Кетодиета против воспаления? Учёные нашли неожиданное исключение

Даже при одинаковом ограничении углеводов иммунная реакция может различаться. Исследователи обнаружили, что решающую роль способен играть состав пищевых жиров.

Почему одна кетодиета уменьшает воспаление, а другая может его усиливать

Кетогенная диета давно привлекает внимание исследователей не только как способ снижения массы тела. Учёные изучают её влияние на обмен веществ, работу мозга и иммунную систему.

Основной принцип такого питания — резкое ограничение углеводов при высокой доле жиров. В результате организм переходит в состояние кетоза, когда печень активно производит кетоновые тела, которые различные ткани могут использовать в качестве источника энергии.

С кетозом связывают ряд потенциально полезных метаболических эффектов, включая влияние на некоторые воспалительные процессы.

Но в научной литературе существует противоречие.

Одни исследования показывают уменьшение воспалительных реакций на фоне кетогенного питания. Другие обнаруживают признаки воспаления и неблагоприятные изменения обмена веществ.

Почему результаты различаются?

Команда под руководством Дэвида Джиуса (David Gius), директора Онкологического центра Университета Цинциннати, обратила внимание на обстоятельство, которое легко упустить.

Кетогенные диеты могут иметь сходное соотношение жиров и углеводов, но существенно различаться по составу жирных кислот.

А для клеток иммунной системы эта разница может оказаться принципиальной.

Два кетогенных рациона — две разные реакции иммунной системы

Исследователи использовали экспериментальные модели на мышах, которым назначали кетогенные рационы с различным составом жиров.

В одной из серий экспериментов около 90% энергии поступало из жиров, однако источники этих жиров отличались.

Один рацион был основан на пищевом жире Crisco и содержал примерно 26% длинноцепочечных насыщенных жирных кислот. Другой использовал кокосовое масло и содержал около 12% таких кислот.

Учёные изучали изменения после 21 дня питания, а также проводили более продолжительные эксперименты.

Результат оказался показательным.

У мышей, получавших рацион с более высокой долей длинноцепочечных насыщенных жирных кислот, исследователи обнаружили накопление провоспалительных макрофагов в нескольких тканях, включая сердце, почки, печень, мозг и белую жировую ткань.

При использовании кетогенного рациона на основе кокосового масла аналогичного выраженного увеличения этих клеток не наблюдалось.

Макрофаги — это клетки врождённой иммунной системы. Они поглощают микроорганизмы, удаляют повреждённые клетки и участвуют в восстановлении тканей.

Но макрофаги способны работать в разных функциональных состояниях. Некоторые из них активно поддерживают воспалительную реакцию.

Именно накопление клеток с провоспалительными характеристиками стало одним из ключевых результатов исследования.

Важно, что учёные обнаружили не просто изменение концентрации отдельного воспалительного вещества. Они зарегистрировали изменения иммунных клеток непосредственно в тканях животных.

Почему длина жирной кислоты имеет значение

Жиры, поступающие с пищей, представляют собой смесь разных жирных кислот.

Они отличаются строением молекул, длиной углеродной цепи и наличием двойных связей между атомами углерода.

В новом исследовании особое внимание уделили длинноцепочечным насыщенным жирным кислотам.

К ним относятся, например:

• Пальмитиновая кислота — насыщенная жирная кислота с 16 атомами углерода, присутствующая в пальмовом масле, животных жирах и других продуктах.
• Стеариновая кислота — насыщенная жирная кислота с 18 атомами углерода, содержащаяся, в частности, в животных жирах и какао-масле.

Чтобы отделить действие конкретных жирных кислот от других эффектов питания, исследователи провели опыты с культурами макрофагов мышей и человека.

При воздействии длинноцепочечных насыщенных жирных кислот клетки приобретали более выраженные провоспалительные характеристики.

Такое изменение исследователи описывают как M1-подобную поляризацию — переход макрофагов в функциональное состояние, связанное с активной воспалительной реакцией.

При воздействии исследованных ненасыщенных и среднецепочечных жирных кислот аналогичного эффекта не наблюдалось.

Это существенное различие.

Оно не доказывает, что ненасыщенные или среднецепочечные жиры обязательно подавляют воспаление у человека. Но показывает, что разные жирные кислоты способны по-разному воздействовать на иммунные клетки.

Следовательно, общий показатель содержания жира в рационе не раскрывает всей картины.

Как пищевые жиры могут включать внутреннюю систему воспалительной тревоги

Самая интересная часть исследования касается механизма обнаруженных изменений.

Учёные связали провоспалительную реакцию с митохондриальным стрессом и активацией сигнального пути cGAS-STING.

Чтобы понять эту связь, нужно представить, как иммунная клетка распознаёт опасность.

Митохондрии — клеточные структуры, участвующие в производстве энергии. Когда их нормальная работа нарушается, меняются обмен веществ и внутриклеточные сигналы, в том числе связанные с воспалением.

Одна из систем обнаружения клеточной опасности называется cGAS-STING.

В обычных условиях белок cGAS помогает распознавать ДНК, оказавшуюся в неподходящем участке клетки — цитоплазме. Это может происходить при некоторых инфекциях или повреждении собственных клеточных структур.

После активации cGAS запускается сигнальная цепочка с участием белка STING. Она способна включать гены, необходимые для иммунной защиты и воспалительного ответа.

Исследователи обнаружили повышенную активность этого пути при воздействии длинноцепочечных насыщенных жирных кислот.

Кроме того, анализ макрофагов выявил изменения липидного обмена, включая накопление некоторых церамидов и гексозилцерамидов — жироподобных молекул, участвующих в клеточных сигнальных процессах.

