A testmozgás megváltoztatja a bélmikrobáinkat, de még mindig nem világos

A diétától független fizikai aktivitás megváltoztatja a belekben lévő baktériumok összetételét, ösztönözve a kutatókat olyan fajok felkutatására, amelyek a sportoláshoz hasonló előnyökkel járhatnak.

Ashley Yeager

2019. augusztus 15

FENT: A TUDOMÁNYOS SZEMÉLYZET

Sara Campbell először 2010-ben gépelte be a „testmozgás és mikrobiom” kifejezést a PubMed-be, és az Enter billentyűt lenyomta. „A keresés szó szerint nullát jelentett” - mondja a The Scientist-nek. Campbell épp a testmozgástudomány tanársegédjeként kezdte a Rutgers Egyetemet. Maga maga sportoló, PhD és posztdoktor ideje alatt tanulmányozta a koleszterin anyagcserét, a testmozgást és az étrendet. Elkezdett azon gondolkodni, hogy a testmozgás befolyásolhatja-e a bél mikrobáit.

"Tudjuk, hogy a testmozgás mindezeket a hihetetlen dolgokat elvégzi" - mondja Campbell, például a gyulladás lecsökkentésében és az antioxidáns védekezés fokozásában. És így gondolta: „Nos, ha szimbiózis és kölcsönösség folyik a gazda és a mikrobák között, akkor valaminek történnie kell. . . valami megváltozik a mikrobákban ”edzés közben. Amikor a PubMed keresése üresen megjelent, úgy döntött: "Ezt tanulmányoznom kell."

A Rutgers-féle mikrobiológusokkal és toxikológusokkal, valamint egy Oklahoma City-i patológussal összefogva Campbell kísérletet tervezett a normál vagy magas zsírtartalmú étrendet tápláló hím egerek székletmintáinak elemzésére 12 héten keresztül. Az egyes csoportok egereinek egy részét gyakorolni engedték, míg a többi ülő maradt. A fizikai aktivitás, az eredmények szerint, az állatok étrendjétől független, egyedi mikrobiomot generált az egerek belében: konkrétan a gyakorló egerek a Faecalibacteriumot, a Clostridiumot és az Allobaculumot látták vendégül, míg az ülő egerek nem. A magas zsírtartalmú étrend gyulladást okozott a mozgásszegény egerek belében, amely nem volt tapasztalható a zsíros étrendet fogyasztó és testedző egereknél.

Az egyik vezető ötlet a testmozgás mikrobiomra gyakorolt hatása terén, hogy az edzés növeli a butirátot termelő bélmikrobák szintjét.

Az eredmények 2016 márciusában jelentek meg, amelyek megerősítették azokat a megállapításokat, amelyek néhány évvel azelőtt megjelentek, hogy kimutatták, hogy a testmozgás megakadályozta a súlygyarapodást és megváltoztatta a zsírtartalmú diétát fogyasztó, elhízott egerek bélmikrobáit. Szépen illeszkedtek egy 2018-ban közzétett, embereken végzett longitudinális vizsgálathoz is, amely azt mutatta, hogy a sovány, mozgásszegény emberek, akik hat hétig gyakoroltak, a belükben magasabb Clostridiales, Lachnospira, Roseburia és Faecalibacterium szinteket fejlesztettek ki, de ezek a mikrobák visszatértek az alapszintre, amikor az egyének abbahagyták a testmozgást. Azok az elhízott egyének, akik elkezdtek tornázni, megváltoztatták a bélmikrobájukat is, de ezek a változások különböztek a sovány egyéneknél tapasztaltaktól.

Bár a sovány és elhízott egyének változásainak különbségei még nem tisztázottak, az eredmények egyértelművé teszik, hogy a testmozgás, diétától vagy testösszetételtől függetlenül, megváltoztatja az emberek bél mikrobiotáját - mondja Jeffrey Woods, az egyetem kutatója Illinois-ból, Urbana-Champaign és a 2018-as lap társszerzője.

"Ez egy meglehetősen új terület általában, és határozottan egy új terület a mozgástudományban" - mondja, és elmagyarázza, hogy bár a testmozgás és a bél mikrobaváltozás közötti kapcsolat létrejött, "hogy a testmozgás miként változtatja meg a mikrobákat, nem tudjuk." Az sem világos még, hogy a változások hasznosak-e az egészségre nézve, de vannak utalások arra, hogy lehetnek.

Tippek a test-bél kapcsolatra

A testmozgás mikrobiomra gyakorolt hatásának egyik vezető ötlete az, hogy a testmozgás növeli a butirátot termelő bélmikrobák szintjét - egy rövid láncú zsírsavat, amelynek egész sor egészségügyi előnye van az emberekben, a jóllakottsági hormonok termelésétől, amelyek megfékezik az éhség, hogy szerepet vállaljon a meglévő neuronok túlélésének támogatásában és az újak növekedésének elősegítésében.

