Кишечный микробиом — невидимый тренер в спорте?
Триллионы микробов в кишечнике, также называемые кишечным микробиомом, в последнее десятилетие все больше интересуют ученых благодаря способности влиять на пищеварение, физиологические процессы, а возможно и на настроение и психическое здоровье. После ряда недавних исследований, показавших двунаправленную связь между физической активностью и кишечным микробиомом, ученые стали глубже исследовать роль кишечного микробиома как невидимого тренера в спорте, влияющего на физическую работоспособность.
Раздел для широкой публики
Найдите здесь свое выделенное место
Об этой статье
Физическая активность и заболевания желудочно-кишечного тракта
Физическая активность сама по себе оказывает стрессовое воздействие на организм, особенно если она интенсивная или продолжительная. Тогда как умеренные нагрузки положительно влияют на кишечную проницаемость и воспаление1, длительные и интенсивные физические упражнения могут пагубно влиять на функционирование кишечника2, что согласуется с распространенностью желудочно-кишечных расстройств среди спортсменов, особенно тех, чей вид занятий требует большой выносливости. 3
Поскольку кишечный микробиом тесно связан с физиологией желудочно-кишечного тракта4, то потенциально он может влиять на развитие и течение заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также физиологические реакции на физические нагрузки, что может сказываться на спортивных результатах.
Влияние кишечной микробиоты на выносливость
Pointing towards a more direct effect of the gut microbiota on endurance exercise, a landmark study published in Nature Medicine in 2019 10, found that marathon runners have elevated levels of Veillonella. The researchers Результаты важного исследования по оценке влияния кишечной микробиоты на уровень выносливости, опубликованные в журнале «Nature Medicine» в 2019 году, показали, что в кишечнике марафонцев содержится больше представителей Veillonella. Оказалось, что лактат, образующийся при длительной и тяжелой активности, транспортируется из кровотока в кишечник, где превращается под действием Veillonella в пропионат.
Флора, микробиота, микробиом: ложные друзья и истинные синонимы
Мыши, получавшие вместе с пищей штаммы Veillonella, метаболизирующие лактат, или которым вводили пропионат непосредственно в просвет кишечника, демонстрировали лучшие показатели выносливости на беговой дорожке10. Исследование показало, что кишечные микробы способны напрямую повышать спортивные результаты. В другом недавнем исследовании сообщалось о стимулирующем влиянии кишечного микробиома на головной мозг мышей в виде повышения мотивации к физической активности. 11
Эти открытия показывают, что, воздействуя на кишечный микробиом, спортсмены могут улучшить свои спортивные результаты.
Ориентированные на кишечник диетические стратегии для улучшения спортивных результатов
Очевидным способом воздействия на кишечный микробиом является диета, так как микробы питаются тем, что попадает в толстую кишку. Традиционно многие спортивно-ориентированные диетические стратегии акцентировались на высоком потреблении белка и углеводов, низком потреблении клетчатки или, наоборот, ограничении рациона. Хотя таких стратегий может быть достаточно для поддержания метаболизма, восстановления запасов гликогена и уменьшения нагрузки на желудочно-кишечный тракт во время тренировок12, недостаток пищевых волокон со временем может нанести ущерб кишечной микробиоте и пищеварительной системе в целом. 13
Напротив, диетические стратегии, ориентированные на кишечник, включая адекватное потребление пищевых волокон в составе различных продуктов, прием пробиотиков и пребиотиков, могут поддерживать разнообразие кишечного микробиома13 и нормальное функционирование пищеварительной системы. 4 Пищевые волокна и пребиотики являются источником питания для резидентных кишечных микроорганизмов. В толстой кишке неперевариваемые компоненты пищи ферментируются микроорганизмами, в результате его образуются различные газы и короткоцепочечные жирные кислоты.
Хотя избыток газов может вызвать дискомфорт и вздутие живота, три главные короткоцепочечные жирные кислоты — ацетат, пропионат и бутират — связаны со здоровьем и целостностью толстой кишки. Эти молекулы могут действовать локально в кишечнике, влияя на его барьерную функцию, моторику, нервную и иммунную системы, а также отдаленно — посредством влияния на общий метаболизм. 14
Пробиотики — дополнительный способ воздействия на кишечник
Пробиотики это живые микроорганизмы, которые при употреблении в достаточном количестве приносят пользу здоровью. Многочисленные исследования показали, что определенные пробиотические штаммы способны защитить спортсменов от желудочно-кишечных расстройств и инфекций верхних дыхательных путей. 15–17 Однако на данном этапе основные механизмы этого изучены очень мало, а эффекты, вероятно, зависят от штамма пробиотика, что затрудняет выбор наиболее эффективного варианта.
Чтобы развивать нашего невидимого микробного тренера в кишечнике, ученым и спортсменам необходимо разработать диетические стратегии, ориентированные на кишечник, которые, с одной стороны, позволят уменьшить желудочно-кишечные симптомы во время физической активности, а с другой, — будут поддерживать разнообразие кишечного микробиома, процессы ферментации в толстой кишке и способствовать регулярному опорожнению кишечника. Все эти факторы могут иметь ключевое значение для спортивных результатов.
Pекомендовано нашим сообществом
"Поскольку микробиом кишечника связан с физиологией желудочно-кишечного тракта, микробиом кишечника потенциально может играть роль в желудочно-кишечных расстройствах и физиологических реакциях на физические упражнения, влияя на спортивные результаты." -@rddp10 (из Biocodex Microbiota Institute на 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).
