Высокобелковая диета предотвращает набор веса

Перевод: Alex Hiver
Редакция: Елена Попова
Оформление: Никита Родионов
Публикация: 16.05.2023

Долгосрочное устойчивое снижение и поддержание нормальной массы тела — настоящий святой Грааль диетологии. Людям трудно достигнуть этой цели, поскольку эволюционно выработанные механизмы невероятно сложно обмануть: организм сохраняет жировую массу любой ценой, регулируя аппетит и термогенез способами, которые до сих пор плохо изучены [1]. Убедительный пример — исследование, проведенное среди участников телевизионного шоу-соревнования по снижению массы тела «The Biggest Loser» [2]. У участников оценили состав массы тела и скорость метаболизма в состоянии покоя на старте шоу, спустя 30 недель в финале и через шесть лет наблюдения. У всех участников аппетит увеличился, а адаптивный термогенез изменился: в состоянии покоя наблюдалась более низкая скорость обмена веществ. За шесть лет наблюдения большинство участников шоу снова набрали свой вес, и были вынуждены сидеть на диете только для того, чтобы поддерживать свой исходный вес до начала шоу. Хотя эти результаты исследования не радуют, тем не менее, они подчеркивают необходимость лучшего понимания того, что вызывает или поддерживает эти метаболические изменения в ответ на потерю веса. Сведения об этом могут в значительной степени повлиять на борьбу с ожирением.

В исследовании, опубликованном в Nature Metabolism, Чжун с соавт. изучили эту проблему на мышиной модели ожирения. Авторы исследовали роль рациона после снижения массы тела и влияние микробиома кишечника на восстановление массы тела и накопление жира [3]. В ответ на краткосрочное ограничение питания, у мышей во всех случаях увеличивалась жировая масса тела и прибавка в весе в большей степени, чем у контрольной группы со свободным доступом к пище. Такое изменение нельзя объяснить только увеличением потребления пищи. После кратковременного ограничения рациона увеличилась абсорбция липидов энтероцитами кишечника и свободных жирных кислот адипоцитами белой жировой ткани, а также синтез жирных кислот и триглицеридов. Более того, увеличился и дыхательный коэффициент — отношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного за это же время кислорода, что свидетельствует о снижении общей интенсивности окисления липидов и сохранении жировой массы тела.

Ключевое наблюдение авторов заключается в том, что восстановление количества калорий за счет высокого содержания белка предотвратило избыточное накопление жировой ткани после ограничений в рационе. Это изменение соотносилось с уменьшением всасывания липидов в кишечнике, анаболизма липидов и изменениями дыхательного коэффициента, что соответствовало увеличению общей интенсивности окисления липидов. Хотя мыши, переведенные на диету с высоким содержанием белка, потребляли меньший объем калорий, авторы провели еще один важный эксперимент с парным кормлением: животные экспериментальной и контрольной групп получают питание с одинаковым калоражем, чтобы определить, могут ли наблюдаемые физиологические изменения объясняться исключительно разницей в потреблении калорий. Однако у мышей, которых кормили пищей с высоким содержанием белка, по-прежнему наблюдалось снижение накопления жира и усиление процессов утилизации жирных кислот по сравнению с животными контрольной группы.

Чтобы понять, почему диета с высоким содержанием белка играет защитную роль, авторы изучили микробиом кишечника. Разнообразные методы исследований микробиома продемонстрировали, что восстановление рациона после его кратковременного ограничения приводит к увеличению количества видов Lactobacillus в микробиоме слепой кишки. Из культур из содержимого слепой кишки, специфичных для Lactobacillus spp., был изолирован штамм Lactobacillus murinus, который авторы обозначили как Lam-1 (рис. 1). Количество бактерий Lam-1 оказалось заметно увеличено во всех случаях, когда животным восстанавливали количество потребляемых калорий после ограничений. Однако бактерий этого вида становилось меньше, когда рацион после ограничений в питании содержал высокое содержание белка. Применение антибиотиков, высокоспецифичных по отношению к Lam-1, приводило к подавлению накопления жира после кратковременного ограничения диеты. Примечательно, что у мышей-гнотобионтов, которым вводили только культуру Lam-1 или же Lam-1 с некоторыми другими видами бактерий, а также у мышей, свободных от видоспецифических патогенов, наблюдалось повышенное всасывание липидов в кишечнике и поглощение жирных кислот адипоцитами белой жировой ткани. В потенциальный механизм индуцированного Lam-1 усиления всасывания жирных кислот в кишечнике вовлечено пять специфических метаболитов: DL-3-фенилмолочная кислота (ФМК), 4-гидроксифенилмолочная кислота (ГФМК), 2-гидроксиизокапроновая кислота (ГИКК), 2-гидрокси-3-метилмасляная кислота (ГММК) и 1-индолмолочная кислота (ИМК). Одновременное введение этих пяти метаболитов (но не по отдельности) способствовало повышению абсорбции жиров в кишечнике в условиях без изменения характера потребления пищи, увеличению поглощения жирных кислот адипоцитами белой жировой ткани и увеличению процентного содержания жира в организме мышей.
 

