Mikrobiom jelitowy odgrywa istotną rolę w fizjologicznej odpowiedzi organizmu na wysiłek fizyczny – wpływa m.in. na poziom markerów zapalnych oraz produkcję metabolitów. Zawodowi sportowcy mają zazwyczaj bardziej zróżnicowany mikrobiom, co - jak pokazywały badania - może się przekładać na lepszą wydolność organizmu. Wciąż jednak niewiele wiadomo o tym, w jaki sposób konkretne formy aktywności fizycznej oddziałują na skład mikrobiomu.

W najnowszych badaniach naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Akademii Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku przyjrzeli się różnicom w mikrobiomie jelitowym osób trenujących profesjonalnie siłowo, wytrzymałościowo oraz aktywnych jedynie rekreacyjnie.

Uczestnicy badania wzięli udział w dwóch testach wysiłkowych. Jeden z nich to anaerobowy (siłowy) test Wingate o wysokiej intensywności, który jest wykorzystywany do oceny wydolności beztlenowej i potencjału mocy organizmu. Polega na maksymalnym pedałowaniu przez 30 sekund na specjalnym cykloergometrze. W badaniu zastosowano jego zmodyfikowaną wersję – uczestnicy wykonywali dwa 30-sekundowe sprinty z 30-sekundową przerwą pomiędzy nimi, co stanowiło silny bodziec metaboliczny. Drugim ćwiczeniem był aerobowy test Bruce'a na bieżni, w którym stopniowo zwiększa się obciążenie (prędkość i nachylenie bieżni).

Wyniki badania opublikowano w Plos One. 

"Głębsza analiza pokazała, że jedna trzecia bakterii była unikalna dla każdej z badanych grup. Może to wskazywać na subtelne różnice w środowisku jelitowym, potencjalnie związane z dominującym typem aktywności fizycznej" - powiedziała PAP autorka badania dr Kinga Humińska-Lisowska z Akademii Wychowania Fizycznego i Sportu im. Jędrzeja Śniadeckiego w Gdańsku.

U sportowców wytrzymałościowych zaobserwowano większe nagromadzenie bakterii z rodzaju Blautia, które wpływają na trawienie, odporność i masę ciała. Dodatkowo mieli oni więcej bakterii rozkładających błonnik – co może wspierać wydolność organizmu poprzez efektywniejsze pozyskiwanie energii z diety.

Zaobserwowano również, że osoby z najwyższym parametrem VO₂max, (określającym maksymalną ilość tlenu, jaką organizm może pobrać, transportować i wykorzystać) miały więcej bakterii probiotycznych z rodzaju Bifidobacterium, takich jak B. longum i B. adolescentis, co może sugerować ich korzystny udział w wydolności tlenowej.

Z kolei w grupie sportowców siłowych po siłowym teście Wingate wyraźnie wzrósł poziom bakterii Alistipes communis, którym przypisuje się możliwy udział w regulacji procesów zapalnych i metabolicznych, choć ich rola biologiczna pozostaje nie do końca poznana.

Zarówno osoby trenujące siłowo, jak i wytrzymałościowo, wykazywały większą obecność bakterii z gatunków uznawanych za probiotyczne – w porównaniu z osobami ćwiczącymi rekreacyjnie.

W drugim badaniu, opublikowanym na łamach Scientific Reports, naukowcy zintegrowali dane z mikrobiomu jelitowego z biomarkerami surowicy krwi, aby zbadać fizjologiczną odpowiedź organizmu na różne typy ćwiczeń. 

Była to kontynuacja tego samego badania, uzupełniona o analizę wybranych markerów stanu zapalnego, stresu oksydacyjnego i regeneracji mięśni.

Wykazano, że obydwa rodzaje wysiłku: wytrzymałościowy jak i siłowy, wywołują charakterystyczne zmiany biochemiczne w organizmie, widoczne w ciągu 6–24 godzin po wysiłku. Co więcej, mikrobiom może modulować te reakcje fizjologiczne.

Kluczowe różnice dotyczyły poziomów dwóch białek - SPARC i adiponektyny, których zmiany korelowały m.in. z obecnością bakterii Blautia massiliensis oraz aktywnością szlaków molekularnych związanych m.in. z metabolizmem nukleotydów. Wzorce te różniły się między grupami uczestników, co sugeruje, że mikrobiota jelitowa może odgrywać pośredniczącą rolę w adaptacyjnej odpowiedzi organizmu na intensywny wysiłek fizyczny.

Adiponektyna to hormon białkowy produkowany przez tkankę tłuszczową. Reguluje metabolizm glukozy i lipidów, wspiera wrażliwość na insulinę i wykazuje działanie przeciwzapalne. Po wytrzymałościowym teście Bruce’a jej poziom pozostał stabilny. Jednak po teście Wingate spadł we wszystkich grupach – prawdopodobnie w odpowiedzi na duży stres metaboliczny.

"Ten wynik może odzwierciedlać ostrą reakcję organizmu na wysiłek fizyczny o maksymalnej intensywności i chwilowe ograniczenie ochronnego działania adiponektyny" - wskazała dr Humińska-Lisowska.

Ciekawe wyniki badacze zaobserwowali dla białka SPARC, glikoproteiny uczestniczącej w regeneracji tkanek i w procesach odpornościowych. Po teście Wingate wyraźny wzrost poziomu białka SPARC zaobserwowano jedynie w grupie rekreacyjnej. W grupach sportowców efekt był znacznie słabszy. Po teście Bruce’a nie odnotowano istotnych zmian w żadnej z grup.

Sugeruje to, że SPARC może pełnić rolę potencjalnego markera regeneracji i adaptacji do wysiłku – a słabsza reakcja u wytrenowanych sportowców może oznaczać, że ich organizm jest lepiej przygotowany do intensywnej pracy.

"Zachowanie poziomu SPARC może świadczyć o większej stabilności układu regeneracyjnego u sportowców – co może oznaczać, że ich organizmy są już lepiej zaadaptowane do intensywnych obciążeń. Z kolei wyższy poziom SPARC obserwowany u osób z grupy kontrolnej może odzwierciedlać silniejszy stres regeneracyjny lub większe uszkodzenia mięśni, wywołane przez intensywny wysiłek" - skomentowała badaczka.

Choć - jak podkreśliła dr Humińska-Lisowska - odkrycia te wymagają dalszych badań, to pokazują, że mikrobiom jelitowy może być ważnym elementem modulującym fizjologiczne reakcje na trening. W przyszłości lepsze zrozumienie tych mechanizmów może umożliwić tworzenie spersonalizowanych strategii dietetyczno-treningowych, opartych na profilu mikrobiomu i historii aktywności danej osoby.

Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska-Wujec

ekr/ zan/