Ernährung und Immunität: Die Auswirkungen von Veganer Ernährung und Keto-Diät auf den Körper
Zusammenfassung: Eine neue Studie zeigt unterschiedliche Reaktionen des Immunsystems auf vegane und ketogene Ernährung. Über einen Zeitraum von zwei Wochen wechselten 20 Probanden zwischen diesen beiden Ernährungsformen, so dass die Forscher Veränderungen in der angeborenen und adaptiven Immunität, den Stoffwechselwegen und dem Darmmikrobiom beobachten konnten
Die vegane Ernährung wirkte sich vor allem auf die angeborene Immunität und die Stoffwechselwege der roten Blutkörperchen aus, während die Keto-Diät die adaptive Immunität und ein breiteres Spektrum an Proteinen beeinflusste. Diese Ergebnisse zeigen, wie schnell und vielfältig das Immunsystem auf eine veränderte Ernährung reagiert, und eröffnen neue Möglichkeiten für ernährungsbasierte Strategien zur Prävention und Behandlung von Krankheiten.
Wichtige Fakten:
- Die vegane Ernährung löste angeborene Immunreaktionen aus und beeinflusste Signalwege im Zusammenhang mit roten Blutkörperchen, während die Keto-Diät die adaptive Immunität und ein breiteres Spektrum an Proteinen beeinflusste.
- Beide Diäten veränderten das Mikrobiom und die Stoffwechselprozesse der Teilnehmer erheblich.
- Die kontrollierte Umgebung und die vielfältige Teilnehmergruppe der Studie zeigen, dass Ernährungsumstellungen komplexe Körpersysteme nachhaltig beeinflussen können.
Quelle: NIH
Forscher/innen der National Institutes of Health beobachteten in einer kleinen Studie mit Menschen, die auf eine vegane oder ketogene (auch Keto genannt) Ernährung umstellten, schnelle und deutliche Veränderungen des Immunsystems. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beobachteten verschiedene biologische Reaktionen von Menschen, die sich zwei Wochen lang nacheinander in zufälliger Reihenfolge vegan und ketogen ernährten.
Sie fanden heraus, dass die vegane Ernährung Reaktionen auslöste, die mit der angeborenen Immunität zusammenhängen – der unspezifischen ersten Verteidigungslinie des Körpers gegen Krankheitserreger -, während die Keto-Diät Reaktionen auslöste, die mit der adaptiven Immunität zusammenhängen – der erregerspezifischen Immunität, die durch Exposition im täglichen Leben und durch Impfungen aufgebaut wird.
Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Nature Medicine veröffentlicht.
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Es wurden auch Stoffwechselveränderungen und Veränderungen im Mikrobiom der Teilnehmer/innen beobachtet – einer Gemeinschaft von Bakterien, die im Darm leben. Es bedarf weiterer Forschung, um festzustellen, ob diese Veränderungen vorteilhaft oder nachteilig sind und welche Auswirkungen sie auf Ernährungsinterventionen bei Krankheiten wie Krebs oder Entzündungen haben könnten.
Das wissenschaftliche Verständnis darüber, wie verschiedene Ernährungsweisen das menschliche Immunsystem und Mikrobiom beeinflussen, ist begrenzt. Therapeutische Ernährungsmaßnahmen, bei denen die Ernährung geändert wird, um die Gesundheit zu verbessern, sind nicht gut erforscht, und nur wenige Studien haben die Auswirkungen von mehr als einer Diät direkt verglichen.
Die Keto-Diät ist eine kohlenhydratarme Ernährung, die im Allgemeinen viel Fett enthält. Die vegane Ernährung verzichtet auf tierische Produkte und ist in der Regel ballaststoffreich und fettarm.
Die Studie wurde von Forschern des NIH National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) und des National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK) in der Metabolic Clinical Research Unit im NIH Clinical Center durchgeführt. Die 20 Teilnehmer waren hinsichtlich ihrer ethnischen Zugehörigkeit, ihrer Rasse, ihres Geschlechts, ihres Body-Mass-Index (BMI) und ihres Alters sehr unterschiedlich.
Jede Person aß zwei Wochen lang so viel wie gewünscht von der einen Diät (vegan oder keto) und anschließend zwei Wochen lang so viel wie gewünscht von der anderen Diät. Die Teilnehmer der veganen Diät, die etwa 10 % Fett und 75 % Kohlenhydrate enthielt, nahmen weniger Kalorien zu sich als die Teilnehmer der Keto-Diät, die etwa 76 % Fett und 10 % Kohlenhydrate enthielt.
