Jelita na keto, czyli jak dieta ketogeniczna zmienia mikrobiotę

Zwolennicy diety ketogenicznej zapowiadają rewolucję zdrowotną, która dokona się po powszechnym wprowadzeniu tego sposobu żywienia. Czas i badania naukowe pokażą, czy deklaracje te idą w parze z rzeczywistością. Mniej spektakularna, choć równie ważna dla zdrowia rewolucja dokonuje się w jelitach osób stosujących dietę ketogeniczną. Jak keto wpływa na mikrobiotę i co się z tym wiąże?

Dieta ketogeniczna (inaczej ketogenna, potocznie keto) zyskała rozgłos w ciągu ostatnich kilku lat jako dieta odchudzająca, jednak wbrew pozorom jej koncept nie jest nowy. Ten sposób żywienia jest od dawna stosowany w leczeniu padaczki opornej na leczenie farmakologiczne. Dziś podkreśla się, że dieta ketogenna może także potencjalnie wspomagać leczenie cukrzycy typu 2, stwardnienia rozsianego czy chorób neurodegeneracyjnych. Dieta keto wiąże się z ogromną zmianą w proporcjach poszczególnych składników pokarmowych w diecie, co nie pozostaje bez wpływu na mikrobiotę jelitową, której skład i różnorodność zależy od tego, czym ją (dosłownie) karmisz.

Dlaczego dieta keto wpływa na stan jelit?

Przyjrzyjmy się zatem, jak zmienia się menu osób na diecie ketogenicznej, która jest dietą ubogowęglowodanową i wysokotłuszczową. Standardowa dieta zazwyczaj dostarcza:

• 50-60% energii z węglowodanów,
• do 30% energii z tłuszczów,
• ok. 10-20% energii z białek.

Keto dieta wywraca tą proporcję do góry nogami i dostarcza:

• 5-10% energii z węglowodanów (lub mniej niż 50 g węglowodanów dziennie),
• 15-20% energii z białek,
• pozostała część 70-90% energii z tłuszczów.

Taki stan rzeczy prowadzi w organizmie do ketozy, stanu fizjologicznego, w którym organizm, w tym także układ nerwowy, korzystają z alternatywnego źródła energii, jakim są ketony. Dlaczego alternatywnego? Bo w tradycyjnej diecie podstawowym źródłem energii jest glukoza pochodząca z trawienia węglowodanów. Drastyczne ograniczenie węglowodanów zmusza ciało do wykorzystania tkanki tłuszczowej jako źródła energii. To właśnie z niepełnego spalania kwasów tłuszczowych powstają wspomniane wcześniej ketony. Najważniejszym spośród nich jest beta-hydroksymaślan (βOHB), który stanowi około 80% wszystkich ciał ketonowych występujących we krwi osób na diecie ketogenicznej. To jego stężenie sprawdza się, by określić, czy organizm jest w stanie ketozy – fizjologicznym celu diety keto.

Jak ketoza przekłada się na mikrobiotę jelitową? Mikroorganizmy bytujące w przewodzie pokarmowym potrafią trawić zarówno białka, tłuszcze jak i węglowodany, które częściowo niestrawione przez człowieka pozostają dostępne dla mikrobioty. Zatem to, co zjesz wpłynie bezpośrednio na menu bakterii. W wyniku aktywności mikroorganizmów powstają różne związki aktywne metabolicznie, które mogą wspierać lub zaburzać zdrowie człowieka np. przez osłabienie bariery jelitowej, wpływ na funkcjonowanie układu odpornościowego czy przez nasilenie/osłabienie ogólnoustrojowego stanu zapalnego.

Najważniejszą dla mikrobioty grupą związków, którą człowiek dostarcza wraz ze spożywanym pokarmem jest błonnik pokarmowy – składnik roślinnych ścian komórkowych. Błonnik pokarmowy to tak naprawdę różnorodne, niestrawne dla człowieka substancje z grupy węglowodanów, które wspierają utrzymanie równowagi i różnorodności wśród mikroorganizmów jelitowych. Dieta ketogenna ograniczając węglowodany „głodzi” niektóre typy bakterii, co nieuchronnie prowadzi do zmiany w środowisku jelitowym.

Mikrobiota a dieta ketogeniczna

Poznanie wpływu diety ketogennej na mikrobiotę jelitową to niezwykle ważne zagadnienie, Zmiany wśród populacji mikroorganizmów mogą prowadzić do zrozumienia mechanizmów działania tego sposobu żywienia.

Z badań wynika, że najważniejszymi zmianami, które zachodzą w mikrobiocie pod wpływem diety keto są:

• znaczący spadek różnorodności i liczebności mikrobioty (zmiany w 3 głównych enterotypach bakterii – Bacteroidetes, Firmicutes i Actinobacteria),
• spadek bakterii z rodzaju Bifidobacterium, dla których głównym źródłem energii są niestrawne węglowodany (błonnik).

Wzrost bifidobakterii bezpośrednio hamuje także zwiększone stężenie ketonów. Zmiana ta może mieć istotne, negatywne znaczenie dla zdrowia człowieka, bo odpowiednia liczebność Bifidobacterium:

• wspiera barierę jelitową (między innymi przez produkcję SCFA – krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych),
• ułatwia utrzymanie zróżnicowanej mikrobioty (poprzez tzw. karmienie krzyżowe bakterii),
• ogranicza rozwój bakterii chorobotwórczych,
• działa przeciwzapalnie.

Warto też podkreślić, że zmniejszoną liczebność Bifidobacterium stwierdza się u dużej części pacjentów z rakiem jelita grubego.

