Кето диета и микробиом

Кишечный микробиом и кето-диета

кето диета и кишечный микробиом

Кетогенная диета и микробиота: друзья или враги?

Antonio Paoli, Laura Mancin, Antonino Bianco, Ewan Thomas, João Felipe Mota and Fabio Piccini
Ketogenic Diet and Microbiota: Friends or Enemies?
Genes 2019, 10(7), 534
liniya.png

СОДЕРЖАНИЕ

3. Результаты (Как VLCKD влияет на микробиом кишечника)

Резюме. В последние годы все больше фактов свидетельствует о том, что кишечные микробные сообщества играют фундаментальную роль во многих аспектах здоровья человека и заболеваний. Микробиота кишечника является очень динамичным субъектом, на который влияют окружающая среда и пищевое поведение. Учитывая влияние такого микробного сообщества на здоровье человека и его многочисленные механизмы действия, такие как производство биологически активных соединений, защита от патогенных микроорганизмов, энергетический гомеостаз, метаболизм питательных веществ и регуляция иммунитета, установление влияния различных пищевых подходов имеет решающее значение. Кетогенная диета с очень низким содержанием углеводов является очень популярным диетическим подходом, используемым для различных целей: от потери веса до неврологических заболеваний. Целью данного обзора является анализ сложных взаимодействий между кетогенной диетой и кишечной микробиотой и того, как эта большая сеть может влиять на здоровье человека.

1. Введение

1.1. Микробиота кишечника человека и его микробиом

Микробиота кишечника человека, то есть типы организмов, которые присутствуют в кишечнике, состоит из триллионов микробных клеток и тысяч видов бактерий [1]. Она включает в себя ~ 1013 микроорганизмов, принадлежащих к трем областям жизни: Бактерии, Археи и Эукариоты, и участвует в различных функциях [2,3]. Микробиом - это совокупность генов и их функций, и благодаря новым генетическим и биоинформатическим технологиям изучение кишечного микробиома радикально трансформировалось. Использование новейшей платформы секвенирования следующего поколения (NGS) позволяет секвенировать от тысячи до миллиона молекул ДНК бактерий за один цикл (метагеномика) [4], и благодаря этому микробному секвенированию наконец стало возможным понимание того, как разные микроорганизмы присутствуют в разных участках организма человека [5]. Эти новые омические технологии позволяют ученым раскрыть роль бактериальных генов в здоровье человека [6].

Несколько исследований показывают, что хозяин устанавливает свою основную микробиоту при рождении [7]; колонизация желудочно-кишечного тракта микроорганизмами начинается в течение нескольких часов после рождения и заканчивается в возрасте от трех до четырех лет. Природа микробиоты толстой кишки определяется несколькими факторами, такими как грудное вскармливание, географическое положение, генетика, возраст и пол [8].

Влияние пищевых продуктов (макронутриентов) на состав кишечной микробиоты возрастает, особенно в отношении специфических пищевых волокон. Было показано, что рацион питания, состоящий из нерафинированных пищевых продуктов и большого потребления «углеводов, доступных для микробиоты» (MACs), способен поддерживать рост специализированных микробов, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs): важного источника энергии для колоноцитов человека и ключевых сигнальных молекул между кишечной микробиотой и хозяином [9]. Спорно, что типичная для западной диеты схема питания с высоким содержанием жиров - высоким содержанием сахара и низким содержанием клетчатки - снижает выработку SCFAs, смещая метаболизм желудочно-кишечной микробиоты на выработку вредных метаболитов, способствуя экспансии бактерий, ассоциированных с хроническим воспалением [10].

На состав микробиома влияют многие факторы [11], а стабильность микробиома, достигнутая в возрасте от двух до пяти лет, игнорируется Bacteroidetes, крупнейшим типом грамотрицательных бактерий, связанных как с благотворным, так и с вредным воздействием на организм. здоровье [12,13]. Тем не менее, отношение Firmicutes к Bacteroidetes считается значимым для здоровья кишечника, это соотношение явно связано с увеличением индекса массы тела (ИМТ) [14], и уровни этих двух доминирующих видов бактерий, как известно, резко изменяются со старением, особенно роды Bifidobacterium и Lactobacillus [15].

1.2. Биологически Активные Продукты

Микроорганизмы, живущие в нашем кишечнике, влияют на хозяина посредством производства биологически активных метаболитов, которые способны регулировать многие биологические пути, участвующие в иммунитете и выработке энергии. Бактериальная популяция толстой кишки переваривает углеводы, белки и липиды, которые не перевариваются тонкой кишкой. Переваренные вещества, называемые «углеводами, доступными для микробиоты» (MACs), представлены стенками растительных клеток, целлюлозой, гемицеллюлозами, пектином и устойчивым крахмалом; эти полимеры подвергаются микробной деградации и последующей ферментации [3]. Действительно интересно, что геном кишечных бактерий, отличающийся от человеческого генома, кодирует несколько высокоспецифичных ферментов, способных переваривать и ферментировать сложные биомакромолекулы путем гидролиза гликозидных связей [16,17].

Что еще более важно, микроорганизмы обладают способностью вырабатывать большое количество витаминов В12 и К, необходимых для здоровья человека, особенно для ежедневного потребления витамина К, которого чаще всего недостаточно [18,19].

Известными конечными продуктами ферментации в толстой кишке являются короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs), такие как бутират (C4H7O2-), вырабатываемый, в частности, Фирмикутами, пропионат (C3H5O2-) Бактериоидетами и ацетат (C2H4O2) анаэробами; они представляют самый большой источник энергии для кишечных абсорбирующих клеток. [20,21].

SCFAs способствуют регуляции системной иммунной функции, направляют соответствующий иммунный ответ на патоген и влияют на разрешение воспаления [22].

Более того, специфические бактерии обладают собственной способностью продуцировать многие нейроэндокринные гормоны и нейроактивные соединения, участвующие в ключевом аспекте нейротрансмиссии, поэтому микробная эндокринология связывает науку микробиологии с нейробиологией. Было показано, что γ-аминомасляная кислота (ГАМК или англ. GABA), основной ингибирующий нейротрансмиттер центральной нервной системы млекопитающих [23], была продуцирована штаммами Lactobacilli и Bifidobacteria, более конкретно, Lactobacillus brevis, Bifidobacterium dentium, Bifidobacterium adolescentis и Bifidobacterium infantis [24,25]. Было продемонстрировано, что Lactobacillus rhamnosus обладает терапевтическим потенциалом в модуляции экспрессии центральных ГАМК-рецепторов, опосредуя депрессию и тревожное поведение [26].

Кроме того, другим важным медиатором оси кишечник-мозг является серотонин (5-гидрокситриптамин 5-НТ), который вырабатывается энтерохромаффинными клетками желудочно-кишечного тракта. Это метаболит аминокислоты триптофан и играет ключевую роль в регуляции нескольких функций, таких как настроение.

95% серотонина хранится в энтерохромаффинных клетках и кишечных нейронах, в то время как только 5% находится в центральной нервной системе. Ким (Kim) и его коллеги обнаружили, что у мышей без микробов уровень серотонина в крови снижается в два раза по сравнению с обычными мышами [27].

Однако периферический серотонин в кишечнике не способен преодолеть гематоэнцефалический барьер; этот серотонин действует на просвет, слизистую оболочку, циркулирующие тромбоциты и, в значительной степени, вовлечен в перистальтику кишечника и кишечное противовоспалительное действие [28,29]. Jun Namking и коллеги предположили, что регуляция периферического серотонина может быть адекватным инструментом для лечения ожирения путем повышения чувствительности к инсулину [30].

1.3. Межиндивидуальная изменчивость микробиоты

Изменчивость среди людей и приспособляемость кишечной микробиоты к существенным изменениям позволили манипулировать различными внешними факторами, восстанавливая как биологические функции, так и богатство микробиоты [31]. Тот факт, что на микробное сообщество людей строго влияет диета, а хорошее экологическое сообщество связано с улучшением здоровья, открывает широкие возможности для улучшения здоровья человека путем изменения состава микробиоты с помощью различных схем питания [32,33,34].

Наличие огромного разнообразия и комбинации питательных веществ способствует селективному обогащению микроорганизмов, но как качество, так и количество макроэлементов влияют на структуру и функцию микробиома [35].

Было продемонстрировано, что западная диета с высоким содержанием жиров и высоким содержанием сахара негативно влияет на здоровье кишечника [36], а диета с высоким содержанием жиров тесно связана с воспалением [37], однако в нескольких исследованиях [38,39,40] высказана необходимость рассмотреть структуру и функции различных жирных кислот. De Wit и его коллеги [41] показали, что специфический тип жирных кислот по-разному влияет на микробиоту кишечника, и совсем недавно было сказано, что мононенасыщенные жирные кислоты (MUFA’s) и полиненасыщенные жирные кислоты (PUFA’s) омега-3 могут быть ключом контроля низкосортного системного воспаления, воспаления кишечника и ожирения [39].

По этим причинам специализированные и ограниченные диетические схемы, принятые в качестве лечения некоторых заболеваний, должны быть исследованы на предмет их влияния на микробиоту человека (например, контроль уровня FODMAP для синдрома раздраженного кишечника и кетогенная диета для рефрактерной эпилепсии) [40,42]. Эти закономерности, снижая или исключая определенный тип пищевых продуктов, могут положительно или отрицательно влиять на состав микробиоты и связанное с ним влияние на физиологию хозяина [43,44,45]. Это относится к очень низкоуглеводной кетогенной диете (VLCKD – very low carbohydrate ketogenic diet), питательному подходу, набирающему популярность не только в плане лечения неврологических расстройств, но и в плане быстрого похудения [45,46]. VLCKD, благодаря резкому сокращению потребления углеводов, показала нарушение как разнообразия, так и богатства кишечной микробиоты [47].

