在一項新的研究中，來自美國加州大學洛杉磯分校的研究人員鑒定出在高脂肪低碳水化合物生酮飲食（high-fat, low-carbohydrate ketogenic diet）的抗癲癇作用中起著重要作用的特定腸道細菌。這項研究是建立癲癇易感性和腸道菌群---人體腸道中存在著的100萬億個左右的細菌和其他微生物---之間的因果關(guān)系。論文通信作者為加州大學洛杉磯分校綜合生物學與生理學助理教授Elaine Hsiao博士。
Hsiao說，這種生酮飲食具有許多健康益處，包括對抗癲癇藥物不作出反應的癲癇患兒遭受更少的癲癇發(fā)作。然而，人們對這種飲食如何幫助癲癇患兒一直沒有給出明確的解釋。在這項將小鼠作為更全面理解癲癇的動物模型的研究中，這些研究人員發(fā)現(xiàn)這種飲食在不到四天的時間內(nèi)就會大幅改變腸道菌群，而且吃這種飲食的小鼠的癲癇發(fā)作顯著減少。
為了測試腸道菌群對阻止癲癇發(fā)作是否是重要的，這些研究人員分析了生酮飲食對兩種小鼠的影響：那些在無菌實驗室環(huán)境中作為無菌飼養(yǎng)的小鼠，以及那些用抗生素治療來殺滅腸道微生物的小鼠。論文作者、Hsiao實驗室研究生Christine Olson 說， 在這兩種小鼠下，我們發(fā)現(xiàn)生酮飲食不再有效地阻止癲癇發(fā)作。 這表明腸道菌群對這種飲食有效地減少癲癇發(fā)作是必需的。
接著他們鑒定出兩種類型的細菌---Akkermansia muciniphila和Parabacteroides，這種生酮飲食會增加它們的水平，而且它們在提供這種保護中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
有了這些新知識，這些研究人員研究了給予這兩種細菌的無菌小鼠。Olson說， 我們發(fā)現(xiàn)如果我們能夠一起給予這兩種特定的細菌，那么我們就能夠恢復生酮飲食對這種這些小鼠的保護作用。如果我們進給予這兩種細菌中的一種，那么它們就不會阻止癲癇發(fā)作。這表明這兩種不同的細菌當它們都存在時發(fā)揮一種獨特的功能。
這些研究人員測量了腸道、血液和海馬體---一個在擴散癲癇中起著重要作用的大腦區(qū)域---中的數(shù)百種生化物質(zhì)的水平。他們發(fā)現(xiàn)，這些在腸道菌群中的水平可通過生酮飲食加以提高的細菌會以影響海馬體中的神經(jīng)遞質(zhì)的方式改變腸道和血液中的生化物質(zhì)水平。
這些細菌是如何做到這一點的？論文共同作者、Hsiao實驗室博士后學者Helen Vuong 說， 這些細菌增加大腦中的 -氨基丁酸（GABA）---一種沉默神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)---相對于大腦中的谷氨酸---一種激活神經(jīng)元使之放電的神經(jīng)遞質(zhì)---的水平。