Кетогенная диета настроила иммунитет мышей на борьбу с гриппом

Ученые обнаружили, что высокожировая низкоуглеводная диета может помочь справиться с вирусной инфекцией. Мыши, которые сидели на диете, чаще выживали и теряли меньше веса в присутствии смертельной дозы вируса гриппа. А вот промежуточный продукт обмена жиров — короткоцепочечная жирная кислота бутират — такого эффекта не оказал: судя по всему, для защиты от вируса важен сам процесс расщепления жиров, а не результат. Работа опубликована в журнале Science Immunology.

В состав кетогенной диеты входит большое количество жиров, поменьше — белков и совсем мало углеводов. Принцип ее работы такой: в отсутствие глюкозы клетки переходят на питание жирами. Для этого они окисляют длинные жирные кислоты и расщепляют их на короткие молекулы, из которых уже потом получают энергию. Считается, что при этом еда в клетке тратится более эффективно, а саму кетогенную диету уже проверяют как способ справиться с разными болезнями, в том числе диабетом и раком.

Эмили Голдберг (Emily Goldberg) и ее коллеги из Йельской медицинской школы решили проверить, как кетогенная диета сказывается на работе иммунитета. Для этого они ввели мышам в нос смертельную дозу частиц вируса гриппа и неделю держали на низкоуглеводном корме. В первые же несколько дней они обнаружили, что голодающие мыши потеряли меньше веса и лучше переносили инфекцию — на 4 день в контрольной группе вообще не осталось живых, а среди экспериментальных животных погибла только половина.

Вирусных частиц в легких у мышей на диете тоже оказалось меньше, чем у контрольной группы. Но когда ученые проверили, какие гены активны в клетках легких, они не обнаружили там экспрессии интерферонов — основных белков противовирусного ответа. Поэтому они предположили, что кетогенная диета запускает какие-то другие иммунные процессы в легких.

В тканях экспериментальной группы мышей исследователи обнаружили повышенное количество γδ T-лимфоцитов, в то время как число клеток всех других типов не отличалось от контрольной группы. Когда же ученые попробовали заразить гриппом мышей, которые не производят этот вид Т-клеток, то увидели, что эти животные выживают на кетогенной диете в два раза хуже, чем обычные мыши. Правда, даже в отсутствие γδ T-лимфоцитов смертность в экспериментальной группе была ниже, чем в контроле. Это может означать, что, помимо выработки Т-клеток, кетогенная диета влияет и на другие механизмы борьбы с инфекцией.

Ученые предположили, что устойчивость к гриппу может быть связана с поглощением большого количества калорий. Поэтому в следующем эксперименте они одну группу мышей посадили на кетогенную диету, а другую — на обычную «западную», в которую входит много жиров и углеводов. Они обнаружили, что «западная» диета не помогает животным набрать вес — они похудели сильнее, чем мыши на кетогенной диете, в которой меньше калорий, чем в «западной». Правда, «западная» диета увеличила число γδ T-лимфоцитов в легких, однако этого оказалось недостаточно для борьбы с вирусом.

Исследователи попробовали воспроизвести эффект кетогенной диеты и подкормили мышей бета-гидроксибутиратом — короткоцепочечной жирной кислотой, которая образуется после окисления длинных жирных кислот. При этом уровень ее в крови действительно вырос, но никак не повлиял ни на снижение веса после заражения гриппом, ни на размножение γδ T-клеток в легких.

Судя по всему, для выявленного эффекта кетогенной диеты важен не результат, а процесс: когда клетки получают только жирные кислоты в качестве пищи, им приходится запускать в митохондриях реакции их окисления и расщепления до коротких кислот. При этом сами митохондрии начинают работать эффективнее и производить, в том числе, больше антиоксидантов, которые защищают клетки от стресса, который неизбежно сопровождает инфекции и воспаление.

Таким образом, эффект от кетогенной диеты складывается из нескольких этапов: она, с одной стороны, заставляет размножаться и накапливаться в легких Т-лимфоциты, а с другой стороны, усиливает противовоспалительный ответ в клетках легкого. Точные механизмы действия исследователям еще предстоит прояснить, но они предполагают, что эти результаты могут оказаться полезными для предотвращения ежегодных эпидемий гриппа у людей.

Ученые до сих пор не достигли консенсуса по поводу того, насколько кетогенная и другие ограничительные диеты эффективны для борьбы с болезнями или продления жизни. В одном исследовании, например, они выяснили, что кетогенная диета помогает выровнять обмен веществ даже без потери веса. А в другом — обнаружили, что безжировая и безуглеводная диеты дают приблизительно одинаковый результат. Эксперименты на мышах же показывают, что лучшая стратегия для продления жизни — есть не только мало, но и редко.

Полина Лосева