1.4. Кетогенная диета с очень низким содержанием углеводов (VLCKD)

Кетогенная диета с очень низким содержанием углеводов (VLCKD) - это диетический протокол, который используется с 1920 года для лечения рефрактерной эпилепсии [48], и в настоящее время он становится популярным в качестве потенциального средства для лечения ожирения и связанных с ним нарушений обмена веществ [49]. В связи с типичной картиной VLCKD, горячей темой в исследованиях и развивающейся областью исследований было влияние кетогенной диеты на микробиом кишечника [50,51,52,53].

Кетогенная диета позволяет очень низкое потребление углеводов (около 5% - 10% от общего потребления калорий или ниже 50 г в день), как средство для увеличения производства кетонов [54].

Первоначально метод VLCKD использовался в качестве лечения пациентов с эпилепсией, которые не реагировали на противосудорожные препараты [55]. В настоящее время он стал популярным благодаря своим преимуществам, распространяющимся на нейродегенеративные заболевания, болезни обмена веществ и ожирение [45]. Недавно было продемонстрировано, что VLCKD является мощным инструментом для некоторых нейродегенеративных заболеваний, таких как расстройство аутистического спектра (ASD), болезнь Альцгеймера [46], GLUT1-DS - синдром дефицита глюкозного транспортера типа 1 (GLUT1) [56] и аутоиммунный рассеянный склероз (AIMS) [57]. Учитывая тот факт, что VLCKD является строго ограниченным рационом питания, в настоящее время возникла необходимость в разработке новых функций VLCKD, таких как популярная модифицированная диета Аткинса (MAD - modified Atkins diet) и диета с низким гликемическим индексом (LGIT - low glycemic index diet) [58,59].

Эти новые паттерны были продемонстрированы как успешный инструмент, способный уменьшить симптомы припадка, а также выявить сходный результат с более низкими побочными эффектами по сравнению с традиционными режимами VLCKD [60,61,62]. LGIT, в отличие от модифицированного режима Аткинса, включает в себя отказ от высоких гликемических углеводов для стабилизации уровня глюкозы в крови, поскольку было показано, что стабильные уровни глюкозы связаны с контролем над приступами [63]. Из-за MAD и LGIT люди могут более гибко выбирать пищу, которую они хотят потреблять, им не нужно рассчитывать конкретное кетогенное соотношение, но они могут сосредоточиться на обеспечении достаточных и подходящих жиров, как по количеству, так и по качеству.

1.5. Физиология кетоза

Очень низкоуглеводная кетогенная диета (VLCKD) имеет несколько общих путей, которые были обнаружены во время голодания [64]. После нескольких дней резкого снижения потребления углеводов, по крайней мере <20 г/сут или 5% от общего суточного потребления энергии, глюкоза в организме оказывается недостаточной как для окисления жиров (оксалоацетат в цикле трикарбоновых кислот TCA), так и для энергии, необходимой центральной нервной системе, заставляющей организм использовать жиры в качестве основного источника топлива [65].

Однако жирные кислоты не обеспечивают энергию для мозга, потому что они не способны преодолеть гематоэнцефалический барьер: эта энергия обеспечивается кетоновыми телами (KBs).

Кетоновые тела, 3-гидроксибутират (3HB), ацетат и ацетоацетат (AcAc) образуются в печени в процессе кетогенеза. Кетогенез происходит особенно в митохондриях клеток печени, где жирные кислоты достигают митохондрий через карнитин-пальмитоилтрансферазу и затем распадаются на их метаболиты, образуя ацетил-КоА. Фермент тиолаза (или ацетил-КоА-ацетилтрансфераза) превращает две молекулы ацетил-КоА в ацетоацетил-КоА. Ацетоацетил-КоА затем превращается в HMG-КоА благодаря ферменту синтазы HMG-CoA. Наконец, HMG-CoA-лиаза превращает HMG-CoA в ацетоацетат, который может быть декарбоксилирован в ацетоне или через β-гидроксибутират-дегидрогеназу превращен в β-гидроксибутират.

Менее распространенным кетоновым телом является ацетон, в то время как 3HB играет основную роль в организме человека при низкоуглеродной диете [66].

Глобальное представление о том, как VLCKD может влиять на здоровье кишечника, показано на рисунке 1.

Влияние очень низкоуглеводной кетогенной диеты и кетоновых тел на здоровье кишечника

Рисунок 1. Влияние очень низкоуглеводной кетогенной диеты и кетоновых тел на здоровье кишечника. BHB: β-гидроксибутират, AcAc: ацетоацетат.

2. Методы

Мы провели систематический обзор с февраля по март 2019 года; мы использовали электронные базы данных Pubmed, (MEDLINE) и Google scholar. Мы приняли термин MeSH через функцию «База данных MeSH» в Pubmed. Термины, объединенные с логическими операторами И, ИЛИ, НЕ, были «кишечная микробиота», «кишечный микробиом», «кетогенная диета», «кетогенный», «жир». Критерии отбора включали полнотекстовые статьи, написанные на английском языке, доступные онлайн с 2015 по 2019 год; В конкретных исследованиях, в которых авторы изучали влияние кетогенной диеты на кишечную микробиоту, не было выявлено конфликта интересов. Мы решили включить исследования как in vivo, так и in vitro, начиная от рандомизированных контролируемых испытаний и заканчивая контролем над случаями, и, чтобы подчеркнуть влияние диеты в «фиксированных» условиях, мы включили также исследования на животных.

3. Результаты

Как VLCKD влияет на микробиом кишечника

Поскольку кетогенная диета, похоже, достигает консенсуса [63], мало что еще известно о ее влиянии на микробиоту кишечника.

Лишь в нескольких экспериментальных исследованиях изучалась взаимосвязь между VLCKD и кишечным микробиомом [47,50,52,53,67,68,69,70] с целью изучения влияния VLCKD на состав и характеристики кишечных микроорганизмов. Эффекты VLCKD на микробиом кишечника были исследованы на мышах и людях со смешанными результатами. Наш систематический обзор включал девять исследований, и основные результаты были представлены схематически (Таблица 1).

Таблица 1. Основные выводы о влиянии кетогенной диеты (KD) на кишечный микробиом.

Таблица

Недавно [53] была исследована роль VLCKD в микробиоте кишечника, связанная с противоэпилептическим действием на мышей. В этом исследовании ученые обнаружили, что мыши в течение четырех дней пребывания на диете имели значительные изменения в таксономии бактерий кишечника. Два вида бактерий, Akkermansia и Parabacteriodes, были значительно увеличены у мышей, которых кормили кетогенной диетой, и гнотобиотическая колонизация этими микроорганизмами выявила противоэпилептический эффект у мышей без микробов или обработанных антибиотиками.

Увеличение количества этих двух видов бактерий в кишечнике привело к снижению продукции γ-глутамилтранспептидазы кишечным микробиомом, фермента катализирущего перенос функциональных групп γ-глутамила из молекул, таких как глутатион, в акцептор, который может быть аминокислотой образующий глутамат [71].

Кроме того, они наблюдали уменьшение подгруппы кетогенных γ-глутатамилированных (GG) аминокислот (то есть γ-глутамил-лейцина) как в кишечнике, так и в крови. Предполагается, что аминокислоты GG обладают транспортными свойствами через гематоэнцефалический барьер, отличным от не-γ-глутамилированных форм [72]: это свойство участвует в биосинтезе глутамата и ГАМК [73].

Этот факт, в свою очередь, имел эффект увеличения отношения ГАМК к глутамату в мозге мышей. Исследователи предположили, что связанное с VLCKD-микробиотой ограничение в аминокислотах GG играет ключевую роль в противодействующем эпилепсии эффекте, что подтверждается предыдущими исследованиями, показывающими активность GGT в модификации электрической активности припадка [53].

Кетогенная диета, состоящая из коротких жирных кислот SFAs, мононенасыщенных жирных кислот MUFAs и полиненасыщенных жирных кислот PUFAs, была предоставлена ​​Ма и его коллегами в течение 16 недель [51], и она показывает, что у мышей было разнообразное улучшение сосудисто-нервных заболеваний, строго связанное с низким риском развития болезни Альцгеймера. Эти полезные эффекты могут быть связаны с изменением состава микробиоты в кишечнике, в частности с ростом количества полезных бактерий, Akkermansia Muciniphila и Lactobacillus, которые способны генерировать короткоцепочечные жирные кислоты SCFAs. Интересно, что они обнаружили уменьшение провоспалительных микробов, таких как Desulfovibrio и Turicibacter. Однако диета VLCKD уменьшала общее микробное α-разнообразие из-за низкого содержания углеводов (сложных углеводов) в рационе, что является фундаментальным для микроорганизма с целью их расщепления и получения энергии [52].

Исследование 2016 года [67] изучало, может ли VLCKD обеспечить преимущества в микробиоме кишечника при мышиной модели аутизма. Авторы вводили VLCKD в течение нескольких дней (10–14), наблюдая изменения в кишечном микробиоме; они пришли к выводу, что VLCKD оказывала «антимикробный» эффект, уменьшая общее богатство микроорганизмов как в слепой кишке, так и в фекальной массе, а также улучшая соотношение видов Firmicutes и Bacteroides. Пониженное соотношение Firmicutes: Bacteroides является обычным явлением при ASD, и диета VLCKD, улучшив это соотношение, смогла усилить поведенческие симптомы ASD. Наконец, в отличие от вышеупомянутых исследований, VLCKD уменьшила количество видов бактерий A. muciniphila, что привело к сходным уровням с теми, которые были обнаружены в контрольных группах.

