Экспериментальные и клинические исследования показали, что регулярные умеренные физические нагрузки увеличивают видовой состав микробиома кишечника человека по типу т. н. альфа-диверсификации (alpha diversity - диверсификация видов происходит в пределах мест их постоянного обитания).
Микробиом — собирательное название микроорганизмов, находящихся в симбиозе с организмом хозяина. Также под микробиомом подразумевают совокупность геномов микробных популяций в человеке. Различают микробиом кожи, полости рта, кишечника и т.д.
Как хорошо известно и описано в большом количестве работ (Petersen L.M. et al., 2017), микробиом кишечника человека играет жизненно важную роль в физиологии, метаболизме, питании и иммунной функции и может рассматриваться как отдельный орган на входе в системы организма.
Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) человека содержит около 100 триллионов микробов, большинство из которых находится в толстом кишечнике.
На долю компонентов микробиома приходится около 1,5–2 кг от массы тела человека. Такие масштабные исследования, как Human Microbiome Project (HMP) и MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract), показали, что микробиом включает тысячи видов бактерий, архей (одноклеточные микроорганизмы,не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл), эукариотов и вирусов.
Микробиом является высокодинамичной системой, деятельность которой зависит от стиля жизни, возраста, генетических факторов и диеты.
Микробиом спортсмена
Первые доказательные исследования микробиома у спортсменов появились только в последние несколько лет. Особый интерес представляет определение той роли, которую играет микробиом в повышении эффективности соревновательной деятельности в целом (улучшении физической и функциональной подготовленности спортсмена, соревновательных результатов), а также ускорении процессов восстановления.
Кроме того, состояние микробиома может определять склонность к заболеваниям общего характера (ОРЗ и др.), которые снижают работоспособность, «выключают» спортсмена на некоторое время из тренировочного и соревновательного процессов и требуют дополнительного времени и ресурсов организма на восстановление.
В обзоре V. Monda и соавторов, опубликованном в конце 2017 г., сформулированы основные положения, касающиеся влияния регулярных физических упражнений на микробиом человека и связанное с ним состояние кишечника, в частности:
1. Физические нагрузки низкой интенсивности уменьшают время прохождения кишечного содержимого по толстому кишечнику и, соответственно, время контакта патогенной микрофлоры со слизистой оболочкой кишки. Это снижает риск раздражения тканей как толстого, так и (опосредованно) тонкого кишечника, и формирования синдрома «раздраженной» кишки.
2. Даже в условиях несбалансированной диеты (например, высокожировой) регулярные физические нагрузки предупреждают развитие воспалительных процессов, лимфоидной инфильтрации слизистой оболочки кишечника, оказывают защитное действие, поддерживая интегративную функцию эпителия кишки.
Физические упражнения циклического характера (бег, ходьба, плавание, велогонки и др.) препятствуют снижению кровотока в висцеральных органах и транслокации микробов в лимфатическую систему и кровоток.
3. Положительное влияние физических упражнений на состояние микробиома впервые показано еще в экспериментальных исследованиях M. Matsumoto и соавторов (2008) и подтверждено затем во многих других работах. У спортсменов формируется уникальный микробиомный профиль, степень диверсификации которого зависит от уровня квалификации спортсмена, вида спорта, пола, возраста, генетических особенностей и др.
4. Важным результатом изменения микробиома под влиянием физических нагрузок является увеличение продукции короткоцепочечной жирной кислоты n-бутирата за счет активации и относительного увеличения количества микроорганизмов, способных вырабатывать бутират. Бутират оказывает противовоспалительное действие, препятствует отложению жира в депо.
Ось «микробиом кишечника – мозг»
В недавно выполненном систематическом обзоре научных и клинических данных A. Clark и N. Mach (2016) сформулировано положение, что микробиом человека и, в частности, спортсмена, играет важную роль не только в поддержании нормальных локальных функций самого кишечника, но и многих системных метаболических функций, включая эндокринную, нейрональную, а также регуляторную относительно метаболизма нутриентов.
Известно, что микробиом кишечника и его влияние на состояние защитного барьера слизистой оболочки кишки и иммунную функцию организма «хозяина» являются критическими компонентами так называемой оси «мозг – кишечник» (brain-gut axis).
Регулярные продолжительные тренировки и контролируемая диета вызывают стойкие изменения микробиома.
Ось «микробиом кишечника – мышцы»
В обзорной работе L.B. Bindels и N.M. Delzenne (2013) подробно рассматриваются вопросы нейрогуморального взаимодействия функции микробиома и скелетной мускулатуры. С одной стороны, совершенно понятно, что нормальное функционирование ЖКТ, включая микробиом, обеспечивает адекватное поступление нутриентов и биологически активных веществ (БАВ) к мышцам после всасывания в кишечнике, а также мышечный метаболизм.
С другой стороны, образование ряда специфических метаболически ориентированных веществ в процессе деятельности микробиома предназначено в большей степени для модуляции состояния именно скелетной мускулатуры. Совокупность анатомических и физиологических факторов деятельности микробиома, связанных преимущественно с деятельностью мышечной системы, была условно обозначена как ось «микробиом кишечника – мышцы» («gut microbiota-muscle axis»).
Взаимодействие микробиома кишечника с нутриентами в составе диеты
Кишечный микробиом вносит важный вклад в общий метаболизм организма человека за счет выработки ферментов, которые не заложены в генетическом коде человека, например, энзимы, ферментирующие полисахариды, полифенолы, участвующие в синтезе витаминов.
Общеизвестно, что микробиом участвует в синтезе ряда витаминов, таких как некоторые представители группы В (В3, В9, В12), витамины РР, К и D. Они важны как для самого микробиома, так и в целом для жизнедеятельности организма человека, в частности для процессов свертывания крови, метаболических путей, в которых задействованы биотин, кобаламин, фолаты, никотиновая и пантотеновая кислоты, пиридоксин, рибофлавин и тиамин.
Общей тенденцией, связанной с большим разнообразием компонентов диеты спортсменов и возрастающим объемом потребляемой пищи при высокой энергетической и нутриентной стоимости рациона высококвалифицированного спортсмена, является высокая степень диверсификации микробиома как часть адаптивного процесса (тренировки + питание).
Взаимодействие микробиома и нутриентов – важная часть не только научных исследований в спортивной нутрициологии, но и незаменимый элемент практической подготовки спортсмена (нутритивно-метаболической поддержки).
На сегодняшний день приходится констатировать, что пока в этом вопросе, наука только на начальном этапе развития данного направления, а наличие гораздо большего количества «белых пятен» по сравнению с уже имеющимися фактами требует продолжения интенсивных исследований с позиции доказательной медицины.
Подпишитесь на канал и читайте больше научно - подтвержденной информации!