Рисунок 1 | Диета с высоким содержанием белка защищает от повторного набора массы тела за счет изменений в микробиоме кишечника
Кормление мышей пищей с высоким содержанием белка после ограничения калорийности предотвращает чрезмерное накопление жира у мышей. Это происходит путем подавления размножения кишечных бактерий L. murinus (Lam-1) и снижения количества предполагаемых метаболитов Lam-1: DL-3-фенилмолочной кислоты (ФМК), 4-гидроксифенилмолочной кислотой (ГФМК), 2-гидроксиизокапроновой кислотой (ГИКК), 2-гидрокси-3-метилмасляной кислотой (ГММК) и 1-индолмолочной кислотой (ИМК). Штамм Lam-1 и предполагаемые метаболиты бактерий увеличивают абсорбцию липидов в кишечнике и в белой жировой ткани и снижают интенсивность окисления жирных кислот, что приводит к ожирению после восстановления калорийности рациона.

Непосредственным практическим выводом исследования является то, что макронутриентный состав пищи может являться более важным параметром, чем считалось ранее. Согласно результатам диетологических исследований, какого-либо конкретного диетического профиля макронутриентов, который был бы особенно полезен для лечения ожирения, выявить не удалось. Это указывает на то, что соблюдение любой низкокалорийной диеты является лучшим предиктором снижения массы тела [4–6]. Таким образом, клиницисты советуют людям выбирать диету, которой они могут регулярно придерживаться. Если результаты этого исследования можно будет применить к организму человека, то люди, стремящиеся к устойчивым результатам по снижению веса, могут попробовать перейти на диету с высоким содержанием белка, если они заметят, что снижение массы тела застопорилось, или же начался набор массы тела. Предстоит выяснить, может ли наличие видов Lactobacillus, таких как Lam-1, или пяти вышеперечисленных метаболитов объяснить набор веса и сохранение жировой массы в организме у людей. Хотя существуют сомнения относительно использования антибиотиков для лечения ожирения (поскольку это может привести к развитию штаммов с множественной устойчивостью к антибиотикам), лучшее понимание того, как рацион с высоким содержанием белка способствует подавлению Lam-1, поможет созданию новых лекарственных средств. Возможно, подавление размножения Lam-1 происходит вследствие возникновения благоприятных условий для жизни конкурирующих бактерий или ликвидации подходящей ниши микробиома в просвете кишечника.

Как и во всех исследованиях, где для понимания сути метаболических заболеваний используются мышиные модели, существуют ограничения для переноса этих результатов на организм человека. Во-первых, длительность ограничений рациона питания была короткой и составляла в большинстве экспериментов три дня. Таким образом, пока неясно, выявляет ли это исследование физиологический феномен, применимый к людям, которые хотят добиться устойчивого снижения массы тела. Кроме того, в отличие от людей, у мышей не наблюдалось изменений в скорости метаболизма в состоянии покоя, когда масса тела животного восстанавливалась вследствие возвращения к тому уровню калоража, который был до эксперимента. Возможно, это свидетельствует о том, что длительность части экспериментов со снижением массы тела оказалась недостаточно продолжительной, или же наблюдался адаптивный термогенез в ответ на потерю веса, который развивается лишь у человека и не встречается у мышей. Важно отметить, что состав микробиома и метаболитов во внутренней среде просвета слепой кишки макроорганизма характеризуется циклическими колебаниями [7, 8]. Однако неясно, присутствует ли бактерия Lam-1 и ее метаболиты постоянно или же влияют на метаболизм макроорганизма лишь в определенные моменты времени.

Даже с учетом упомянутых ограничений, достоинства этой захватывающей статьи нельзя умалять, поскольку авторы выдвинули множество важных гипотез, требующих дальнейшего изучения. Важно определить, как соотносятся результаты, полученные на мышиных моделях, с неспособностью поддерживать устойчивое снижение массы тела у людей. В будущих экспериментах наиболее важно клинически определить, оказывает ли рацион с высоким содержанием белка аналогичный положительный эффект у людей, которые стремятся сбросить вес. Существуют ли иные виды и штаммы бактерий с аналогичными свойствами, особенно у людей, если один бактериальный штамм может способствовать изменениям гомеостаза липидов и жировой массы тела? С помощью новых инструментов для функционального изучения кишечного микробиома исследователи смогли определить, может ли синтез метаболитов, связанных с Lam-1 (ФМК, ГФМК, ГИКК, ГММК и ИМК) влиять на метаболические процессы хозяина [9]. Не менее важно выяснить, почему липидный гомеостаз макроорганизма зависит от наличия или отсутствия микроорганизмов или их метаболитов? Какие сигналы из внутренней среды получает макроорганизм, которые можно зафиксировать по признакам жизнедеятельности микроорганизма и его метаболитам, и почему адекватной реакцией хозяина является увеличение абсорбции и депонирования липидов? Решение этих вопросов поможет изменить наше фундаментальное понимание метаболического гомеостаза макроорганизма и того, как взаимодействуют микроорганизм и макроорганизм, и в то же время приблизит к поиску эффективных стратегий поддержания массы тела после ее снижения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.