Была описана связь между микробиомом, VLCKD и потенциальной ролью при рассеянном склерозе (РС) [52]. Общим признаком аутоиммунного РС является повреждение и поражение «биоферментативной функции толстой кишки». Процесс ферментации, который позволяет производить полезные побочные продукты, такие как SFCAs, нарушен, таким образом, дисбиотические бактерии толстой кишки переваривают пищу в опасные соединения, влияющие на организм. Диета VLCKD полностью восстановила микробную биоферментативную массу и нормализовала концентрацию микробиома толстой кишки. Авторы [52] продемонстрировали двухфазный эффект VLCKD: сначала имело место резкое снижение богатства и бактериального разнообразия, но через 12 недель концентрация бактерий начала восстанавливаться до исходного уровня, а через 23–24 недели она показала значительное увеличение концентрации бактерий выше базовой линии.

Исследование, проведенное Xie с коллегами у детей [68], изучало связь между микробиомом и рефрактерной эпилепсией у 14 эпилептических и 30 здоровых детей. Пациенты с эпилепсией продемонстрировали дисбаланс кишечной микробиоты перед началом VLCKD. Авторы обнаружили более высокое количество патогенных протеобактерий (Escherichia, Salmonella и Vibrio), которое значительно уменьшилось после лечения VLCKD и увеличилось количество Bacterioidetes как у здоровых людей, так и у пациентов. Bacteroides spp. строго связаны с перевариванием и метаболизмом питательных веществ с высоким содержанием жиров и регуляцией секреции 6–17 интерлейкинов в дендритных клетках, что связано с эффектами судорог у пациентов с эпилепсией [74]. Исследователи предполагают, что VLCKD может уменьшить эти симптомы, развивая изменения в разнообразии микробиоты.

Zhang и соавт. искали различия в микробиоте педиатрических пациентов, получавших кетогенную диету [69]. Они исследовали разницу между респондентами (частота приступов была уменьшена или остановлена) и лицами, не отвечающими (не влияло на судороги). Они обнаружили увеличение количества Bacteroides и уменьшение количества Firmicutes и Actinobacteria у респондеров. С другой стороны, Clostridia, Ruminococcus и Lachnospiraceae (тип Firmicutes) увеличились у лиц, не отвечающих на лечение. Эти данные продемонстрировали, что кетогенная диета изменяет кишечный микробиом педиатрических пациентов, что свидетельствует о том, что кишечный микробиом следует учитывать в качестве биомаркера эффективности противосудорожного лечения. Что касается пациентов, страдающих синдромом дефицита глюкозного транспортера типа 1 [50], было показано значительное увеличение Desulfovibrio spp. у шести пациентов, через 3 месяца вмешательства. Desulfovibrio spp - это род, принадлежащий к гетерогенной группе сульфатредуцирующих, подвижных, анаэробных бактерий, связанных с воспалительным статусом слизистой оболочки кишечника [75]. Авторы предположили, что в случае дисбактериоза может быть хорошим вариантом использование дополнительной добавки с пре- или пробиотиками для поддержания «экологического баланса» кишечной микробиоты [50].

Недавно проведенное исследование у детей с эпилепсией выявило снижение содержания бифидобактерий, а также E. rectale и Dialister, которые коррелируют с такими полезными для здоровья факторами, как профилактика колоректального рака, СРК и некротизирующего энтерколита [76]. Исследователь выявил относительное обилие Actinobacteria и Escherichia coli, что может быть связано с ограничением VLCKD на углеводы. Следует подчеркнуть, что благодаря анализу подсистемы 29SEED ученые выявили истощение путей, ответственных за деградацию углеводов [70].

4. Обсуждение

4.1. Друг или враги?

Все работы, которые были выбраны для изображения механизмов скрещивания, выявили предполагаемые связи между микробиомом кишечника, кетогенными диетами и системными эффектами. Некоторые результаты демонстрируются с помощью «омического» анализа, а некоторые только предполагаются. Как можно видеть, есть несколько противоречивых выводов, предполагающих необходимость более глубокого понимания. Картина (рис. 2) призвана подчеркнуть предполагаемые основные эффекты кетогенной диеты на различные ткани и микробиоту кишечника, а также то, как на ткани может влиять разнообразие кишечной микробиоты.

vliyanie_ketogennoj_diety_na_razlichnye_tkani_i_mikrobiom.png

Рисунок 2. Влияние кетогенной диеты на различные ткани и микробиом. KD играет противоречивую роль в отношении голода, но общий эффект является анорексигенным. KD-орексигенное (стимулирующее аппетит) действие: увеличение ГАМК мозга (γ-аминомасляной кислоты) за счет BHB (β-гидроксибутириновой кислоты); увеличение фосфорилирования AMP (аденозинмонофосфат-активированного белка) через BHB; повышение уровня циркулирующего адипонектина; уменьшение АФК (активных форм кислорода). KD-анорексигенное действие: увеличение циркулирующих после еды FFAs (свободных жирных кислот); постоянный ответ на прием пищи CCK (холецистокинина); уменьшение циркулирующего грелина; снижение фосфорилирования AMP; снижение экспрессии AgRP (Agouti-родственного протеина). KD оказывает положительное влияние на болезнь Альцгеймера через: повышение уровня CBF (мозгового кровообращения) в VMH (вентромедиальном ядре гипоталамуса); уменьшение экспрессии mTOR (мишени рапамицина у млекопитающих) за счет увеличения уровня экспрессии белка eNOS (эндотелиальной синтазы оксида азота); повышенная экспрессия P-gp (P-гликопротеина), который транспортирует (амилоидные-β) бляшки; улучшение целостности ГЭБ (гематоэнцефалического барьера). KD оказывает благотворное влияние на эпилептический припадок путем модуляции соотношения ГАМК / глутамат в гиппокампе. Он оказывает противосудорожное действие благодаря: увеличению уровня ГАМК, увеличению соотношения ГАМК/глутамат. KD играет главную роль в потере жира. Это оказывает положительное влияние на жировую ткань через: уменьшение липосинтеза, увеличение окисления липидов и увеличение адипонектина. KD играет противоречивую роль в отношении микробиома. KD обычно оказывает свое влияние через: уменьшение α-разнообразия (разнообразие в отдельной экосистеме / образце) и уменьшение богатства (количество различных видов в среде обитания / образце). KD влияет на здоровье кишечника через метаболиты, вырабатываемые различными микробами: увеличение / уменьшение SCFAs (короткоцепочечных жирных кислот), увеличение H2S (сероводорода) и уменьшение лактата. KD и мозг: KD может влиять на ЦНС (центральную нервную систему) не только напрямую, но и косвенно. Предполагается, что воздействие KD на мозг опосредуется микробиотой через увеличение SCFAs и уменьшение количества γ-глутамиламинокислоты. A. muciniphila и Lactobacillus известны как продуценты SCFAs. SCFAs транспортируются переносчиками монокарбоксилазы, экспрессируемыми в ГЭБ. Desulfovibrio обладает способностью продуцировать сероводород и, как следствие, нарушать барьер слизистой оболочки кишечника. Снижение Desulfovibrio и усиление A. muciniphila и Lactobacillus могут способствовать ГЭБ и улучшению сосудисто-нервного состояния. KD и жировая ткань: KD может косвенно влиять на жировую ткань посредством микробиоты через снижение гликемии через фосфорилирование аденозин-монофосфат-протеинкиназы (AMPK), повышение чувствительности к инсулину и увеличение SCFAs. Большое количество A. muciniphila и Lactobacillus spp. привело к снижению массы тела и гликемии. Было продемонстрировано, что у пациента с сахарным диабетом 2 типа, получавшего метформин, выявлен более высокий уровень A. muciniphila, возможно, у метформина есть способность уменьшать массу тела путем активации путей AMPK (AMP-активированной протеинкиназы). A. muciniphila связана с повышением чувствительности к инсулину, и Lactobacillus могут играть те же самые эффекты посредством производства SFCAs: Несколько исследований показали, что Lactobacillus строго связан с потерей массы тела.

4.2. Факторы, влияющие на микробиоту во время VLCKD: что мы должны учитывать?

4.2.1. Жиры

Оптимальный состав VLCKD учитывает как высоконасыщенные, так и моно-полиненасыщенные жиры [54], тогда как западная диета богата насыщенными транс-жирами и бедна моно-полиненасыщенными жирами [77].

Недавний систематический обзор показал, что диеты с высоким содержанием насыщенных жирных кислот приводят к отрицательному воздействию на микробиоту кишечника [78]. Авторы отметили, что диеты, богатые высоко мононенасыщенными жирами, отрицательно влияют на микробиоту кишечника, снижая богатство бактерий, в то время как диеты, богатые полиненасыщенными жирными кислотами (с противоположными эффектами при сравнении омега-3 и омега-6 жиров), не изменяют богатство и разнообразие. Однако следует отметить, что лишь немногие исследования были проведены с использованием методов NGS или дробового секвенирования, эти новые технологии обеспечивают точные данные, избегая экспериментальных ловушек и предубеждений, созданных “старомодными” методами секвенирования [79]. Недавно рандомизированное контролируемое экспериментальное исследование [80] показало, что диета с высоким содержанием жира увеличивает количество бактероидов при одновременном снижении количества продуцентов бутирата (Faecalibacterium и Blautia) по сравнению со средне-низкожировой группой. Различия в фекальных SCFAs могут быть объяснены высоким содержанием углеводов в среднем и низкожировом рационе, состоящем из устойчивых крахмалов, которые были расщеплены и ферментированы. Следует подчеркнуть, что источником жира является соевое масло, которое очень богато омега-6 полиненасыщенными жирными кислотами [81]; более высокое соотношение длинноцепочечных ПНЖК Омега-6 / Омега-3 связано со многими рисками для здоровья и хроническим состоянием воспаления [82,83,84]. Другое РКИ-исследование [85] показало, что добавление омега-3 ПНЖК не выявило каких-либо таксономических изменений как в α-, так и в β-разнообразии (на уровне семейства и рода), включая продуценты короткоцепочечных жирных кислот.