Während des gesamten Studienzeitraums wurden Blut, Urin und Stuhl zur Analyse gesammelt. Die Auswirkungen der beiden Diäten wurden mit einem „Multi-omics“-Ansatz untersucht, bei dem mehrere Datensätze analysiert wurden, um die biochemischen, zellulären, metabolischen und immunologischen Reaktionen des Körpers sowie die Veränderungen des Mikrobioms zu bewerten. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer blieben während der gesamten einmonatigen Studie vor Ort und konnten so die Ernährungsinterventionen sorgfältig kontrollieren.
Die ausschließliche Umstellung auf die Studienernährung führte bei allen Teilnehmern zu bemerkenswerten Veränderungen. Die vegane Ernährung wirkte sich deutlich auf die mit dem angeborenen Immunsystem verbundenen Signalwege aus, einschließlich der antiviralen Reaktionen.
Die Keto-Diät hingegen führte zu einem deutlichen Anstieg der biochemischen und zellulären Prozesse, die mit der adaptiven Immunität verbunden sind, wie z. B. die mit den T- und B-Zellen verbundenen Prozesse.
Die Keto-Diät wirkte sich auf den Gehalt von mehr Proteinen im Blutplasma aus als die vegane Diät und auch auf Proteine aus einer größeren Anzahl von Geweben wie Blut, Gehirn und Knochenmark. Die vegane Ernährung förderte mehr mit den roten Blutkörperchen verbundene Stoffwechselwege, einschließlich derjenigen, die am Häm-Stoffwechsel beteiligt sind, was auf den höheren Eisengehalt dieser Ernährung zurückzuführen sein könnte.
Darüber hinaus führten beide Diäten zu Veränderungen im Mikrobiom der Teilnehmer/innen, indem sie die Häufigkeit von Darmbakterienarten veränderten, die zuvor mit den Diäten in Verbindung gebracht worden waren.
Die Keto-Diät wurde mit Veränderungen im Aminosäurestoffwechsel in Verbindung gebracht – eine Zunahme der menschlichen Stoffwechselwege für die Produktion und den Abbau von Aminosäuren und eine Verringerung der mikrobiellen Wege für diese Prozesse -, was die höheren Mengen an Eiweiß widerspiegeln könnte, die die Menschen mit dieser Diät zu sich nehmen.
Die unterschiedlichen Veränderungen des Stoffwechsels und des Immunsystems, die durch die beiden Diäten hervorgerufen wurden, wurden trotz der Verschiedenheit der Teilnehmer/innen beobachtet, was zeigt, dass Ernährungsumstellungen weit verbreitete und miteinander verbundene Stoffwechselwege im Körper beeinflussen. Weitere Studien sind erforderlich, um zu untersuchen, wie sich diese Ernährungsmaßnahmen auf bestimmte Komponenten des Immunsystems auswirken.
Den Autoren zufolge zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass das Immunsystem erstaunlich schnell auf Ernährungsmaßnahmen reagiert. Die Autoren weisen darauf hin, dass es möglich sein könnte, die Ernährung so zu gestalten, dass sie Krankheiten vorbeugt oder die Behandlung von Krankheiten ergänzt, z. B. indem sie Prozesse verlangsamt, die mit Krebs oder neurodegenerativen Störungen verbunden sind.
Author: Press Office
Source: NIH
Contact: Press Office – NIH
Image: The image is credited to Neuroscience News
Original Research: Open access.
“Differential peripheral immune signatures elicited by vegan versus ketogenic diets in humans” by Verena M. Link et al. Nature Medicine
Abstract
Differential peripheral immune signatures elicited by vegan versus ketogenic diets in humans
Nutrition has broad impacts on all physiological processes. However, how nutrition affects human immunity remains largely unknown. Here we explored the impact of a dietary intervention on both immunity and the microbiota by performing a post hoc analysis of a clinical trial in which each of the 20 participants sequentially consumed vegan or ketogenic diets for 2 weeks (NCT03878108).
Using a multiomics approach including multidimensional flow cytometry, transcriptomic, proteomic, metabolomic and metagenomic datasets, we assessed the impact of each diet, and dietary switch, on host immunity and the microbiota.
Our data revealed that overall, a ketogenic diet was associated with a significant upregulation of pathways and enrichment in cells associated with the adaptive immune system. In contrast, a vegan diet had a significant impact on the innate immune system, including upregulation of pathways associated with antiviral immunity.
Both diets significantly and differentially impacted the microbiome and host-associated amino acid metabolism, with a strong downregulation of most microbial pathways following ketogenic diet compared with baseline and vegan diet.
Despite the diversity of participants, we also observed a tightly connected network between datasets driven by compounds associated with amino acids, lipids and the immune system.
Collectively, this work demonstrates that in diverse participants 2 weeks of controlled dietary intervention is sufficient to significantly and divergently impact host immunity, which could have implications for precision nutritional interventions. ClinicalTrials.gov registration: NCT03878108.