Η μελέτη του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο δείχνει ότι η χρονικά περιορισμένη σίτιση (TRF) ενδέχεται να επαναφέρει τους μικροβιακούς ρυθμούς σε ποντίκια που κατανάλωναν δίαιτα πλούσια σε λιπαρά. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η συγκεκριμένη παρέμβαση βελτιώνει τον μεταβολισμό και παρέχει προστασία από μεταβολικές διαταραχές, καθώς ενισχύει την ευαισθησία στην ινσουλίνη και τη ρύθμιση της γλυκόζης.
Κεντρική θέση στις μεταβολικές βελτιώσεις φαίνεται να έχει ένα ένζυμο που εντοπίστηκε, η υδρολάση χολικών αλάτων (BSH). Τα αποτελέσματα ενδέχεται να στηρίξουν την ανάπτυξη στοχευμένων θεραπειών για την παχυσαρκία και τον διαβήτη.
Εντερικό μικροβίωμα και χρονικά περιορισμένη σίτιση
Το εντερικό μικροβίωμα περιλαμβάνει πολλά διαφορετικά βακτήρια και άλλους μικροοργανισμούς του πεπτικού συστήματος και συμβάλλει καθοριστικά στη μετατροπή της τροφής σε ενέργεια. Αρκετοί από αυτούς τους μικροοργανισμούς παρουσιάζουν κύκλους δραστηριότητας που επαναλαμβάνονται μέσα στην ημέρα. Οι κύκλοι αυτοί, ωστόσο, είναι δυνατόν να διαταραχθούν από δίαιτες πλούσιες σε λιπαρά και άλλους παράγοντες, συμβάλλοντας σε μεταβολικές ασθένειες.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο και συνεργάτες τους εξέτασαν αν η χρονικά περιορισμένη σίτιση (TRF) μπορεί να επαναφέρει τους μικροβιακούς ρυθμούς σε ποντίκια που κατανάλωναν δίαιτα πλούσια σε λιπαρά. Η μέθοδος αυτή περιορίζει την τροφή σε ένα μικρό καθημερινό χρονικό διάστημα. Μελετώντας πώς μεταβάλλεται μέσα στην ημέρα η έκφραση των μικροβιακών γονιδίων, οι ερευνητές ξεχώρισαν ένα ένζυμο, την υδρολάση χολικών αλάτων (BSH), που φαίνεται να συμβάλλει στην προστασία της μεταβολικής υγείας. Έπειτα άλλαξαν το γονίδιο bsh σε ένα ακίνδυνο βακτήριο του εντέρου. Τα ποντίκια που έλαβαν το τροποποιημένο μικρόβιο εμφάνισαν μικρότερη ποσότητα σωματικού λίπους, αυξημένη ευαισθησία στην ινσουλίνη και καλύτερο έλεγχο της γλυκόζης, με αποτελέσματα που μιμούνταν εκείνα της χρονικά περιορισμένης σίτισης. Τα ευρήματα ενδέχεται να συνεισφέρουν στην ανάπτυξη στοχευμένων θεραπειών για την παχυσαρκία, τον διαβήτη και άλλες μεταβολικές παθήσεις στον άνθρωπο. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Cell Host & Microbe.
Για να εξετάσουν τις επιδράσεις της χρονικά περιορισμένης σίτισης στη λειτουργία των μικροβίων, οι ερευνητές αξιοποίησαν τη μεταμεταγραφομική. Η τεχνική καταγράφει σε πραγματικό χρόνο τη γονιδιακή έκφραση των βακτηρίων του εντέρου.
Οι ερευνητές εκτίμησαν ότι, καθώς η χρονικά περιορισμένη σίτιση μεταβάλλει τις ώρες λήψης τροφής, θα προκαλούσε αλλαγές στη μικροβιακή δραστηριότητα που εξαρτώνται από τον χρόνο και δεν εντοπίζονται με τις συμβατικές τεχνικές. Για να διερευνήσουν την υπόθεση, εξέτασαν το εντερικό μικροβίωμα σε τρεις ομάδες ποντικών. Μία ομάδα έλαβε δίαιτα πλούσια σε λιπαρά με διαλειμματική νηστεία οκτώ ωρών την ημέρα, ενώ μια δεύτερη είχε την ίδια δίαιτα διαθέσιμη όλο το εικοσιτετράωρο. Η τρίτη, ομάδα ελέγχου, ακολούθησε συνηθισμένη δίαιτα με απεριόριστη πρόσβαση στην τροφή.