Согласно этим результатам, различные исследования показали, что каждый тип жирных кислот может вызывать различные эффекты: насыщенные жиры (пальмовое масло) вызывают более высокое содержание триглицеридов в печени у мышей, в отличие от полиненасыщенных жиров (оливковое масло) [41]. Более того, генетически модифицированные мыши, характеризующиеся способностью продуцировать омега-3 (ПНЖК) и питающиеся рационом с высоким содержанием жиров и сахара, продемонстрировали более высокое микробное разнообразие и нормальную функцию кишечного слоя в дистальном отделе кишечника, отличную от немодифицированных мышей, питаются теми же макроэлементами [86].

Источник жиров (омега-6: омега-3, PUFAs и MUFAs) и их собственное качество должны учитываться при выполнении диеты с очень низким содержанием углеводов, а также при предоставлении общих рекомендаций по питанию.

4.2.2. Подсластители

В кетогенной диете вызывает противоречия потребление искусственных подсластителей, заменяющих натуральные сахара. Несколько доказательств продемонстрировали, что искусственные подсластители оказывают негативное влияние на здоровье как хозяина, так и кишечника. Nettleton at al. обнаружили, что низкокалорийные подсластители, такие как ацесульфам калия (Ace-K) и сукралоза, нарушают структуру и функцию микробиоты кишечника и слизистой оболочки кишечника [87]. Совсем недавно Qiao-Ping Wang исследовал с помощью NGS влияние некалорийных подсластителей (NNSs) на микробиоту кишечника мышей на уровне организма; Исследование показывает, что искусственные подсластители оказывают бактериостатическое действие, а также изменяют состав микробиоты [88]. Эти данные, в соответствии с тем фактом, что регулярное употребление NNSs может увеличить риск кардиометаболических заболеваний [89], позволяют предположить, что эти химические заменители могут быть вредными для здоровья человека и их следует избегать [90]. Тем не менее, в последнее время использование стевии (также называемой Stevia rebaudiana) широко применяется в качестве не питательных, но натуральных подсластителей. Применение стевии снижало уровень инсулина и глюкозы у 19 здоровых худощавых и 12 тучных людей и оставляло их удовлетворенными и сытыми после еды, несмотря на более низкое потребление калорий [91]. Соответственно, Sharma и коллеги [92] показали снижение уровня холестерина, триглицеридов, липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и повышение липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) у 20 гиперхолестеринемических женщин, потребляющих экстракты стевии. В обзоре 2008 года авторы предполагают, что недостаточно информации о влиянии стевии на микробиому кишечника [93], в то время как другие сообщили о возможной связи между некалорийными подсластителями, включая стевию, и нарушением полезной кишечной флоры [94].

Учитывая тот факт, что нет никаких явных данных о микробиоме кишечника, но управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) считает подсластитель Stevia rebaudiana “в целом безопасным” [95], стевия может незначительно использоваться вместо искусственных и химических подсластителей, в кофе, чае или в несладком йогурте. Однако необходимо провести дальнейшие исследования с учетом влияния низкокалорийных подсластителей на кишечник и здоровье человека.

4.2.3. Пре- и пробиотики

Правильным предложением для поддержания здоровой кишечной микробиоты во время кетогенной диеты может быть использование пре- и пробиотиков: все больше доказательств [96,97] демонстрируют их положительную пользу. Основным источником пребиотиков являются фруктоолигосахариды, инулин, галактоолигосахариды лактулозы и транс-галактоолигосахариды [98]. Ферментация пребиотиков микробиотой кишечника продуцирует SCFAs, которые положительно модулируют состав микробиоты (увеличивая кишечные бифидобактерии и молочнокислые бактерии), обеспечивая источник энергии для колоноцитов [99]. Иными словами, пробиотики - это живые бактерии (особенно из родов Bifidobacterium и Lactobacillus), которые при введении в достаточном количестве оказывают положительное влияние на здоровье человека; они обычно добавляются в йогурты или содержатся в «специальной еде» [100, 101, 102]. Сообщалось [103,104], что пища, обогащенная этими микроорганизмами, способна восстанавливать и улучшать кишечную микробиоту, достигая состояния эубиоза. Кисломолочные продукты (кефир, греческий йогурт), традиционная пахта, водный кефир, кисломолочный сыр, квашеная капуста, кимчи, мисо, чайный гриб и соленья содержат несколько различных «дружественных» бактерий, таких как Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgarius, Lactobacillus reuteri, Saccharomyces boulardii и Bifidobacterium bifidum [105,106,107,108].

Однако, несмотря на растущий интерес к ферментированным продуктам, эпидемиологических исследований не хватает [104], и большинство из них сосредоточено только на йогурте и кисломолочных продуктах [109, 110]. Эта недостаточность возникает из-за трудности понимания того, является ли польза для здоровья результатом ферментации, осуществляемой микробами или другими биологически активными соединениями. Что касается полезности ферментированных пищевых продуктов во время VLCKD, они представляют собой превосходный и приемлемый источник пищевых волокон и необходимых микроэлементов [111], которые должны быть умеренно обеспечены во время VLCKD.

По нашему мнению, поскольку продукты, прошедшие глубокую ферментацию, по-видимому, улучшают разнообразие кишечного микробиома и индекс здоровья кишечника [112], добавление небольших порций ферментированных продуктов в рацион может быть полезным пребиотическим / пробиотическим дополнением, а также эффективной помощью для пищеварения. Следует сделать оговорку: обязательно убедитесь, что ферментированные продукты и напитки способны существенно не изменять гликемию и инсулинемию при сохранении достаточной кетонемии.

Недавно было показано, что пармезан (итальянский твердый и сухой сыр) содержит «дружественные бактерии», действующие как пробиотики и способные колонизировать и жить в кишечнике тех людей, которые ежедневно потребляют его [113]. Таким образом, умеренное потребление высокожирной ферментированной пищи хорошо рекомендуется для человеческого кишечника и здоровья человека.

4.2.4. Белковая пища

Необходимо сделать несколько выводов о различном влиянии белков на микробиом кишечника.

Необходимо учитывать источник и тип белка, особенно в области спорта, в которой потребление белка в VLCKD является основополагающим для поддержания мышечной массы тела [114].

В нескольких исследованиях изучалось, как и насколько различные виды белков (растительные и животные) модифицируют микробиом [115,116,117], показывая, что, хотя диета с высоким содержанием белка, как правило, ухудшает здоровье кишечника (уменьшает численность и изменяет состав микроффлоры) [118], появляются несколько и разнородные эффекты на кишечную микробиоту [119].

Белок растительного происхождения, такой как белок бобов мунг (как часть рациона с высоким содержанием жиров), увеличивает количество Bacteroidetes при уменьшении Firmicutes, а белок гороха увеличивает штаммы Bifidobacterium и lactobacillus [115].

Эти исследования показали, что полученный из растений белок обладает лучшими преимуществами в отношении кишечного микробиома наряду с положительным влиянием на метаболизм хозяина.

Следует отметить, что мы учитываем, что ни одно исследование не изучило процесс обработки белка, такой как термическая обработка, и влияние этой обработки на состав микробиома (здесь требуются дополнительные исследования).

В течение периода VLCKD мы рекомендуем использовать источники растительного белка (вегетарианский белок), поскольку они более полезны с точки зрения здоровья кишечной микробиоты.

5. Выводы и перспективы

В последние годы интерес к преимуществам кетогенных диет растет и выходит далеко за рамки контроля над приступами. Кетогенная диета, а также более гибкие и менее ограничивающие режимы MAD, LGIT обычно применяются для похудения как у пациентов с ожирением, так и у спортсменов. Кетогенная диета строго влияет на таксоны бактерий, их богатство и разнообразие. Несколько исследований на людях и животных показали различные результаты, демонстрирующие положительное влияние на изменение структуры бактерий и биологических функций кишечника, в то время как другие сообщали о негативных эффектах, таких как уменьшение разнообразия и увеличение количества провоспалительных бактерий.

Тем не менее, были проведены краткосрочные исследования и с конкретными заболеваниями [50, 52, 67, 68], ограничивающие обобщение для всей популяции. Кроме того, микробиота во многих средах может сильно варьировать, а ее пластичность может зависеть от прошлых и конкретных рационов питания [120]. В соответствии с этими соображениями, Healey и коллеги пришли к выводу, что из-за высокой вариабельности среди людей состава микробиома на самом деле трудно определить, как микробиота может изменять разнообразие в зависимости от конкретного рациона питания [121]. По мнению разных авторов [50,70], существует необходимость в поиске лучших стратегий, чтобы максимизировать пользу VLCKD. Может быть полезным применение VLCKD со специфическими пре- и пробиотиками, которые, как было установлено, резко снижаются во время VLCKD [50]. Кроме того, многообещающие данные получены из рандомизированных контрольных испытаний, свидетельствующих о том, что качественные диетические жиры сильно влияют на состав кишечной микробиоты. Диеты с высоким содержанием жира и хорошим качеством полиненасыщенных жиров и растительного белка способны поддерживать нормальную функцию кишечника [80,86]. Параллельно следует рекомендовать отмену искусственных подсластителей [90], чтобы избежать негативного воздействия на общее состояние здоровья, вызванного изменением микробиоты кишечника. Предполагается, что добавление пребиотиков, таких как инулин, лактулоза, фруттоолигосахариды (FOS) и галактоолигосахариды (GOS), которые увеличивают бифидобактерии, может предотвратить нежелательные изменения в микробиоте кишечника [122].

Тем не менее, важно отметить, что модифицированный состав микробиоты, измененный VLCKD, играет ключевую роль в самой активности VLCKD [53, 67, 68]; Было показано, что изменения необходимы для обеспечения положительных эффектов, таких как противосудорожный эффект и улучшение нейроваскулярной (нервно-сосудистой) функции [53,69,70].

