Могут ли упражнения помочь создать здоровую микробиоту кишечника?

Новая отрасль медицины быстро развивается благодаря растущим свидетельствам связи между кишечной микробиотой — сложным набором микробных популяций, обитающих в нашем желудочно-кишечном тракте, — и здоровьем человека.

В недавнем блоге я обсуждал, как питание формирует бактериальные сообщества в кишечнике и как дисбактериоз — потеря бактериального биоразнообразия — может вызывать или способствовать распространенным проблемам со здоровьем. Здесь я рассмотрю данные, собранные за последние несколько лет, которые показывают, что упражнения могут изменять микробиоту кишечника и влиять на физиологию хозяина, благотворно влияя на метаболизм, иммунитет, познавательные способности и поведение. Я сосредоточусь на исследованиях на людях, которые в значительной степени подтвердили более глубокие исследования, проведенные на грызунах.

Влияние физических упражнений на баланс и функцию микробиоты

В последние годы биоинформатический анализ данных, полученных с помощью высокопроизводительных методов секвенирования ДНК и РНК, позволил подробно охарактеризовать популяции бактерий, обитающих в кишечнике. Путем включения биохимических анализов бактериальных метаболитов, присутствующих в кале и плазме, изменения в составе и активности кишечной микробиоты теперь можно точно оценить после изменений в диете, физической активности или других факторов, таких как болезнь или методы лечения. Основываясь на этих инструментах, ряд исследований показал, что физическая активность и упражнения положительно влияют на кишечные бактерии, оказывая благотворное влияние на метаболизм, иммунитет, функцию органов и общее состояние здоровья. Несколько исследований показали, что кардиореспираторная пригодность, независимо от диеты, положительно коррелирует с разнообразием бактерий и богатством кишечника.

Исследование 2016 г., опубликованное в Microbiome. оценили 39 здоровых участников с одинаковым возрастом, ИМТ и диетой, но с разными уровнями кардиореспираторной подготовки. Анализ состава кишечных бактерий показал, что кардиореспираторная пригодность, оцениваемая с помощью VO2max (максимальное потребление кислорода, показатель аэробной способности), отвечает за более чем 20% вариаций в таксономическом богатстве после учета всех других факторов, включая диету. В этом исследовании было предложено использовать упражнения в качестве терапевтической поддержки при лечении заболеваний, связанных с дисбактериозом.

В другом исследовании, опубликованном в журнале Медицина и наука в спорте и упражнениях , сравнивалось влияние 6-недельной программы упражнений на выносливость под наблюдением на состав кишечной микробиоты и метаболические показатели у 18 худых и 14 человек, ведущих сидячий образ жизни лиц. Анализ молекулярной таксономии показал, что состав кишечных бактерий у худых и страдающих ожирением субъектов отличался на исходном уровне, но стал однородным после упражнений. Тренировки с упражнениями также улучшили параметры состава тела (увеличение общей безжировой массы тела, снижение процентного содержания жира в организме и повышение минеральной плотности костей) и VO2max как у худых, так и у тучных субъектов. Однако, имитируя результаты, полученные у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, некоторые полезные изменения, вызванные упражнениями, отсутствовали или уменьшались из-за ожирения. Они включали производство бутирата, короткоцепочечной жирной кислоты (SCFA), образующейся в результате бактериальной ферментации пищевых волокон в толстой кишке, которая увеличивалась только у худых людей. Бутират является основным источником топлива для колоноцитов, способствует поддержанию целостности кишечного барьера и уменьшает воспаление, модулируя резидентные иммунные клетки кишечника. Примечательно, что эти изменения были обращены вспять после прекращения тренировок и возвращения на 6 недель к сидячему образу жизни.

Точно так же другое исследование, опубликованное в Frontiers in Microbiology обнаружили, что после 6-недельного режима упражнений на выносливость у женщин с избыточным весом улучшились показатели сердечно-сосудистой системы и улучшился состав кишечных бактерий. Однако последнее не было связано с улучшением метаболизма, что свидетельствует о том, что лишний вес может препятствовать — по крайней мере в краткосрочной перспективе — положительному влиянию упражнений на кишечные бактерии.

