ratele metabolice.

Dar microbiomii lor nu au făcut-o. Când s-au îngrășat pentru prima dată, mai multe specii de microbi din curajul lor au devenit mai frecvente, altele au devenit mai rare și comunitatea generală a devenit mai puțin diversă. Dar pe măsură ce șoarecii au pierdut în greutate, acele modificări microbiene au revenit lent.

Prin două experimente, Thaiss a arătat că acești microbi rămași explică de ce șoarecii erau predispuși să se îngrășeze și mai mult după dietele lor de succes. În primul rând, el a transferat acei microbiomi în șoareci crescuți în condiții sterile și care nu aveau microbi proprii. Atunci când beneficiarii au mâncat alimente grase, s-au îngrășat mai mult decât de obicei.

În al doilea rând, Thaiss a tratat rozătoarele cu diete mari de antibiotice pentru a-și distruge microbii intestinali existenți și pentru a le restabili microbiomii. Când aceste animale s-au întors la alimente bogate în grăsimi, s-au îngrășat, dar într-un grad mai puțin exagerat decât înainte. Antibioticele au redus efectul yo-yo. „Aceasta nu este în niciun caz o recomandare de a lua antibiotice în timpul dietei”, spune Elinav. „Asta ar avea multe efecte secundare și nu cred că ar fi de ajutor. A fost doar un mod științific de a arăta că microbii fac ceva. ”

Nu toți șoarecii au reacționat în același mod. La fel ca la oameni, unii au jucat mai puternic decât alții, iar Thaiss a arătat că un algoritm computerizat ar putea învăța să prezică mărimea acestor recuperări. Analizând microbiomii rozătoarelor, acesta a prezis cu exactitate amploarea creșterii în greutate a acestora, cu un scor de 0,72 pe o scară de la 0 la 1. Și, în mod clar, și-a bazat predicțiile, examinând nivelurile a 189 de specii de microbi. „Nu există niciun microb glonț de argint”, spune Elinav. Întreaga comunitate ne afectează sănătatea - o temă comună care se desfășoară pe parcursul studiilor de microbiomi.

Pentru a rezuma: atunci când rozătoarele pierd în greutate, microbiomul lor rămâne în urmă. În timpul acelei ferestre, dacă șoarecii își rup dieta și mănâncă din nou alimente bogate în grăsimi, se îngrașă mai repede decât înainte. Microbiomul modificat nu îngrașă singuri șoarecii. Mai degrabă, îi face deosebit de vulnerabili la efectele unei diete slabe.

Poate că acesta este un mod prin care animalele pot rezista perioade lungi de foame și foamete. „Microbiomul ar putea acționa ca un tampon pentru a păstra energia până când vine următoarea oportunitate de hrănire”, spune Elinav. Dar dacă foametea cedează prea brusc sărbătorilor, „aceleași mecanisme care ne protejează ar putea acționa împotriva noastră și ne vor spori tendința de a acumula grăsimi”.

„Studiul este probabil o etapă importantă pentru înțelegerea mecanismelor complexe care duc la ciclismul cu greutate”, spune Abdul Dulloo de la Universitatea din Fribourg. Totuși, el observă că nu surprinde pe deplin complexitatea efectului yo-yo. De exemplu, șoarecii lui Thaiss au devenit inițial obezi după ce au mâncat chow gras, dar efectul yo-yo poate afecta persoanele slabe care consumă diete sănătoase normale, cum ar fi sportivii sau personalul militar care slăbesc după antrenament intens. Și „când hrănești șoareci, le dai o dietă standard care nu este generalizată pentru oameni”, adaugă Krista Casazza de la Universitatea din Alabama la Birmingham.

Este adevărat, de aceea echipa israeliană studiază acum voluntarii umani pentru a vedea dacă sunt afectați de același decalaj microbian - și în ce măsură. De exemplu, după un ciclu de 4 săptămâni de creștere în greutate și dietă, șoarecii lui Thaiss au durat 21 de săptămâni pentru ca comunitățile lor microbiene să se normalizeze. Dacă acest interval de timp se extinde la durata de viață a omului, ar însemna că oamenii sunt vulnerabili la efectul de yo-yo timp de ani de zile după dietă. Dar dacă rămâne la fel între specii, ar însemna o fereastră mai ușor de gestionat de câteva luni. „Până când nu îl măsurați la oameni, nu știm cât de lungă este fereastra susceptibilității”, spune Elinav.

„Știm din studiile noastre clinice la om că pare să existe un punct de neîntoarcere a pierderii în greutate, dincolo de care subiecții își pot menține greutatea pierdută”, spune Liping Zhao de la Shanghai Jiao Tong University. „Acest punct pare a fi personalizat și acum suntem inspirați să îl definim mai precis pentru fiecare individ [în studiile noastre]”.

Elinav speră, de asemenea, să găsească modalități de manipulare a microbiomului pentru a preveni efectul yo-yo. Echipa sa a reușit să o reducă ușor, oferindu-le șoarecilor din dietă un transplant fecal - umplându-i cu scaun de la persoane sănătoase pentru a-și reseta microbiomii. La om, „nimeni nu a încercat un proces de transplant fecal după o dietă reușită”, spune Elinav. "Dar aceste transplanturi sunt o abordare foarte agresivă și nespecifică." El caută ceva mai precis.

Din nou, șoarecii oferă câteva indicii importante. Când au mâncat alimente grase, microbii intestinali au început să descompună cu entuziasm flavonoizii - substanțe nutritive care cresc în mod normal arderea grăsimilor. Mai puțini flavonoizi au însemnat mai multă greutate. Și când echipa și-a hrănit șoarecii cu dietă cu suplimente de flavonoizi, au prevenit revenirea ulterioară.

Deci, este răspunsul de a mânca alimente bogate în flavonoide după dietă? Din nou, rezultatele oferă speranță pentru viitor, mai degrabă decât sfaturi practice pentru prezent. „Tot ce am descoperit a fost la șoareci”, subliniază Elinav. „S-ar putea să fie flavonoizi și la oameni sau poate fi altceva. Diavolul sta in detalii. Înțelegând aceste detalii, vom putea interveni într-un mod mai precis, ceea ce nu am putut face. ”