Но было необходимо проверить, действительно ли cGAS-STING участвует в возникновении воспалительной реакции, а не просто активируется одновременно с ней.

Для этого использовали генетически модифицированных мышей, у которых ген STING был выключен в клетках миелоидного происхождения — группе иммунных клеток, включающей макрофаги.

Без функционального STING характерная провоспалительная реакция на кетогенное питание не развивалась в прежнем виде.

Это стало важным аргументом в пользу причинной роли данного сигнального механизма.

При этом исследование не означает, что все звенья цепочки от повреждения митохондрий до активации cGAS-STING уже полностью расшифрованы.

Главный парадокс: кетоз и воспаление могут существовать одновременно

Именно здесь находится ключевой научный вывод работы.

Кетоз — это метаболическое состояние. Оно характеризует, каким образом организм получает и использует энергетические субстраты.

Воспаление — результат работы сложной системы клеточных сигналов, на которую влияет множество факторов.

Эти процессы связаны, но не тождественны.

Поэтому само присутствие кетоновых тел не гарантирует, что все остальные компоненты питания будут оказывать противовоспалительное действие.

Можно представить два рациона с одинаково низким содержанием углеводов.

Оба способны поддерживать кетоз.

Но если в одном преобладают определённые длинноцепочечные насыщенные жирные кислоты, а в другом их меньше, иммунные последствия могут различаться.

Получается, что противовоспалительные свойства, приписываемые кетогенному питанию, нельзя автоматически переносить на любой рацион, соответствующий определению кетодиеты.

Именно это помогает объяснить часть противоречий в ранее опубликованных экспериментах.

Означает ли это, что кокосовое масло полезнее сливочного?

Такой вывод был бы преждевременным.

Эксперимент с разными источниками жиров нельзя превращать в универсальный рейтинг продуктов.

Кокосовое масло само по себе содержит много насыщенных жирных кислот. Его отличие заключается в их составе и распределении по длине углеродной цепи.

Кроме того, влияние отдельных жирных кислот на макрофаги — только одна составляющая оценки питания.

Для здоровья человека имеют значение также концентрация липопротеинов в крови, энергетический баланс, состояние сердечно-сосудистой системы, длительность соблюдения диеты и множество других факторов.

Новое исследование не сравнивало долгосрочную безопасность кокосового и сливочного масла у людей.

Поэтому его результаты не дают оснований рекомендовать замену всех привычных жиров кокосовым маслом.

Они указывают на необходимость более точного изучения состава жиров в кетогенных рационах.

Что исследование пока не доказывает

Несмотря на убедительные экспериментальные результаты, необходимо учитывать важное ограничение.

Основные выводы получены на мышах и культурах клеток.

Человеческие макрофаги действительно использовались в лабораторных экспериментах. Но реакция отдельных клеток на жирные кислоты не равнозначна реакции всего организма на питание.

Исследование не установило, что у людей, придерживающихся кетодиеты с высоким содержанием длинноцепочечных насыщенных жиров, обязательно повышается системное воспаление.

Оно также не показало, насколько обнаруженные клеточные изменения связаны с риском сердечно-сосудистых, аутоиммунных или других заболеваний.

Есть и методологическая особенность: экспериментальные рационы мышей существенно отличаются от разнообразных вариантов кетогенного питания, которые люди используют в повседневной жизни.

Кроме того, увеличение количества провоспалительных макрофагов в тканях нельзя автоматически приравнивать к повышению С-реактивного белка в крови или возникновению клинического заболевания.

Для подтверждения таких последствий необходимы исследования с участием людей.

При чём здесь лечение рака

Работа выполнена исследователями Онкологического центра Университета Цинциннати, и это не случайно.

Иммунные клетки играют важную роль в микроокружении опухоли — совокупности клеток, сосудов и сигнальных молекул, окружающих злокачественное новообразование.

Макрофаги могут влиять на развитие опухоли и реакцию на противоопухолевую терапию. Причём их функции значительно сложнее простого деления на полезные и вредные.

Учёные рассматривают возможность изменения иммунного микроокружения опухолей с помощью определённых вариантов кетогенного питания.

Теоретически это могло бы влиять на эффективность иммунотерапии — лечения, использующего механизмы иммунной системы для борьбы с опухолью.

Однако пока речь идёт о научной гипотезе, а не подтверждённом методе лечения.

По информации Университета Цинциннати, соответствующее клиническое исследование уже проводится в UT Health San Antonio. Планируется также его проведение в Онкологическом центре Университета Цинциннати.

Будущие результаты должны помочь определить, можно ли использовать состав кетогенного питания для целенаправленного изменения иммунных реакций у пациентов.

На что действительно стоит обращать внимание при кетогенном питании

Главный практический смысл исследования заключается не в необходимости отказаться от кетодиеты.

Он в том, что оценивать такой рацион только по содержанию углеводов недостаточно.

Имеет значение не только количество потребляемого жира, но и его происхождение, структура жирных кислот и влияние на обмен веществ.

Это согласуется с более широким принципом рационального питания: качество пищевых компонентов нельзя оценивать исключительно по принадлежности к определённой диете.

Если человек придерживается кетогенного питания, полезно учитывать соотношение различных источников жира, а не ориентироваться только на показатели кетоза.

При этом новое исследование не определяет оптимальное соотношение насыщенных и ненасыщенных жирных кислот для предотвращения воспаления у человека.

Такие рекомендации требуют клинических данных.

Особенно важно не менять самостоятельно лечебные кетогенные схемы, назначенные по медицинским показаниям, например при некоторых формах эпилепсии.