Πώς μελετήθηκε η επίδραση της διαλειμματικής νηστείας
Μετά την παρέλευση οκτώ εβδομάδων, οι ερευνητές κατέγραψαν τα εξής:
Ακόμη και με δίαιτα πλούσια σε λιπαρά, η χρονικά περιορισμένη σίτιση προστάτευσε τα ποντίκια από μεταβολική δυσλειτουργία. Το αποτέλεσμα συμφωνεί με προηγούμενες μελέτες και ενισχύει τα ευρήματα για τις ευεργετικές επιδράσεις της διαλειμματικής νηστείας στη ρύθμιση της γλυκόζης και στη σύσταση του σώματος.
Με τη μεταμεταγραφομική καταγράφηκαν μεταβολές στη δραστηριότητα των μικροβιακών γονιδίων, οι οποίες ακολουθούσαν στενά τον χρόνο πρόσληψης τροφής. Έτσι εξηγείται καλύτερα η επίδραση της χρονικά περιορισμένης σίτισης στον μεταβολισμό: δεν αλλάζει μόνο την παρουσία συγκεκριμένων μικροβίων, αλλά και τις λειτουργίες τους και τον χρόνο εκδήλωσής τους.
Η χρονικά περιορισμένη σίτιση επαναφέρει μικροβιακούς ρυθμούς
Σε ποντίκια που είχαν πρόσβαση σε δίαιτα υψηλή σε λιπαρά όλη την ημέρα, οι καθημερινοί κύκλοι δραστηριότητας των μικροβιακών γονιδίων είχαν χαθεί. Η χρονικά περιορισμένη σίτιση τους επανέφερε εν μέρει.
Η χρονικά περιορισμένη σίτιση δεν επανέφερε ολόκληρο τον λειτουργικό κύκλο που διαπιστώθηκε στα υγιή ποντίκια ελέγχου. Παρ’ όλα αυτά, επέφερε σαφείς αλλαγές στη μικροβιακή δραστηριότητα και διατήρησε την εξαρτώμενη από τον χρόνο έκφραση γονιδίων που συμμετέχουν στον μεταβολισμό των υδατανθράκων και των λιπιδίων.
Οι λειτουργικές μεταβολές διακρίνονταν μόνο στο επίπεδο του RNA, με τη χρήση μεταμεταγραφομικής. Αντίθετα, η πιο παραδοσιακή μεταγονιδιωματική μέθοδος έδειξε μόνο ποια γονίδια υπήρχαν στη μικροβιακή κοινότητα. «Εξετάζοντας το RNA, είμαστε σε θέση να καταγράψουμε τις δυναμικές αλλαγές αυτών των μικροβίων σε σύγκριση με τη μεταγονιδιωματική όπου δεν βλέπουμε αλλαγές», δήλωσε η Stephany Flores Ramos, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στην Ιατρική Σχολή του UC San Diego και πρώτη συγγραφέας της μελέτης.
Το ένζυμο BSH συνδέεται με μεταβολικές βελτιώσεις
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η χρονικά περιορισμένη σίτιση μπορεί να αλλάζει τη λειτουργία των μικροβίων με τρόπο που ωφελεί τον οργανισμό. Για να εξετάσουν αν συγκεκριμένες μικροβιακές δραστηριότητες ευθύνονται άμεσα για τις μεταβολικές βελτιώσεις, οι ερευνητές πραγματοποίησαν επιπλέον πείραμα. «Υποψιαζόμαστε εδώ και καιρό ότι τα μεταβολικά οφέλη της χρονικά περιορισμένης διατροφής μπορεί να οφείλονται σε αλλαγές στο μικροβίωμα του εντέρου», δήλωσε ο Amir Zarrinpar, αναπληρωτής καθηγητής ιατρικής στην Ιατρική Σχολή του UC San Diego και κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Με αυτή τη μελέτη, καταφέραμε επιτέλους να δοκιμάσουμε αυτήν την ιδέα άμεσα».
Η μελέτη εξέτασε τη μεταγραφή του BSH, ενζύμου που διασπά τα λίπη στη διάρκεια της πέψης και επηρεάζει τον μεταβολισμό της γλυκόζης. Προγενέστερα ευρήματα από το εργαστήριο του Zarrinpar είχαν δείξει ότι η δράση του BSH ενδέχεται να συμβάλλει σε μεταβολικές βελτιώσεις. Στην παρούσα έρευνα, η χρονικά περιορισμένη σίτιση οδήγησε το βακτήριο του εντέρου Dubosiella newyorkensis να εκφράζει το γονίδιο bsh κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το βακτήριο αυτό έχει λειτουργικό ισοδύναμο και στους ανθρώπους.