Положительная корреляция между кардиореспираторным фитнесом и полезным составом кишечной микробиоты также была обнаружена у 71 женщины в пременопаузе. Исследование, опубликованное в журнале Nutrients , показало, что участники с низкой аэробной подготовкой имели более высокую представленность потенциально патогенных Firmicutes ( Eubacterium rectale-Clostridium coccoides ) и Proteobacteria ( Энтеробактерии) , независимо от возраста и потребления углеводов или жиров.

Другие результаты проливают свет на связь между упражнениями и микробиотой:

• В статье, опубликованной в Gut в 2014 году, было обнаружено, что профессиональные игроки в регби имеют более высокое бактериальное разнообразие, более высокую долю полезных бактерий, более низкий уровень воспалительных цитокинов (IL-6, TNF-α, ИЛ-1) и более высокие противовоспалительные цитокины (ИЛ-10, ИЛ-8), чем контрольные группы соответствующего размера и возраста. Этот профиль также коррелировал с повышенным потреблением белка спортсменами.

• Физическая активность, основанная на беге на длинные дистанции, значительно увеличила количество бактерий, участвующих в метаболизме солей желчных кислот. и стероиды, а также активация диетических полифенолов, которые способствуют росту полезных бактерий. Это исследование Frontiers in Microbiology определило семейство Coriobacteriaceae , представителя Actinobacteria, одного из основных типов кишечных бактерий у людей, в качестве потенциального биомаркера, связывающего физические упражнения с улучшением здоровья.

• PLoS One 2018 г. отчет показал, что у женщин, которые регулярно выполняли минимальную дозу упражнений, рекомендованных ВОЗ, увеличилось количество полезных кишечных бактерий.

Хотя нет никаких сомнений в том, что упражнения помогли многие преимущества для здоровья, в том числе содействие здоровой микробиоте кишечника, афоризм «слишком много хорошего может быть вредным для вас» звучит и здесь. Подобно тому, как употребление слишком большого количества клетчатки вызывает неприятные побочные эффекты, продолжительные физические упражнения также могут быть вредными для здоровья кишечника, поскольку могут привести к дырявому кишечнику, диарее, желудочно-кишечному кровотечению и транслокации бактерий в кровоток.

Как упражнения меняют микробиоту кишечника?

Этот вопрос все еще исследуется, но некоторая информация уже есть. Косвенные механизмы включают иммуностимулирующий эффект упражнений, который помогает предотвратить рост вредных бактерий и предотвратить инфекции. Более конкретно, за счет увеличения перемешивания содержимого кишечника, упражнения могут способствовать бактериальной ферментации пищевых волокон, что приводит к увеличению производства SCFA, снижению голода и контролю гликемии. Более того, упражнения сокращают время прохождения кишечника и изменяют консистенцию стула, что приводит к более быстрому обновлению полезных бактерий и более быстрому устранению потенциально вредных.

Наши потребности в питании продиктованы энергией, расходуемой на метаболические реакции, которые в основном служат для поддержания гомеостаза клеток и органов, необходимого для умственной работы и движения. Это означает, что правильный обмен веществ и нормальное функционирование организма требуют, чтобы потребление энергии было сбалансировано расходом энергии. И именно здесь связь между питанием и физической активностью становится наиболее очевидной: физическая активность и упражнения имеют основополагающее значение для оптимизации использования энергии, которую дает питание.

Как подробно описано в моих блогах и подкастах, плохое питание и недостаточная физическая активность лежат в основе наиболее распространенных проблем со здоровьем и неинфекционных заболеваний в любом возрасте: акне, аллергии, расстройства желудочно-кишечного тракта, ожирение, бронхит, артрит, гипертония и диабет. , среди прочего. Теперь ясно, что сочетание правильного питания и физической активности может помочь создать разнообразную и здоровую микробиоту кишечника, необходимую для предотвращения воспалений, поддержания хорошего здоровья и защиты от болезней.

Физические упражнения и питание изменяют микробиоту кишечника, снимают хронические воспаления и положительно влияют на здоровье. Лечебная физкультура в сочетании с питанием помогает при многих заболеваниях, связанных с образом жизни, которые способствуют возникновению хронической боли.