Lásd: „A mikrobióm és az emberi egészség”

A Faecalibacterium, valamint más baktériumok, például a Lachnospiraceae, amelyek úgy tűnik, hogy bőségesen növekednek a bélben az edzés után, jellemzően rövid láncú zsírsavakat termelnek az élelmi rostok emésztésére reagálva. A testmozgással és a bél mikrobiom-összetételével kapcsolatos állat- és emberkísérletek áttekintésében, amelyet az Exercise and Sport Science Reviews áprilisban tett közzé, Woods és munkatársai azt javasolják, hogy a testmozgás megváltoztathatja az immunsejtek gén expresszióját a bél szöveteiben, ami termeléshez vezethet. kevesebb gyulladáscsökkentő sejtjelző fehérje és több gyulladáscsökkentő, valamint antioxidáns enzim. Az immunsejtek a bélben található mikrobaközösségek közelében ülnek, és olyan antimikrobiális vegyületeket állíthatnak elő, amelyek bizonyos taxonokat lecsökkentenek, miközben elősegítik a butirátot termelő baktériumok szaporodását. A testmozgás megváltoztathatja a bélben lévő nyálka összetételét is, amely hatással lehet az ott élő baktériumfajokra, például az Akkermansia muciniphila baktériumra - gyulladáscsökkentő tulajdonságú baktériumra, amely a testmozgás hatására bőségesen növekedni látszik.

Lásd: „A kommenzális baktérium csökkenti az ALS tüneteit egerekben”

A testmozgás emeli az ember maghőmérsékletét és csökkenti a belek véráramlását, ami közvetlenebb érintkezéshez vezethet a bélmikrobák és az immunsejtek között a bél nyálkájában - és potenciálisan megváltoztathatja a mikrobiális összetételt. Az epesavak keringése, amely megváltoztathatja a bél mikrobaközösségét, szintén növekszik a testmozgás során, csakúgy, mint a laktát, amely megváltoztathatja a bél pH-ját, megváltoztatva a mikrobiális közösség sokféleségét. "Ezeket a lehetséges mechanizmusokat kipróbálhatjuk" - mondja Woods -, de ezeket nem könnyű tesztelni, mert nehéz elkülöníteni egyiküket sem. "

Testmozgás, mikrobák és a bél egészsége

Ezek a potenciális mechanizmusok segítenek megmagyarázni egyes összefüggéseket, amelyeket a tudósok megfigyeltek a mikrobiom és a bél egészsége között. Például a vastagbélrákos betegeknél csökkent a butiráttermelő baktériumok, például a Roseburia és a Lachnospiraceae mennyisége. Az egészséges sejtekben található butirát epigenetikai módosításokat idéz elő, amelyek sejtforgalomhoz és sejtproliferációhoz vezetnek, míg a vastagbélrákos sejtekben a zsírsavak az epigenetikán keresztül működnek, hogy elnyomják a sejtproliferációt és elősegítsék a sejthalált, ami előnyt jelent a vastagbélrákos betegek számára, akik gyakorolják.

A testgyakorlás előnyeinek mérésére a bélgyulladással szemben Woods és munkatársai elvégezték az első székletmikrobiom-átültetést egereken, és 2017-ben közzétették az eredményeket. Székletet vettek a testmozgástól és azoktól, akik nem gyakorolták, és átadták az anyagot csíra mentes egerek. Aztán, miután a mikrobiota megalapozta magát a befogadókban, a csoport beadta az állatok gyógyszerét, ami rendkívüli gyulladást váltott ki a vastagbélben. Azok az egerek, amelyek bélmikrobákat kaptak aktív donoroktól, kevesebb testsúlyt vesztettek és kevesebb gyulladásos betegség tünetei voltak, mint azokhoz az egerekhez, amelyek ülő állatok mikrobáit kapták. Azt, hogy egy hasonló protokoll segíthet-e az irritábilis bél szindrómában szenvedő embereknél - amelyet tartós gyulladás jellemez - még vizsgálni kell.

Külön kutatócsoport székletmikrobiómátültetést is használt az elhízásra gyakorolt hatásának tesztelésére. Egy tavaly októberben közzétett tanulmány szerint arról számoltak be, hogy a zsíros étrenddel táplált, elhízott egerekbe történő székletanyag átültetése az elhízott egerekhez súlyvesztéshez, csökkent éhomi vércukorszinthez és alacsonyabb gyulladásgátló citokinekhez vezetett az egerekben. transzplantáció. Az eredmények, a kutatók megjegyzik, arra utalnak, hogy a kiegyensúlyozott étrenddel rendelkező, rendszeres testmozgással vagy a legjobb esetben mindkettő kombinációjával rendelkező donorok székletmikrobiom-transzplantációja megkönnyítheti az elhízás káros hatásait az emberekben.

A túlsúlyos és elhízott patkány anyukák, akik terhesség alatt sportolnak, a bél egészségének szempontjából hasznos mikrobákat is átadták csecsemőiknek - állapította meg egy friss tanulmány. És vannak előzetes bizonyítékok arra, hogy kísérleti összefüggést javasolnak a fizikai aktivitás, a bélmikrobák és a mentális egészség között - jegyzi meg Campbell. "Ezek az összefüggések odakint vannak" - mondja. „A mechanizmusok. . . ezt fogjuk kezdeni vizsgálni. ”