Несмотря на то, что до сих пор существует много вопросов, ограничивающих практические исследования микробиома, некоторые новые разработки продолжают продвигаться в этой области. Интеграция «омических» наук с новейшими метагеномными методами оценки микробиоты (секвенирование следующего поколения, дробовое секвенирование 16S рРНК) будет полезна для определения здоровых и нездоровых микробных операционных таксономических единиц (OTUs). Для этой цели итальянский проект микробиома (http://progettomicrobiomaitaliano.org) фокусирует свои исследования на преимуществах и недостатках, которые могут возникнуть из генов бактериального происхождения, комбинируя биоинформационные инструменты с алгоритмами для лучшей увязки данных микробиоты с результатами здоровья человека. Недавно был разработан алгоритм машинного электронного обучения, который способен предсказать специфический постпрандиальный гликемический ответ путем анализа профилирования микробиома [123,124].

Наблюдения, что кетогенная диета может модулировать и изменять микробиоту кишечника, представляет собой потенциальный и многообещающий будущий терапевтический подход. Было доказано, что VLCKD является мощным инструментом и нуждается в дальнейшей доработке, учитывая ее влияние на здоровье кишечника. В заключение отметим, что должны быть выполнены дальнейшие исследования с длительными клиническими испытаниями, чтобы установить более безопасные и более здоровые определенные диетические вмешательства для пациентов.

Взять на заметку:

Практические рекомендации по сохранению здоровья кишечника во время VLCKD:

  • Ввести использование сывороточных и растительных белков (например, горохового белка);
  • Уменьшить потребление животного белка;
  • Реализуем кисломолочные продукты и напитки (йогурт, водяной и молочный кефир, кимчи, ферментированные овощи);
  • Правильно вводить пребиотики и специфические пробиотики (при необходимости);
  • Уменьшите соотношение жирных кислот омега-3 и омега-6 (увеличьте омега-3 при уменьшении омега-6);
  • Ввести точное количество и качество ненасыщенных жирных кислот;
  • Избегайте искусственных подсластителей (стевии?) и обработанных пищевых продуктов;
  • При необходимости протестируйте свой микробиом (анализ 16S рРНК для определения биоразнообразия и богатства – т.е. метагеномный анализ микробиоты)..

Обязательно убедитесь, что ферментированные продукты, напитки и белки не должны изменять (в значительной степени) гликемию и инсулинемию при сохранении достаточной кетонемии.

Необходимо также помнить, что модифицированный состав микробиоты, индуцируемый VLCKD, играет ключевую роль в самой активности рациона.

Дополнительная информация по диетам и микробиому:

Литература

  1. Thursby, E.; Juge, N. Introduction to the human gut microbiota. Biochem. J. 2017, 474, 1823–1836. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  2. Gill, S.R.; Pop, M.; Deboy, R.T.; Eckburg, P.B.; Turnbaugh, P.J.; Samuel, B.S.; Gordon, J.I.; Relman, D.A.; Fraser-Liggett, C.M.; Nelson, K.E. Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science 2006, 312, 1355–1359. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  3. Backhed, F.; Ley, R.E.; Sonnenburg, J.L.; Peterson, D.A.; Gordon, J.I. Host-bacterial mutualism in the human intestine. Science 2005, 307, 1915–1920. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  4. Weinstock, G.M. Genomic approaches to studying the human microbiota. Nature 2012, 489, 250–256. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  5. Koedooder, R.; Mackens, S.; Budding, A.; Fares, D.; Blockeel, C.; Laven, J.; Schoenmakers, S. Identification and evaluation of the microbiome in the female and male reproductive tracts. Hum. Reprod. Update 2019, 25, 298–325. [Google Scholar] [CrossRef]
  6. Oulas, A.; Pavloudi, C.; Polymenakou, P.; Pavlopoulos, G.A.; Papanikolaou, N.; Kotoulas, G.; Arvanitidis, C.; Iliopoulos, I. Metagenomics: Tools and insights for analyzing next-generation sequencing data derived from biodiversity studies. Bioinform. Biol. Insights 2015, 9, 75–88. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  7. Group, N.H.W.; Peterson, J.; Garges, S.; Giovanni, M.; McInnes, P.; Wang, L.; Schloss, J.A.; Bonazzi, V.; McEwen, J.E.; Wetterstrand, K.A.; et al. The nih human microbiome project. Genome Res. 2009, 19, 2317–2323. [Google Scholar] [CrossRef]
  8. Taneja, V. Arthritis susceptibility and the gut microbiome. Febs Lett. 2014, 588, 4244–4249. [Google Scholar] [CrossRef]
  9. Morrison, D.J.; Preston, T. Formation of short chain fatty acids by the gut microbiota and their impact on human metabolism. Gut Microbes 2016, 7, 189–200. [Google Scholar] [CrossRef]
  10. Annalisa, N.; Alessio, T.; Claudette, T.D.; Erald, V.; Antonino, d.L.; Nicola, D.D. Gut microbioma population: An indicator really sensible to any change in age, diet, metabolic syndrome, and life-style. Mediat. Inflamm. 2014, 2014, 901308. [Google Scholar] [CrossRef]
  11. Rodriguez, J.M.; Murphy, K.; Stanton, C.; Ross, R.P.; Kober, O.I.; Juge, N.; Avershina, E.; Rudi, K.; Narbad, A.; Jenmalm, M.C.; et al. The composition of the gut microbiota throughout life, with an emphasis on early life. Microb. Ecol. Health Dis. 2015, 26, 26050. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  12. Gibiino, G.; Lopetuso, L.R.; Scaldaferri, F.; Rizzatti, G.; Binda, C.; Gasbarrini, A. Exploring bacteroidetes: Metabolic key points and immunological tricks of our gut commensals. Dig. Liver Dis. 2018, 50, 635–639. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  13. Fouhy, F.; Watkins, C.; Hill, C.J.; O’Shea, C.A.; Nagle, B.; Dempsey, E.M.; O’Toole, P.W.; Ross, R.P.; Ryan, C.A.; Stanton, C. Perinatal factors affect the gut microbiota up to four years after birth. Nat. Commun. 2019, 10, 1517. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  14. Koliada, A.; Syzenko, G.; Moseiko, V.; Budovska, L.; Puchkov, K.; Perederiy, V.; Gavalko, Y.; Dorofeyev, A.; Romanenko, M.; Tkach, S.; et al. Association between body mass index and firmicutes/bacteroidetes ratio in an adult ukrainian population. BMC Microbiol. 2017, 17, 120. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  15. Nagpal, R.; Mainali, R.; Ahmadi, S.; Wang, S.; Singh, R.; Kavanagh, K.; Kitzman, D.W.; Kushugulova, A.; Marotta, F.; Yadav, H. Gut microbiome and aging: Physiological and mechanistic insights. Nutr Healthy Aging 2018, 4, 267–285. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  16. El Kaoutari, A.; Armougom, F.; Gordon, J.I.; Raoult, D.; Henrissat, B. The abundance and variety of carbohydrate-active enzymes in the human gut microbiota. Nat. Rev. Microbiol. 2013, 11, 497–504. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  17. Sonnenburg, E.D.; Sonnenburg, J.L. Starving our microbial self: The deleterious consequences of a diet deficient in microbiota-accessible carbohydrates. Cell Metab. 2014, 20, 779–786. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  18. LeBlanc, J.G.; Milani, C.; de Giori, G.S.; Sesma, F.; van Sinderen, D.; Ventura, M. Bacteria as vitamin suppliers to their host: A gut microbiota perspective. Curr. Opin. Biotechnol. 2013, 24, 160–168. [Google Scholar] [CrossRef]
  19. Vrieze, A.; Holleman, F.; Zoetendal, E.G.; de Vos, W.M.; Hoekstra, J.B.; Nieuwdorp, M. The environment within: How gut microbiota may influence metabolism and body composition. Diabetologia 2010, 53, 606–613. [Google Scholar] [CrossRef]
  20. Topping, D.L.; Clifton, P.M. Short-chain fatty acids and human colonic function: Roles of resistant starch and nonstarch polysaccharides. Physiol. Rev. 2001, 81, 1031–1064. [Google Scholar] [CrossRef]
  21. Louis, P.; Flint, H.J. Formation of propionate and butyrate by the human colonic microbiota. Env. Microbiol. 2017, 19, 29–41. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  22. Lundin, A.; Bok, C.M.; Aronsson, L.; Bjorkholm, B.; Gustafsson, J.A.; Pott, S.; Arulampalam, V.; Hibberd, M.; Rafter, J.; Pettersson, S. Gut flora, toll-like receptors and nuclear receptors: A tripartite communication that tunes innate immunity in large intestine. Cell. Microbiol. 2008, 10, 1093–1103. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  23. Nemeroff, C.B. The role of gaba in the pathophysiology and treatment of anxiety disorders. Psychopharmacol. Bull. 2003, 37, 133–146. [Google Scholar] [PubMed]
  24. Cryan, J.F.; Kaupmann, K. Don’t worry ‘b’ happy!: A role for gaba(b) receptors in anxiety and depression. Trends Pharm. Sci. 2005, 26, 36–43. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  25. Barrett, E.; Ross, R.P.; O’Toole, P.W.; Fitzgerald, G.F.; Stanton, C. γ-aminobutyric acid production by culturable bacteria from the human intestine. J. Appl. Microbiol. 2012, 113, 411–417. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  26. Bravo, J.A.; Forsythe, P.; Chew, M.V.; Escaravage, E.; Savignac, H.M.; Dinan, T.G.; Bienenstock, J.; Cryan, J.F. Ingestion of lactobacillus strain regulates emotional behavior and central gaba receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 16050–16055. [Google Scholar] [CrossRef]
  27. Kim, D.Y.; Camilleri, M. Serotonin: A mediator of the brain-gut connection. Am. J. Gastroenterol. 2000, 95, 2698–2709. [Google Scholar]
  28. Yano, J.M.; Yu, K.; Donaldson, G.P.; Shastri, G.G.; Ann, P.; Ma, L.; Nagler, C.R.; Ismagilov, R.F.; Mazmanian, S.K.; Hsiao, E.Y. Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell 2015, 161, 264–276. [Google Scholar] [CrossRef]
  29. Agus, A.; Planchais, J.; Sokol, H. Gut microbiota regulation of tryptophan metabolism in health and disease. Cell Host Microbe 2018, 23, 716–724. [Google Scholar] [CrossRef]
  30. Namkung, J.; Kim, H.; Park, S. Peripheral serotonin: A new player in systemic energy homeostasis. Mol. Cells 2015, 38, 1023–1028. [Google Scholar]
  31. Gentile, C.L.; Weir, T.L. The gut microbiota at the intersection of diet and human health. Science 2018, 362, 776–780. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  32. David, L.A.; Maurice, C.F.; Carmody, R.N.; Gootenberg, D.B.; Button, J.E.; Wolfe, B.E.; Ling, A.V.; Devlin, A.S.; Varma, Y.; Fischbach, M.A.; et al. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature 2014, 505, 559–563. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  33. Klimenko, N.S.; Tyakht, A.V.; Popenko, A.S.; Vasiliev, A.S.; Altukhov, I.A.; Ischenko, D.S.; Shashkova, T.I.; Efimova, D.A.; Nikogosov, D.A.; Osipenko, D.A.; et al. Microbiome responses to an uncontrolled short-term diet intervention in the frame of the citizen science project. Nutrients 2018, 10, 567. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  34. De Filippo, C.; Cavalieri, D.; Di Paola, M.; Ramazzotti, M.; Poullet, J.B.; Massart, S.; Collini, S.; Pieraccini, G.; Lionetti, P. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from europe and rural africa. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 14691–14696. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  35. Rowland, I.; Gibson, G.; Heinken, A.; Scott, K.; Swann, J.; Thiele, I.; Tuohy, K. Gut microbiota functions: Metabolism of nutrients and other food components. Eur. J. Nutr. 2018, 57, 1–24. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  36. Zinocker, M.K.; Lindseth, I.A. The western diet-microbiome-host interaction and its role in metabolic disease. Nutrients 2018, 10, 365. [Google Scholar] [CrossRef]
  37. Duan, Y.; Zeng, L.; Zheng, C.; Song, B.; Li, F.; Kong, X.; Xu, K. Inflammatory links between high fat diets and diseases. Front. Immunol. 2018, 9, 2649. [Google Scholar] [CrossRef]
  38. Mills, S.; Stanton, C.; Lane, J.A.; Smith, G.J.; Ross, R.P. Precision nutrition and the microbiome, part I: Current state of the science. Nutrients 2019, 11, 923. [Google Scholar] [CrossRef]
  39. Candido, F.G.; Valente, F.X.; Grzeskowiak, L.M.; Moreira, A.P.B.; Rocha, D.; Alfenas, R.C.G. Impact of dietary fat on gut microbiota and low-grade systemic inflammation: Mechanisms and clinical implications on obesity. Int. J. Food Sci. Nutr. 2018, 69, 125–143. [Google Scholar] [CrossRef]
  40. Reddel, S.; Putignani, L.; Del Chierico, F. The impact of low-fodmaps, gluten-free, and ketogenic diets on gut microbiota modulation in pathological conditions. Nutrients 2019, 11, 373. [Google Scholar] [CrossRef]
  41. De Wit, N.; Derrien, M.; Bosch-Vermeulen, H.; Oosterink, E.; Keshtkar, S.; Duval, C.; de Vogel-van den Bosch, J.; Kleerebezem, M.; Muller, M.; van der Meer, R. Saturated fat stimulates obesity and hepatic steatosis and affects gut microbiota composition by an enhanced overflow of dietary fat to the distal intestine. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2012, 303, G589–G599. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  42. Varju, P.; Farkas, N.; Hegyi, P.; Garami, A.; Szabo, I.; Illes, A.; Solymar, M.; Vincze, A.; Balasko, M.; Par, G.; et al. Low fermentable oligosaccharides, disaccharides, monosaccharides and polyols (FODMAP) diet improves symptoms in adults suffering from irritable bowel syndrome (IBS) compared to standard IBS diet: A meta-analysis of clinical studies. PLoS ONE 2017, 12, e0182942. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  43. Wong, W.M. Restriction of fodmap in the management of bloating in irritable bowel syndrome. Singap. Med. J. 2016, 57, 476–484. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  44. Bascunan, K.A.; Vespa, M.C.; Araya, M. Celiac disease: Understanding the gluten-free diet. Eur. J. Nutr. 2017, 56, 449–459. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  45. Paoli, A.; Rubini, A.; Volek, J.S.; Grimaldi, K.A. Beyond weight loss: A review of the therapeutic uses of very-low-carbohydrate (ketogenic) diets. Eur. J. Clin. Nutr. 2013, 67, 789–796. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  46. Stafstrom, C.E.; Rho, J.M. The ketogenic diet as a treatment paradigm for diverse neurological disorders. Front. Pharm. 2012, 3, 59. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  47. Murtaza, N.; Burke, L.M.; Vlahovich, N.; Charlesson, B.; O’Neill, H.; Ross, M.L.; Campbell, K.L.; Krause, L.; Morrison, M. The effects of dietary pattern during intensified training on stool microbiota of elite race walkers. Nutrients 2019, 11, 261. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  48. Cooder, H.R. Epilepsy in children: With particular reference to the ketogenic diet. Cal. West. Med. 1933, 39, 169–173. [Google Scholar]
