Mikrobiom jelitowy – niewidzialny trener?
Biliony drobnoustrojów w jelitach, zwane także mikrobiomem jelitowym, zyskały w ciągu ostatniej dekady duże zainteresowanie ze względu na ich zdolność do wpływania na trawienie, fizjologię, a może nawet na nastrój i zdrowie psychiczne człowieka. Jednak w świetle niedawnych badań sugerujących dwukierunkowy związek między aktywnością fizyczną a mikrobiomem jelitowym naukowcy rozpoczynają obecnie badania nad rolą mikrobiomu jelitowego jako niewidzialnego trenera wpływającego na wydolność.
Sekcja dla ogółu społeczeństwa
Znajdź tutaj swoją dedykowaną przestrzeń
O tym artykule
Aktywność fizyczna i zaburzenia żołądkowo-jelitowe
Aktywność fizyczna sama w sobie obciąża organizm, zwłaszcza jeśli jest intensywna lub długotrwała. Podczas gdy umiarkowana aktywność fizyczna ma korzystny wpływ na przepuszczalności jelit i stan zapalny 1, długotrwałe i intensywne ćwiczenia mogą szkodliwie oddziaływać na funkcjonowanie jelit 2, co jest zgodne z częstymi problemami i zaburzeniami żołądka i jelitowymi zwłaszcza wśród sportowców wytrzymałościowych. 3
Ponieważ mikrobiom jelitowy jest powiązany z fizjologią przewodu pokarmowego 4, może on odgrywać rolę w zaburzeniach żołądka i jelit oraz w reakcjach fizjologicznych na ćwiczenia, wpływając na wyniki sportowe.
Wpływ mikrobioty jelitowej na ćwiczenia wytrzymałościowe
Sugerując bardziej bezpośredni wpływ mikrobioty jelitowej na ćwiczenia wytrzymałościowe, przełomowe badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Medicine w 2019 r. 10, wykazało, że maratończycy mają podwyższone miano Veillonella. Badacze odkryli, że mleczan powstający podczas długotrwałego wysiłku był transportowany z krwi do jelita, gdzie ulegał przemianom metabolicznym przez Veillonella do propionianu.
Mikroflora, mikrobiota, mikrobiom: fałszywi przyjaciele i prawdziwe synonimy
Kiedy badacze żywili myszy drobnoustrojami Veillonella wykorzystującymi mleczan lub podawali propionian we wlewie dookrężniczym, wytrzymałość myszy poprawiła się, co znalazło odzwierciedlenie w zwiększonej wytrzymałości podczas biegu na bieżni. 10 Co ciekawe, w badaniu zasugerowano, że drobnoustroje jelitowe mogą bezpośrednio poprawiać wyniki sportowe. W innym niedawno przeprowadzonym badaniu również wykazano, że mikrobiom jelitowy uczestniczy w stymulacji sygnałów pochodzących z jelit do mózgu, wpływając na motywację do ćwiczeń u myszy. 11
Odkrycia te sugerują, że działając na mikrobiom jelitowy, sportowcy mogą potencjalnie poprawić swoje wyniki.
Strategie dietetyczne skoncentrowane na jelitach mające wpływ na wyniki sportowe
Oczywistym sposobem oddziaływania na mikrobiom jelitowy jest dieta, ponieważ drobnoustroje żywią się składnikami pokarmowymi docierającymi do jelita grubego. Tradycyjnie wiele strategii żywieniowych skoncentrowanych na sporcie skupiało się na wysokiej zawartości białka i węglowodanów oraz spożyciu niewielkich ilości błonnika i unikaniu pewnych pokarmów. Chociaż takie strategie mogą być wystarczające we wspieraniu metabolizmu gospodarza, odbudowy zapasów glikogenu i zmniejszenia dolegliwości żołądkowo-jelitowych podczas ćwiczeń 12, wykluczenie błonnika z diety może z czasem stać się szkodliwe dla mikrobioty jelitowej sportowca oraz rytmu wypróżnień. 13
Strategie żywieniowe ukierunkowane na jelita, obejmujące odpowiednią ilość błonnika pokarmowego z różnych produktów spożywczych, probiotyki i prebiotyki, mogą natomiast wspierać zróżnicowanie mikrobiomu jelitowego 13 i przyczyniać się do regularnych wypróżnień. 4 Spożycie błonnika pokarmowego i prebiotyków dostarcza paliwa dla drobnoustrojów rezydentnych, ponieważ służą one jako substraty dla tych mikroorganizmów. Kiedy te niestrawne składniki dotrą do jelita grubego, drobnoustroje fermentują je, co prowadzi do powstania gazów i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych.