Z drugiej zaś strony hamowanie wzrostu bifidobakterii przez ciała ketonowe skutkuje spadkiem liczby specyficznych komórek odpornościowych tzw. limfocytów Th17 w jelitach i tkance tłuszczowej. Komórki te wykazują działanie prozapalne i silnie aktywują się między innymi w chorobie otyłościowej, zespole metabolicznym, chorobach autoimmunologicznych czy padaczce. Zmniejszenie ilości komórek Th17, które wiąże się z osłabieniem stanu zapalnego i zmianą odpowiedzi układu odpornościowego. Zjawisko to może wyjaśniać skuteczność diety ketogenicznej we wspomnianych schorzeniach. Paradoks polega na tym, że ta sama zmiana w mikrobiocie jelitowej daje zarówno pozytywne jak i negatywne konsekwencje zdrowotne.

Dalsze badania również nie przynoszą prostych odpowiedzi. Wykazano bowiem, że dieta keto zmniejsza także liczebność rodzaju Lactobacillus, który jest ważnym elementem zdrowej mikrobioty. Jednocześnie rośnie udział bakterii Fusobacterium i Escherichia, które mogą sprzyjać nowotworom jelita grubego i stanom zapalnym jelit, choć w tym przypadku dane nie są jednoznaczne. W jednym z badań na dzieciach z padaczką wykazano zjawisko przeciwne – spadek proteobakterii, w tym Escherichia, po zastosowaniu diety ketogennej.

Część prac naukowych skupia się także wokół potencjalnego wzrostu liczebności bakterii Akkermansia muciniphilana diecie keto.Bakterię tą powiązanoze wsparciem gospodarki cukrowej, zmniejszeniem ryzyka choroby otyłościowej i zespołu metabolicznego, a także ze stabilizacją wydzielania neuroprzekaźników w mózgu u dzieci z padaczką, co skutkowało mniejszą ilością napadów. Nie brakuje jednak badań, które wskazują na negatywne działanie diety wysokotłuszczowych na Akkermansia muciniphila.

Może to wskazywać, że zmiany w mikrobiocie pod wpływem diety ketogenicznej zależą od stanu mikrobiologicznego jelit sprzed wprowadzenia zmian w sposobie żywienia i szeregu złożonych zależności między populacjami drobnoustrojów. Inną mikrobiotę ma dziecko od lat zmagające się z padaczką, a inną 30-letni mężczyzna, który chce schudnąć.

Dieta keto a stan jelit w dłuższej perspektywie

Zmiany, jakie następują w mikrobiocie jelitowej pod wpływem diety ketogenicznej pozostawiają nas, póki co, z większą ilością pytań niż odpowiedzi. By móc mówić o konsekwencjach keto dla jelit potrzebujemy także długoterminowej perspektywy, a o tą bardzo trudno. Dlaczego? Z praktycznego punktu widzenia utrzymanie stanu ketozy wymaga dużej dokładności. Tak znaczące ograniczenie węglowodanów jest trudne do zachowania przez dłuższy czas. W jednym z badań wykazano, że po dwóch latach od wprowadzenia diety ketogennej jedynie 14% uczestników badania wciąż pozostawało w ketozie. Ta trudność może wyjaśniać, dlaczego niektóre badania wskazują tylko na przejściowe, ograniczone w czasie, zmiany mikrobioty na diecie ketogenicznej. Duża część osób stosujących keto ma przekonanie, że utrzymuje ciało w stanie ketozy, choć w rzeczywistości jest inaczej.

Potrzebujemy większej ilości danych i spojrzenia z perspektywy konkretnego kontekstu, by w pełni zrozumieć, co się dzieje w jelitach na diecie ketogennej. Jeśli zastanawiasz się, jaki jest stan Twoich jelit po/na diecie keto możesz skorzystać z badania kału, by sprawdzić różnorodność mikroorganizmów. Dzięki temu, jeśli zajdzie taka potrzeba, zastosujesz celowaną, indywidualnie dobrany plan probiotyczny, by wspomóc proces powrotu do równowagi.

Bibliografia:

• Antonio Paoli i inni, Ketogenic Diet and Microbiota: Friends or Enemies?, Genes (Basel). 2019 Jul 15;10(7):534. doi: 10.3390/genes10070534.
• Jun-Ming Lim i inni, Ketogenic Diet: A Dietary Intervention via Gut Microbiome Modulation for the Treatment of Neurological and Nutritional Disorders (a Narrative Review), Nutrients. 2022 Aug 30;14(17):3566. doi: 10.3390/nu14173566.
• Leslyn Rew i inni, The ketogenic diet: its impact on human gut microbiota and potential consequent health outcomes: a systematic literature review, Gastroenterol Hepatol Bed Bench. 2022;15(4):326-342. doi: 10.22037/ghfbb.v15i4.2600.
• Qi Yan Ang i inni, Ketogenic Diets Alter the Gut Microbiome Resulting in Decreased Intestinal Th17 Cells, Cell. 2020 Jun 11;181(6):1263-1275.e16. doi: 10.1016/j.cell.2020.04.027. Epub 2020 May 20.
• Shaminie J Athinarayanan i inni, Long-Term Effects of a Novel Continuous Remote Care Intervention Including Nutritional Ketosis for the Management of Type 2 Diabetes: A 2-Year Non-randomized Clinical Trial, Front Endocrinol (Lausanne). 2019 Jun 5;10:348. doi: 10.3389/fendo.2019.00348. eCollection 2019.
• Shobana Kaviyarasan i inni, Regulation of gut microbiome by ketogenic diet in neurodegenerative diseases: A molecular crosstalk, Front Aging Neurosci. 2022 Oct 14;14:1015837. doi: 10.3389/fnagi.2022.1015837. eCollection 2022.