  49. Perez-Guisado, J. Ketogenic diets: Additional benefits to the weight loss and unfounded secondary effects. Arch. Lat. Nutr. 2008, 58, 323–329. [Google Scholar]
  50. Tagliabue, A.; Ferraris, C.; Uggeri, F.; Trentani, C.; Bertoli, S.; de Giorgis, V.; Veggiotti, P.; Elli, M. Short-term impact of a classical ketogenic diet on gut microbiota in GLUT1 deficiency syndrome: A 3-month prospective observational study. Clin. Nutr Espen 2017, 17, 33–37. [Google Scholar] [CrossRef]
  51. Ma, D.; Wang, A.C.; Parikh, I.; Green, S.J.; Hoffman, J.D.; Chlipala, G.; Murphy, M.P.; Sokola, B.S.; Bauer, B.; Hartz, A.M.S.; et al. Ketogenic diet enhances neurovascular function with altered gut microbiome in young healthy mice. Sci. Rep. 2018, 8, 6670. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  52. Swidsinski, A.; Dorffel, Y.; Loening-Baucke, V.; Gille, C.; Goktas, O.; Reisshauer, A.; Neuhaus, J.; Weylandt, K.H.; Guschin, A.; Bock, M. Reduced mass and diversity of the colonic microbiome in patients with multiple sclerosis and their improvement with ketogenic diet. Front. Microbiol. 2017, 8, 1141. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  53. Olson, C.A.; Vuong, H.E.; Yano, J.M.; Liang, Q.Y.; Nusbaum, D.J.; Hsiao, E.Y. The gut microbiota mediates the anti-seizure effects of the ketogenic diet. Cell 2018, 174, 497. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  54. Veech, R.L. The therapeutic implications of ketone bodies: The effects of ketone bodies in pathological conditions: Ketosis, ketogenic diet, redox states, insulin resistance, and mitochondrial metabolism. Prostaglandins Leukot. Essent. Fat. Acids 2004, 70, 309–319. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  55. Kwan, P.; Brodie, M.J. Early identification of refractory epilepsy. N. Engl. J. Med. 2000, 342, 314–319. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  56. Klepper, J. GLUT1 deficiency syndrome in clinical practice. Epilepsy Res. 2012, 100, 272–277. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  57. Choi, I.Y.; Piccio, L.; Childress, P.; Bollman, B.; Ghosh, A.; Brandhorst, S.; Suarez, J.; Michalsen, A.; Cross, A.H.; Morgan, T.E.; et al. A diet mimicking fasting promotes regeneration and reduces autoimmunity and multiple sclerosis symptoms. Cell Rep. 2016, 15, 2136–2146. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  58. Liu, Y.M.; Wang, H.S. Medium-chain triglyceride ketogenic diet, an effective treatment for drug-resistant epilepsy and a comparison with other ketogenic diets. Biomed. J. 2013, 36, 9–15. [Google Scholar] [CrossRef]
  59. Miranda, M.J.; Turner, Z.; Magrath, G. Alternative diets to the classical ketogenic diet—Can we be more liberal? Epilepsy Res. 2012, 100, 278–285. [Google Scholar] [CrossRef]
  60. Sharma, S.; Sankhyan, N.; Gulati, S.; Agarwala, A. Use of the modified atkins diet for treatment of refractory childhood epilepsy: A randomized controlled trial. Epilepsia 2013, 54, 481–486. [Google Scholar] [CrossRef]
  61. Kossoff, E.H.; Cervenka, M.C.; Henry, B.J.; Haney, C.A.; Turner, Z. A decade of the modified Atkins diet (2003–2013): Results, insights, and future directions. Epilepsy Behav. 2013, 29, 437–442. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  62. Muzykewicz, D.A.; Lyczkowski, D.A.; Memon, N.; Conant, K.D.; Pfeifer, H.H.; Thiele, E.A. Efficacy, safety, and tolerability of the low glycemic index treatment in pediatric epilepsy. Epilepsia 2009, 50, 1118–1126. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  63. Paoli, A.; Canato, M.; Toniolo, L.; Bargossi, A.M.; Neri, M.; Mediati, M.; Alesso, D.; Sanna, G.; Grimaldi, K.A.; Fazzari, A.L.; et al. The ketogenic diet: An underappreciated therapeutic option? La Clinica Terapeutica 2011, 162, e145–e153. [Google Scholar] [PubMed]
  64. Paoli, A.; Tinsley, G.; Bianco, A.; Moro, T. The influence of meal frequency and timing on health in humans: The role of fasting. Nutrients 2019, 11, 719. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  65. Fukao, T.; Lopaschuk, G.D.; Mitchell, G.A. Pathways and control of ketone body metabolism: On the fringe of lipid biochemistry. Prostaglandins Leukot. Essent. Fat. Acids 2004, 70, 243–251. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  66. Dhillon, K.K.; Gupta, S. Biochemistry, Ketogenesis; Statpearls: Treasure Island, FL, USA, 2019. [Google Scholar]
  67. Newell, C.; Bomhof, M.R.; Reimer, R.A.; Hittel, D.S.; Rho, J.M.; Shearer, J. Ketogenic diet modifies the gut microbiota in a murine model of autism spectrum disorder. Mol. Autism 2016, 7, 37. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  68. Xie, G.; Zhou, Q.; Qiu, C.Z.; Dai, W.K.; Wang, H.P.; Li, Y.H.; Liao, J.X.; Lu, X.G.; Lin, S.F.; Ye, J.H.; et al. Ketogenic diet poses a significant effect on imbalanced gut microbiota in infants with refractory epilepsy. World J. Gastroenterol. 2017, 23, 6164–6171. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  69. Zhang, Y.; Zhou, S.; Zhou, Y.; Yu, L.; Zhang, L.; Wang, Y. Altered gut microbiome composition in children with refractory epilepsy after ketogenic diet. Epilepsy Res. 2018, 145, 163–168. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  70. Lindefeldt, M.; Eng, A.; Darban, H.; Bjerkner, A.; Zetterstrom, C.K.; Allander, T.; Andersson, B.; Borenstein, E.; Dahlin, M.; Prast-Nielsen, S. The ketogenic diet influences taxonomic and functional composition of the gut microbiota in children with severe epilepsy. npj Biofilms Microbiomes 2019, 5, 5. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  71. Whitfield, J.B. γ glutamyl transferase. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2001, 38, 263–355. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  72. Pica, A.; Chi, M.C.; Chen, Y.Y.; d’Ischia, M.; Lin, L.L.; Merlino, A. The maturation mechanism of γ-glutamyl transpeptidases: Insights from the crystal structure of a precursor mimic of the enzyme from bacillus licheniformis and from site-directed mutagenesis studies. Biochim. Biophys. Acta 2016, 1864, 195–203. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  73. Hertz, L. The glutamate-glutamine (gaba) cycle: Importance of late postnatal development and potential reciprocal interactions between biosynthesis and degradation. Front. Endocrinol. (Lausanne) 2013, 4, 59. [Google Scholar] [CrossRef]
  74. Arumugam, M.; Raes, J.; Pelletier, E.; Le Paslier, D.; Yamada, T.; Mende, D.R.; Fernandes, G.R.; Tap, J.; Bruls, T.; Batto, J.M.; et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature 2011, 473, 174–180. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  75. Devkota, S.; Wang, Y.; Musch, M.W.; Leone, V.; Fehlner-Peach, H.; Nadimpalli, A.; Antonopoulos, D.A.; Jabri, B.; Chang, E.B. Dietary-fat-induced taurocholic acid promotes pathobiont expansion and colitis in IL-10−/− mice. Nature 2012, 487, 104–108. [Google Scholar] [CrossRef]
  76. O’Callaghan, A.; van Sinderen, D. Bifidobacteria and their role as members of the human gut microbiota. Front. Microbiol. 2016, 7, 925. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  77. Graham, L.C.; Harder, J.M.; Soto, I.; de Vries, W.N.; John, S.W.; Howell, G.R. Chronic consumption of a western diet induces robust glial activation in aging mice and in a mouse model of alzheimer’s disease. Sci. Rep. 2016, 6, 21568. [Google Scholar] [CrossRef]
  78. Wolters, M.; Ahrens, J.; Romani-Perez, M.; Watkins, C.; Sanz, Y.; Benitez-Paez, A.; Stanton, C.; Gunther, K. Dietary fat, the gut microbiota, and metabolic health—A systematic review conducted within the mynewgut project. Clin. Nutr. 2018. [Google Scholar] [CrossRef]
  79. Cao, Y.; Fanning, S.; Proos, S.; Jordan, K.; Srikumar, S. A review on the applications of next generation sequencing technologies as applied to food-related microbiome studies. Front. Microbiol. 2017, 8, 1829. [Google Scholar] [CrossRef]
  80. Wan, Y.; Wang, F.; Yuan, J.; Li, J.; Jiang, D.; Zhang, J.; Li, H.; Wang, R.; Tang, J.; Huang, T.; et al. Effects of dietary fat on gut microbiota and faecal metabolites, and their relationship with cardiometabolic risk factors: A 6-month randomised controlled-feeding trial. Gut 2019, 68, 1417–1429. [Google Scholar] [CrossRef]
  81. Isaac, D.M.; Alzaben, A.S.; Mazurak, V.C.; Yap, J.; Wizzard, P.R.; Nation, P.N.; Zhao, Y.Y.; Curtis, J.M.; Sergi, C.; Wales, P.W.; et al. Mixed lipid, fish oil and soybean oil parenteral lipids impact cholestasis, hepatic phytosterol and lipid composition. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2019, 68, 861–867. [Google Scholar] [CrossRef]
  82. Jang, H.; Park, K. Omega-3 and omega-6 polyunsaturated fatty acids and metabolic syndrome: A systematic review and meta-analysis. Clin. Nutr. 2019. [Google Scholar] [CrossRef]
  83. Noori, N.; Dukkipati, R.; Kovesdy, C.P.; Sim, J.J.; Feroze, U.; Murali, S.B.; Bross, R.; Benner, D.; Kopple, J.D.; Kalantar-Zadeh, K. Dietary omega-3 fatty acid, ratio of omega-6 to omega-3 intake, inflammation, and survival in long-term hemodialysis patients. Am. J. Kidney Dis. 2011, 58, 248–256. [Google Scholar] [CrossRef]
  84. Lee, H.J.; Han, Y.M.; An, J.M.; Kang, E.A.; Park, Y.J.; Cha, J.Y.; Hahm, K.B. Role of omega-3 polyunsaturated fatty acids in preventing gastrointestinal cancers: Current status and future perspectives. Expert Rev. Anticancer 2018, 18, 1189–1203. [Google Scholar] [CrossRef]
  85. Watson, H.; Mitra, S.; Croden, F.C.; Taylor, M.; Wood, H.M.; Perry, S.L.; Spencer, J.A.; Quirke, P.; Toogood, G.J.; Lawton, C.L.; et al. A randomised trial of the effect of omega-3 polyunsaturated fatty acid supplements on the human intestinal microbiota. Gut 2018, 67, 1974–1983. [Google Scholar] [CrossRef]
  86. Bidu, C.; Escoula, Q.; Bellenger, S.; Spor, A.; Galan, M.; Geissler, A.; Bouchot, A.; Dardevet, D.; Morio, B.; Cani, P.D.; et al. The transplantation of ω3 PUFA-altered gut microbiota of FAT-1 mice to wild-type littermates prevents obesity and associated metabolic disorders. Diabetes 2018, 67, 1512–1523. [Google Scholar] [CrossRef]
  87. Nettleton, J.E.; Reimer, R.A.; Shearer, J. Reshaping the gut microbiota: Impact of low calorie sweeteners and the link to insulin resistance? Physiol. Behav. 2016, 164, 488–493. [Google Scholar] [CrossRef]
  88. Wang, Q.P.; Browman, D.; Herzog, H.; Neely, G.G. Non-nutritive sweeteners possess a bacteriostatic effect and alter gut microbiota in mice. PLoS ONE 2018, 13, e0199080. [Google Scholar] [CrossRef]
