במחקר שפורסם לאחרונה ב רפואת טבע, קבוצת חוקרים העריכה את ההשפעה של דיאטות טבעוניות וקטוגניות על התגובה החיסונית והמיקרוביוטה של המעיים בבני אדם.
רקע כללי
תזונה משפיעה באופן משמעותי על תהליכים פיזיולוגיים, כולל ויסות חיסוני, ומציעה פוטנציאל לטיפולים תזונתיים במחלות כמו סרטן ודלקת כרונית.
מחקרים מצביעים על כך שתזונה טבעונית או צמחונית דלת שומן יכולה להוריד את הסיכון לדלקות ולמחלות לב, בעוד שדיאטות קטוגניות עשויות להועיל לסוגי אפילפסיה מסוימים ולהפחית דלקת עצבית. עם זאת, ההשפעה המדויקת של הדיאטה על חסינות האדם עדיין לא ברורה. בחירות תזונתיות משפיעות לא רק על צריכת החומרים התזונתיים אלא גם על המיקרוביום של המעי, שהוא חיוני לבריאות.
למרות שמחקרים בבעלי חיים מראים קשר ברור בין דיאטה למיקרוביום וחסינות, השפעתו על חסינות האדם פחות מובנת. דרוש מחקר נוסף כדי להבין היטב את יחסי הגומלין המורכבים בין דיאטות שונות ותגובות חיסון אנושיות, המאפשרים פיתוח של התערבויות תזונתיות מותאמות לשיפור התוצאות הבריאותיות.
לגבי המחקר
המחקר הנוכחי נערך בין אפריל 2019 למרץ 2020 במרכז הקליני של המכון הלאומי לבריאות (NIH). זה כלל משתתפים בגילאי 18-50 שהיו נקיים ממחלות מטבוליות וקרדיווסקולריות. המשתתפים, שקיבלו מידע על סיכונים במחקר, נתנו הסכמה והוקצו באופן אקראי לעקוב תחילה בדיאטה טבעונית או קטוגנית במשך שבועיים, ולאחר מכן עברו לתזונה החלופית.
הארוחות הוכנו בהתאם להנחיות התזונתיות ונוטרו לצריכה. דגימות הדם של המשתתפים נאספו לצורך ניתוחים שונים, כולל ציטומטריית זרימה, תעתיק, פרוטאומיקה ומטבולומיקה. המחקר גם חקר את המיקרוביום של המעי באמצעות דגימות צואה שנאספו. עם זאת, לא כל המשתתפים הסכימו לשיתוף נתונים רחב, מה שהגביל את הזמינות של כמה מערכי נתונים.
המחקר הופעל סטטיסטית להעריך את התוצאות הראשוניות והמשניות שלו, אם כי גודל המדגם הספציפי נקבע באופן חקרני. התערבויות תזונתיות כללו ארוחות מעוצבות כדי להבטיח הקפדה על הדיאטות המתאימות. השפעתן של דיאטות אלו על סמני בריאות שונים נותחה, אך החוקרים לא היו עיוורים מהקצאת התזונה.
דגימות דם עובדו עבור ניתוחים מרובים. תאים מונו-גרעיניים בדם היקפיים (PBMCs) בודדו לצורך ציטומטריית זרימה וניתוח חומצה ריבונוקלאית (RNA). הניתוח של דגימות דם ופלזמה סיפק תובנות לגבי ההשפעות התזונתיות על המערכת החיסונית והמסלולים המטבוליים.
תוצאות המחקר
במחקר, 20 משתתפים עברו התערבות תזונתית מוצלבת, וצרכו הן דיאטה קטוגנית עתירת שומן ודלת פחמימות והן דיאטה טבעונית דלת שומן ועתירת פחמימות במשך שבועיים כל אחד, בסדר אקראי. שתי הדיאטות חלקו בסיס של ירקות לא עמילניים אך נבדלו באופן משמעותי ברכיבים אחרים: התזונה הקטוגנית כללה מוצרים על בסיס בעלי חיים, בעוד שהתזונה הטבעונית כללה מזונות מהצומח. הבדלים בצריכת חומרים מזינים, במיוחד בחומצות שומן וחומצות אמינו, היו משמעותיים בין הדיאטות.
המחקר העריך את ההשפעות של דיאטות אלו על תאי החיסון של המשתתפים, ביטוי הגנים, הרכב החלבון, המיקרוביוטה של המעיים והפרופילים המטבוליים של המשתתפים. בוצעו ניתוחים שונים, כולל ציטומטריית זרימה, פרוטאומיקה, רצף מיקרוביום, רצף RNA ומטבולומיקה, אם כי לא כל המשתתפים תרמו לכל סט נתונים עקב זמינות הדגימות.
ציטומטריית זרימה גילתה ששתי הדיאטות גרמו לשינויים משמעותיים בהרכב תאי החיסון, ללא קשר לסדר הדיאטה. הדיאטה הקטוגנית העלתה באופן ניכר את התדירות של תאי חיסון מסוימים כמו תאי T מווסתים פעילים ותאי רוצח טבעי (NK), בעוד שהתזונה הטבעונית הראתה עלייה בתאי T עוזר ותאי NK פעילים.
רצף RNA של דם מלא הדגיש דפוסי ביטוי גנים ברורים הקשורים לכל דיאטה. התזונה הקטוגנית הייתה קשורה למסלולים מווסתים הקשורים לחסינות אדפטיבית, כגון הפעלת תאי T, בעוד שהתזונה הטבעונית הראתה השפעות שונות. בנוסף, ניתוח פרוטאומי הציע כי לתזונה הקטוגנית עשויה להיות השפעות רחבות יותר על הפרשת חלבון ופינוי, עם הבדלים ספציפיים למין בתגובה לדיאטות.
ניתוח מיקרוביום לא הראה הפרדה ברורה בין דיאטות אך גילה שינויים משמעותיים בהרכב, במיוחד בעקבות התזונה הקטוגנית. דיאטה זו הובילה לירידה בולטת במסלולים המיקרוביאליים הקשורים לביו-סינתזה של חומצות אמינו וויטמין, אולי בשל תכולת חומצות אמינו גבוהה בתזונה המפחיתה את ההסתמכות על חומצות אמינו שמקורן במיקרוביום.
ניתוח מטבולומי הראה עוד כי דיאטות השפיעו באופן משמעותי על חילוף החומרים של המארח, במיוחד בפרופילי שומנים. ניתוחי מתאם בין מערכי נתונים הראו רשתות מקושרות מאוד, בעיקר מונעות על ידי גורמים הקשורים לחומצות אמינו, שומנים ומערכת החיסון. משחק הגומלין המורכב הזה הדגיש את ההשפעה העמוקה של התזונה על הפיזיולוגיה של המארח, הכוללת תגובות חיסוניות, מיקרוביוטה במעיים ותהליכים מטבוליים.