Αξιοποιώντας τα δεδομένα αυτά, οι ερευνητές κατασκεύασαν μια ομάδα εντερικών βακτηρίων που εξέφραζαν διαφορετικές εκδοχές του γονιδίου bsh. Σε αυτές περιλαμβάνονταν παραλλαγές από βακτήρια με αυξημένη δραστηριότητα όταν ακολουθούσαν διατροφή πλούσια σε λιπαρά, σε συνήθεις συνθήκες ή σε καθεστώς χρονικά περιορισμένης σίτισης. Η δοκιμή σε ποντίκια έδειξε ότι μεταβολική βελτίωση προκάλεσε μόνο η εκδοχή από το D. newyorkensis, η οποία εκφραζόταν περισσότερο κατά τη διαλειμματική νηστεία.
«Τα ποντίκια που έλαβαν αυτά τα τροποποιημένα βακτήρια είχαν καλύτερο έλεγχο του σακχάρου στο αίμα, χαμηλότερα επίπεδα ινσουλίνης, λιγότερο σωματικό λίπος και περισσότερη άπαχη μάζα», δήλωσε ο Zarrinpar. «Αυτό καταδεικνύει πώς η μεταμεταγραφομική μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό χρονικά εξαρτώμενων μικροβιακών λειτουργιών που μπορεί να είναι άμεσα υπεύθυνες για τη βελτίωση του μεταβολισμού του ξενιστή». Τα ευρήματα αναδεικνύουν παράλληλα τη δυνατότητα ανάπτυξης στοχευμένων μικροβιακών θεραπειών με βάση αυτές τις λειτουργικές γνώσεις.
Επόμενα βήματα για τα τροποποιημένα εντερικά βακτήρια
Στη συνέχεια, οι ερευνητές σκοπεύουν να δοκιμάσουν τα τροποποιημένα βακτήρια σε ποντίκια με παχυσαρκία ή διαβήτη, που έχουν προκληθεί από δίαιτα πλούσια σε λιπαρά. Στόχος είναι να διαπιστωθεί αν τα οφέλη που παρατηρήθηκαν εμφανίζονται και σε μοντέλα ασθενειών.
Ο Zarrinpar ανέφερε ότι η ομάδα σχεδιάζει ακόμη να εξετάσει και άλλα μικροβιακά γονίδια που επηρεάζονται από τον χρόνο και εντοπίστηκαν στα δεδομένα της. «Σχεδιάζουμε επίσης να διερευνήσουμε άλλα χρονικά ευαίσθητα μικροβιακά γονίδια που αποκαλύφθηκαν από τα δεδομένα μας, για να αναπτύξουμε πρόσθετα τροποποιημένα βακτήρια που θα μπορούσαν να βελτιώσουν την μεταβολική υγεία», πρόσθεσε ο Zarrinpar.
Flores Ramos, S., et al. (2025). Metatranscriptomics uncovers diurnal functional shifts in bacterial transgenes with profound metabolic effects. Cell Host & Microbe. doi.org/10.1016/j.chom.2025.05.024.
Συνοπτικά
- Σε ποντίκια που καταναλώνουν δίαιτα πλούσια σε λιπαρά, η χρονικά περιορισμένη σίτιση (TRF) επαναφέρει τους μικροβιακούς ρυθμούς και βελτιώνει τον μεταβολισμό.
- Η παρέμβαση βελτιώνει την ευαισθησία στην ινσουλίνη και τον έλεγχο της γλυκόζης, προστατεύοντας από μεταβολικές διαταραχές.
- Καθοριστική συμβολή στις μεταβολικές βελτιώσεις που καταγράφηκαν έχει το ένζυμο υδρολάση χολικών αλάτων (BSH).
- Η έρευνα αξιοποιεί μεταμεταγραφωμική ανάλυση για τη μελέτη χρονικά ευαίσθητων αλλαγών στη μικροβιακή δραστηριότητα.
- Τα ευρήματα αφήνουν περιθώρια για την ανάπτυξη στοχευμένων θεραπειών για την παχυσαρκία και τον διαβήτη, με βάση τροποποιημένα βακτήρια του εντέρου.
Το άρθρο στο ygeiax.gr: https://www.ygeiax.gr/health/i-chronika-periorismeni-sitisi-anazoogonei-toys-mikroviakoys-rythmoys-kai-enischyei-ton-metavolismo/12034
