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肠道微生物影响生酮饮食法治疗癫痫的效果

作者:Liang, David J. Nusbaum, Elaine Y. Hsiao来源:cell


什么是生酮饮食?


生酮饮食(ketogenic-diet,简称KD)是一个脂肪高比例、碳水化合物低比例,蛋白质和其他营养素合适的配方饮食。

这一疗法用于治疗儿童难治性癫痫已有数十年的历史,但其神经保护作用的机制尚不清楚。

生酮饮食是从观察饥饿能减少癫痫发作而开始的。很早以前,Hippocrates用饥饿疗法来治疗癫痫,Bible提到饥饿疗法作为癫痫治疗的一种方法。


生酮饮食治疗癫痫的效果如何?


国际上普遍认为新型抗癫痫仅对30-40%的难治性癫痫儿童对有效,作减少50%以上;而生酮饮食对50-80%的难治性癫痫儿童对有效,30%的儿童可减少90%的发作,10-20%的患者可完全控制发作,故其疗效类似或略高于当下任何一种新型抗癫痫药。通常接受饮食治疗的年龄是1-10岁,但不排除其他年龄患者试用。许多患者能减少抗癫痫药的应用,减少药物副作用,并能改善认知和行为障碍。

自从1921年生酮饮食被首次应用于癫痫治疗以来,它已被证明是一种有效的疗法。但随着新抗癫痫药的出现,人们对它的热情开始减低,然而近二十年来,尽管各种新型抗癫痫药的不断问世,人们发现这些药物并不能治愈所有的癫痫,难治性癫痫的比例始终在30%左右,于是生酮饮食作为一种有效的疗法又得到了人们的重视。


生酮饮食治疗癫痫的原理


研究发现,人体肠道中存在着的100万亿个左右的细菌和其他微生物,构成肠道微生物群,或肠道微生物微环境。

来自美国加州大学洛杉矶分校的Elaine Hsiao博士团队发现了在高脂肪低碳水化合物生酮饮食(high-fat, low-carbohydrate ketogenic diet)的抗癫痫作用中起着重要作用的特定肠道细菌。这项研究首次建立了癫痫易感性和肠道菌群之间的因果关系。

研究人员建立了用于癫痫研究的小鼠动物模型。

研究人员发现,在两个小鼠模型中,生酮饮食KD改变了肠道微生物。

肠道微生物群是生酮饮食有效减少癫痫发作的必要条件,是防止急性电诱发癫痫发作和自发性强直阵挛发作所需的。

在不到4天的时间里,生酮饮食大大改变了肠道菌群,且小鼠癫痫发作的次数显着减少。

用抗生素或无细菌饲养的小鼠对KD介导的癫痫保护具有抗药性,破坏了肠道微生物环境,这种情况下,生酮饮食不能有效防止癫痫发作。

丰富、无菌共生、与KD相关的细菌Akkermansia和Parabacteroides可以恢复对癫痫发作的保护。

此外,KD肠道微生物群的移植、并用Akkermansia和Parabacteroides治疗均赋予了采取控制饮食的小鼠对癫痫发作的保护作用。

但是,如果只是给无菌小鼠提供其中1种细菌,生酮饮食的抗癫痫作用则无法被恢复。

细菌改变了肠道和血液中生物化学物质的水平,从而影响了海马体中的神经递质。

结肠腔、血清和海马代谢组的改变显示了与癫痫发作保护相关,包括系统γ-谷氨酰化氨基酸的减少和海马GABA /谷氨酸水平的升高。

细菌交叉进食降低γ-谷氨酰转肽酶活性,抑制γ-谷氨酰化,促进体内癫痫发作的保护。

总体而言,本研究揭示了肠道微生物调节宿主代谢和癫痫发作易感性。

肠道微生物影响生酮饮食法治疗癫痫的效果


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参考文献

The Gut Microbiota Mediates the Anti-Seizure Effects of the Ketogenic Diet

Christine A. Olson, Helen E. Vuong, Jessica M. Yano, Qingxing Y. Liang, David J. Nusbaum, Elaine Y. Hsiao


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