  89. Azad, M.B.; Abou-Setta, A.M.; Chauhan, B.F.; Rabbani, R.; Lys, J.; Copstein, L.; Mann, A.; Jeyaraman, M.M.; Reid, A.E.; Fiander, M.; et al. Nonnutritive sweeteners and cardiometabolic health: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials and prospective cohort studies. CMAJ 2017, 189, E929–E939. [Google Scholar] [CrossRef]
  90. Suez, J.; Korem, T.; Zeevi, D.; Zilberman-Schapira, G.; Thaiss, C.A.; Maza, O.; Israeli, D.; Zmora, N.; Gilad, S.; Weinberger, A.; et al. Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota. Nature 2014, 514, 181–186. [Google Scholar] [CrossRef]
  91. Anton, S.D.; Martin, C.K.; Han, H.; Coulon, S.; Cefalu, W.T.; Geiselman, P.; Williamson, D.A. Effects of stevia, aspartame, and sucrose on food intake, satiety, and postprandial glucose and insulin levels. Appetite 2010, 55, 37–43. [Google Scholar] [CrossRef]
  92. Sharma, N.; Mogra, R.; Upadhyay, B. Effect of stevia extract intervention on lipid profile. Stud. Ethno-Med. 2009, 3, 137–140. [Google Scholar] [CrossRef]
  93. Samuel, P.; Ayoob, K.T.; Magnuson, B.A.; Wolwer-Rieck, U.; Jeppesen, P.B.; Rogers, P.J.; Rowland, I.; Mathews, R. Stevia leaf to stevia sweetener: Exploring its science, benefits, and future potential. J. Nutr. 2018, 148, 1186S–1205S. [Google Scholar] [CrossRef]
  94. Pepino, M.Y. Metabolic effects of non-nutritive sweeteners. Physiol. Behav. 2015, 152, 450–455. [Google Scholar] [CrossRef]
  95. Perrier, J.D.; Mihalov, J.J.; Carlson, S.J. Fda regulatory approach to steviol glycosides. Food Chem. Toxicol. 2018, 122, 132–142. [Google Scholar] [CrossRef]
  96. Finamore, A.; Roselli, M.; Donini, L.; Brasili, D.E.; Rami, R.; Carnevali, P.; Mistura, L.; Pinto, A.; Giusti, A.; Mengheri, E. Supplementation with Bifidobacterium longum Bar33 and lactobacillus helveticus bar13 mixture improves immunity in elderly humans (over 75 years) and aged mice. Nutrition 2019, 63–64, 184–192. [Google Scholar] [CrossRef]
  97. Bagheri, S.; Heydari, A.; Alinaghipour, A.; Salami, M. Effect of probiotic supplementation on seizure activity and cognitive performance in PTZ-induced chemical kindling. Epilepsy Behav. 2019, 95, 43–50. [Google Scholar] [CrossRef]
  98. Davani-Davari, D.; Negahdaripour, M.; Karimzadeh, I.; Seifan, M.; Mohkam, M.; Masoumi, S.J.; Berenjian, A.; Ghasemi, Y. Prebiotics: Definition, types, sources, mechanisms, and clinical applications. Foods 2019, 8, 92. [Google Scholar] [CrossRef]
  99. Flint, H.J.; Duncan, S.H.; Scott, K.P.; Louis, P. Interactions and competition within the microbial community of the human colon: Links between diet and health. Env. Microbiol. 2007, 9, 1101–1111. [Google Scholar] [CrossRef]
  100. Quigley, E.M.M. Prebiotics and probiotics in digestive health. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2019, 17, 333–344. [Google Scholar] [CrossRef]
  101. Nath, A.; Haktanirlar, G.; Varga, A.; Molnar, M.A.; Albert, K.; Galambos, I.; Koris, A.; Vatai, G. Biological activities of lactose-derived prebiotics and symbiotic with probiotics on gastrointestinal system. Medicina (Kaunas) 2018, 54, 18. [Google Scholar] [CrossRef]
  102. Valdes, A.M.; Walter, J.; Segal, E.; Spector, T.D. Role of the gut microbiota in nutrition and health. BMJ 2018, 361, k2179. [Google Scholar] [CrossRef]
  103. Marco, M.L.; Heeney, D.; Binda, S.; Cifelli, C.J.; Cotter, P.D.; Foligne, B.; Ganzle, M.; Kort, R.; Pasin, G.; Pihlanto, A.; et al. Health benefits of fermented foods: Microbiota and beyond. Curr. Opin. Biotechnol. 2017, 44, 94–102. [Google Scholar] [CrossRef]
  104. Borresen, E.C.; Henderson, A.J.; Kumar, A.; Weir, T.L.; Ryan, E.P. Fermented foods: Patented approaches and formulations for nutritional supplementation and health promotion. Recent Pat. Food Nutr. Agric. 2012, 4, 134–140. [Google Scholar] [CrossRef]
  105. Dong, Y.; Xu, M.; Chen, L.; Bhochhibhoya, A. Probiotic foods and supplements interventions for metabolic syndromes: A systematic review and meta-analysis of recent clinical trials. Ann. Nutr. Metab. 2019, 74, 224–241. [Google Scholar] [CrossRef]
  106. Sairanen, U.; Piirainen, L.; Grasten, S.; Tompuri, T.; Matto, J.; Saarela, M.; Korpela, R. The effect of probiotic fermented milk and inulin on the functions and microecology of the intestine. J. Dairy Res. 2007, 74, 367–373. [Google Scholar] [CrossRef]
  107. Yoon, H.; Park, Y.S.; Lee, D.H.; Seo, J.G.; Shin, C.M.; Kim, N. Effect of administering a multi-species probiotic mixture on the changes in fecal microbiota and symptoms of irritable bowel syndrome: A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. J. Clin. Biochem. Nutr. 2015, 57, 129–134. [Google Scholar] [CrossRef]
  108. Yang, S.J.; Lee, J.E.; Lim, S.M.; Kim, Y.J.; Lee, N.K.; Paik, H.D. Antioxidant and immune-enhancing effects of probiotic Lactobacillus plantarum 200655 isolated from kimchi. Food Sci. Biotechnol. 2019, 28, 491–499. [Google Scholar] [CrossRef]
  109. Shiby, V.K.; Mishra, H.N. Fermented milks and milk products as functional foods—A review. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2013, 53, 482–496. [Google Scholar] [CrossRef]
  110. Matsumoto, K.; Takada, T.; Shimizu, K.; Moriyama, K.; Kawakami, K.; Hirano, K.; Kajimoto, O.; Nomoto, K. Effects of a probiotic fermented milk beverage containing Lactobacillus casei strain shirota on defecation frequency, intestinal microbiota, and the intestinal environment of healthy individuals with soft stools. J. Biosci. Bioeng. 2010, 110, 547–552. [Google Scholar] [CrossRef]
  111. Bell, V.; Ferrao, J.; Pimentel, L.; Pintado, M.; Fernandes, T. One health, fermented foods, and gut microbiota. Foods 2018, 7, 195. [Google Scholar] [CrossRef]
  112. Singh, R.K.; Chang, H.W.; Yan, D.; Lee, K.M.; Ucmak, D.; Wong, K.; Abrouk, M.; Farahnik, B.; Nakamura, M.; Zhu, T.H.; et al. Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health. J. Transl. Med. 2017, 15, 73. [Google Scholar] [CrossRef]
  113. Milani, C.; Duranti, S.; Napoli, S.; Alessandri, G.; Mancabelli, L.; Anzalone, R.; Longhi, G.; Viappiani, A.; Mangifesta, M.; Lugli, G.A.; et al. Colonization of the human gut by bovine bacteria present in parmesan cheese. Nat. Commun 2019, 10, 1286. [Google Scholar] [CrossRef]
  114. Paoli, A.; Bianco, A.; Grimaldi, K.A. The ketogenic diet and sport: A possible marriage? Exerc. Sport Sci. Rev. 2015, 43, 153–162. [Google Scholar] [CrossRef]
  115. Nakatani, A.; Li, X.; Miyamoto, J.; Igarashi, M.; Watanabe, H.; Sutou, A.; Watanabe, K.; Motoyama, T.; Tachibana, N.; Kohno, M.; et al. Dietary mung bean protein reduces high-fat diet-induced weight gain by modulating host bile acid metabolism in a gut microbiota-dependent manner. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2018, 501, 955–961. [Google Scholar] [CrossRef]
  116. Meddah, A.T.; Yazourh, A.; Desmet, I.; Risbourg, B.; Verstraete, W.; Romond, M.B. The regulatory effects of whey retentate from bifidobacteria fermented milk on the microbiota of the simulator of the human intestinal microbial ecosystem (SHIME). J. Appl. Microbiol. 2001, 91, 1110–1117. [Google Scholar] [CrossRef]
  117. Swiatecka, D.; Narbad, A.; Ridgway, K.P.; Kostyra, H. The study on the impact of glycated pea proteins on human intestinal bacteria. Int. J. Food Microbiol. 2011, 145, 267–272. [Google Scholar]
  118. Mu, C.; Yang, Y.; Luo, Z.; Guan, L.; Zhu, W. The colonic microbiome and epithelial transcriptome are altered in rats fed a high-protein diet compared with a normal-protein diet. J. Nutr. 2016, 146, 474–483. [Google Scholar] [CrossRef]
  119. Zhu, Y.; Lin, X.; Zhao, F.; Shi, X.; Li, H.; Li, Y.; Zhu, W.; Xu, X.; Li, C.; Zhou, G. Erratum: Meat, dairy and plant proteins alter bacterial composition of rat gut bacteria. Sci. Rep. 2015, 5, 16546. [Google Scholar] [CrossRef]
  120. Griffin, N.W.; Ahern, P.P.; Cheng, J.; Heath, A.C.; Ilkayeva, O.; Newgard, C.B.; Fontana, L.; Gordon, J.I. Prior dietary practices and connections to a human gut microbial metacommunity alter responses to diet interventions. Cell Host Microbe 2017, 21, 84–96. [Google Scholar] [CrossRef]
  121. Healey, G.R.; Murphy, R.; Brough, L.; Butts, C.A.; Coad, J. Interindividual variability in gut microbiota and host response to dietary interventions. Nutr. Rev. 2017, 75, 1059–1080. [Google Scholar] [CrossRef]
  122. Turroni, F.; Milani, C.; Duranti, S.; Mancabelli, L.; Mangifesta, M.; Viappiani, A.; Lugli, G.A.; Ferrario, C.; Gioiosa, L.; Ferrarini, A.; et al. Deciphering bifidobacterial-mediated metabolic interactions and their impact on gut microbiota by a multi-omics approach. ISME J. 2016, 10, 1656–1668. [Google Scholar] [CrossRef]
  123. Integrative HMP (iHMP) Research Network Consortium. The integrative human microbiome project: Dynamic analysis of microbiome-host omics profiles during periods of human health and disease. Cell Host Microbe 2014, 16, 276–289. [Google Scholar] [CrossRef]
  124. Zeevi, D.; Korem, T.; Zmora, N.; Israeli, D.; Rothschild, D.; Weinberger, A.; Ben-Yacov, O.; Lador, D.; Avnit-Sagi, T.; Lotan-Pompan, M.; et al. Personalized nutrition by prediction of glycemic responses. Cell 2015, 163, 1079–1094. [Google Scholar] [CrossRef]

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  3. БИФИКАРДИО
  4. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  5. ПРОПИОНИКС
  6. ЙОДПРОПИОНИКС
  7. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  8. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  9. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  10. БИФИДОБАКТЕРИИ
  11. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  12. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  13. СИНБИОТИКИ
  14. РОЛЬ МИКРОБИОМА В ТЕРАПИИ РАКА
  15. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  16. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  17. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  18. МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
  19. МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА
  20. МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
  21. ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
  22. ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
  23. МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  24. ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
  25. МИКРОБИОМ И АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИ
  26. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  27. ПРОБИОТИКИ, БЕРЕМЕННОСТЬ, РОДЫ
  28. ДИСБАКТЕРИОЗ
  29. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  30. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  31. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  32. СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
  33. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  34. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  35. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  36. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  37. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  38. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  39. НОВОСТИ