Podczas gdy zbyt duża ilość gazów może powodować dyskomfort i wzdęcia, powstające trzy główne krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe – octan, propionian i maślan – są powiązane ze zdrowiem i integralnością jelita grubego. Cząsteczki te mogą oddziaływać lokalnie w jelitach, wpływając na funkcję bariery jelitowej, ruchliwość, układ nerwowy i układ odpornościowy, a także w narządach odległych, wpływając na metabolizm organizmu gospodarza. 14
Probiotyki to kolejny sposób oddziaływania na jelita
Probiotyki to żywe drobnoustroje, które podawane w odpowiednich ilościach wywierają korzystny wpływ na zdrowie. W licznych badaniach wykazano, że pewne szczepy probiotyczne mogą chronić sportowców przed zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi oraz zakażeniami górnych dróg oddechowych. 15–17 Jednak na tym etapie zasadnicze mechanizmy pozostają w dużej mierze nieznane, a efekty będą prawdopodobnie zależne od szczepu probiotycznego, co utrudnia sportowcom ustalenie właściwego sposobu postępowania.
Aby pielęgnować w jelitach naszego niewidzialnego drobnoustrojowego trenera, naukowcy i sportowcy muszą opracować strategie żywieniowe skoncentrowane na jelitach, które z jednej strony łagodzą objawy żołądkowo-jelitowe podczas aktywności fizycznej, a z drugiej strony wspierają zróżnicowany mikrobiom jelitowy, stymulują fermentację w okrężnicy i regularne wypróżnienia – a więc dbają o aspekty, które mogą mieć kluczowe znaczenie dla wyników sportowych.
Polecane przez naszą społeczność
"#microbiota "Ponieważ mikrobiom jelitowy jest powiązany z fizjologią przewodu pokarmowego, mikrobiom jelitowy może potencjalnie odgrywać rolę w zaburzeniach żołądkowo-jelitowych i fizjologicznych reakcjach na #wysiłek fizyczny, wpływając na wyniki sportowe." -@rddp10 (Od Biocodex Microbiota Institute na X)
1. Cook, M. D. et al. Forced treadmill exercise training exacerbates inflammation and causes mortality while voluntary wheel training is protective in a mouse model of colitis. Brain Behav Immun 33, 46–56 (2013).
2. Dokladny, K., Zuhl, M. N. & Moseley, P. L. Intestinal epithelial barrier function and tight junction proteins with heat and exercise. J Appl Physiol (1985) 120, 692–701 (2016).
3. De Oliveira, E. P., Burini, R. C. & Jeukendrup, A. Gastrointestinal complaints during exercise: prevalence, etiology, and nutritional recommendations. Sports Med 44 Suppl 1, (2014).
4. Procházková, N. et al. Advancing human gut microbiota research by considering gut transit time. Gut 72, 180–191 (2023).
5. Clarke, S. F. et al. Exercise and associated dietary extremes impact on gut microbial diversity. Gut 63, 1913–1920 (2014).
6. Barton, W. et al. The microbiome of professional athletes differs from that of more sedentary subjects in composition and particularly at the functional metabolic level. Gut 67, 625–633 (2018).
7. Petersen, L. M. et al. Community characteristics of the gut microbiomes of competitive cyclists. Microbiome 5, (2017).
8. Cronin, O. et al. A Prospective Metagenomic and Metabolomic Analysis of the Impact of Exercise and/or Whey Protein Supplementation on the Gut Microbiome of Sedentary Adults. mSystems 3, (2018).
9. Kern, T. et al. Structured exercise alters the gut microbiota in humans with overweight and obesity-A randomized controlled trial. Int J Obes (Lond) 44, 125–135 (2020).
10. Scheiman, J. et al. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nat Med 25, 1104–1109 (2019)
11. Dohnalová, L. et al. A microbiome-dependent gut-brain pathway regulates motivation for exercise. Nature 612, 739–747 (2022).
12. Lis, D. M., Stellingwerff, T., Kitic, C. M., Fell, J. W. & Ahuja, K. D. K. Low FODMAP: A Preliminary Strategy to Reduce Gastrointestinal Distress in Athletes. Med Sci Sports Exerc 50, 116–123 (2018).
13. Armet, A. M. et al. Rethinking healthy eating in light of the gut microbiome. Cell Host Microbe 30, 764–785 (2022).
14. Koh, A., De Vadder, F., Kovatcheva-Datchary, P. & Bäckhed, F. From Dietary Fiber to Host Physiology: Short-Chain Fatty Acids as Key Bacterial Metabolites. Cell 165, 1332–1345 (2016).
15. Tavares-Silva, E., Caris, A. V., Santos, S. A., Ravacci, G. R. & Thomatieli-Santos, R. V. Effect of Multi-Strain Probiotic Supplementation on URTI Symptoms and Cytokine Production by Monocytes after a Marathon Race: A Randomized, Double-Blind, Placebo Study. Nutrients 13, (2021)
16. Sivamaruthi, B. S., Kesika, P. & Chaiyasut, C. Effect of Probiotics Supplementations on Health Status of Athletes. Int J Environ Res Public Health 16, (2019).
17. Schreiber, C., Tamir, S., Golan, R., Weinstein, A. & Weinstein, Y. The effect of probiotic supplementation on performance, inflammatory markers and gastro-intestinal symptoms in elite road cyclists. J Int Soc Sports Nutr 18, (2021).
