Wpływ wysiłku fizycznego na mikrobiotę jelit
Streszczenie
Mikrobiota człowieka jest bogatym ekosystemem, zamieszkałym przez dużą liczbę mikroorganizmów, które pełnią nie tylko funkcje metaboliczne i ochronne w stosunku do błony śluzowej jelit, ale także modulują odpowiedź immunologiczną i wchodzą w interakcje z układem nerwowym. Z tych względów mikrobiota jelit jest określana mianem „narządu bakteryjnego”. Dzięki technikom biologii molekularnej, w ostatnich latach coraz dokładniej możemy poznawać skład mikrobioty jelitowej człowieka i obserwować jej zmiany podczas życia. W jelicie człowieka występują bakterie Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Fusobacteria, Proteobacteria, Verrucomicrobia, Cyanobacteria, z czego dominują 2 pierwsze wśród wymienionych typów. Ponadto ludzka mikrobiota jelitowa zawiera wirusy, zwłaszcza bakteriofagi, eukarionty jak grzyby i protisty, a także archeony. Wśród czynników, które wpływają na skład mikrobioty jelit można wyróżnić wiek, czynniki genetyczne, choroby, przyjmowane leki, suplementy diety oraz styl życia, na który składają się ćwiczenia fizyczne i dieta. Wpływ wysiłku fizycznego na ludzką mikrobiotę jelitową jest intensywnie badany. Coraz więcej badań podkreśla, że różnorodność i liczebność mikroorganizmów jelitowych u osób podejmujących regularną aktywność fizyczną jest większa w porównaniu z osobami prowadzącymi siedzący tryb życia. Wysiłek fizyczny zwiększa udział w mikrobiocie prozdrowotnych bakterii. Poza rodzajem ćwiczeń, również wskaźnik masy ciała (BMI, body mass index) jest decydującym czynnikiem w odpowiedzi mikrobioty jelit człowieka na wysiłek fizyczny. U osób otyłych można zaobserwować podwyższony stosunek Firmicutes/Bacteroidetes i obniżoną liczebność Akkermansia. Wysiłek fizyczny podejmowany od najmłodszych lat przynosi większe i trwalsze korzyści, korzystne zmiany w mikrobiocie jelitowej stopniowo zanikają, gdy wysiłek fizyczny przestaje być praktykowany. Jednak zbyt forsowny wysiłek fizyczny zaburza funkcje bariery jelitowej, powodując dolegliwości żołądkowo-jelitowe i zaburzając skład mikrobioty. Przeciwdziałać temu może stosowanie probiotyków.
Słowa kluczowe: mikrobiota jelitowawysiłek fizycznytrening fizycznysport
Referencje
- Dorelli B, Gallè F, De Vito C, et al. Can Physical Activity Influence Human Gut Microbiota Composition Independently of Diet? A Systematic Review. Nutrients. 2021; 13(6).
- Clauss M, Gérard P, Mosca A, et al. Interplay Between Exercise and Gut Microbiome in the Context of Human Health and Performance. Front Nutr. 2021; 8: 637010.
- Berg G, Rybakova D, Fischer D, et al. Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome. 2020; 8(1): 103.
- Krakowiak O, Nowak R. Mikroflora przewodu pokarmowego człowieka – znaczenie, rozwój, modyfikacje. Post Fitoter. 2015; 16: 193–200.
- Broniecka A. Wpływ wybranych modulatorów mikrobioty jelitowej na jej skład. Polish J Sport Med. 2019; 35: 75–84.
- Mohr AE, Jäger R, Carpenter KC, et al. The athletic gut microbiota. J Int Soc Sports Nutr. 2020; 17(1): 24.
- Shreiner AB, Kao JY, Young VB. The gut microbiome in health and in disease. Curr Opin Gastroenterol. 2015; 31(1): 69–75.
- Monda V, Villano I, Messina A, et al. Exercise Modifies the Gut Microbiota with Positive Health Effects. Oxid Med Cell Longev. 2017; 2017: 3831972.
- Marlicz W. Wysiłek fizyczny a mikroflora przewodu pokarmowego — znaczenie probiotyków w diecie sportowców. Forum Zaburzeń Metabolicznych. 2014; 5: 129–40.
- Rowland I, Gibson G, Heinken A, et al. Gut microbiota functions: metabolism of nutrients and other food components. Eur J Nutr. 2018; 57(1): 1–24.
- Veprik A, Laufer D, Weiss S, et al. GPR41 modulates insulin secretion and gene expression in pancreatic β-cells and modifies metabolic homeostasis in fed and fasting states. FASEB J. 2016; 30(11): 3860–3869.
- Carabotti M, Scirocco A, Maselli MA, et al. The gut-brain axis: interactions between enteric microbiota, central and enteric nervous systems. Ann Gastroenterol. 2015; 28(2): 203–209.
- Boisseau N, Barnich N, Koechlin-Ramonatxo C. The Nutrition-Microbiota-Physical Activity Triad: An Inspiring New Concept for Health and Sports Performance. Nutrients. 2022; 14(5).
- Winter SE, Bäumler AJ. Dysbiosis in the inflamed intestine: chance favors the prepared microbe. Gut Microbes. 2014; 5(1): 71–73.
- Wegierska AE, Charitos IA, Topi S, et al. The Connection Between Physical Exercise and Gut Microbiota: Implications for Competitive Sports Athletes. Sports Med. 2022; 52(10): 2355–2369.
- Rinninella E, Raoul P, Cintoni M, et al. What is the Healthy Gut Microbiota Composition? A Changing Ecosystem across Age, Environment, Diet, and Diseases. Microorganisms. 2019; 7(1).
- Bibbò S, Ianiro G, Giorgio V, et al. The role of diet on gut microbiota composition. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2016; 20(22): 4742–4749.
- Chen J, Guo Y, Gui Y, et al. Physical exercise, gut, gut microbiota, and atherosclerotic cardiovascular diseases. Lipids Health Dis. 2018; 17(1): 17.
- O'Sullivan O, Cronin O, Clarke SF, et al. Exercise and the microbiota. Gut Microbes. 2015; 6(2): 131–136.
- Petersen LM, Bautista EJ, Nguyen H, et al. Community characteristics of the gut microbiomes of competitive cyclists. Microbiome. 2017; 5(1): 98.
- Scheiman J, Luber JM, Chavkin TA, et al. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nat Med. 2019; 25(7): 1104–1109.
- Zhao X, Zhang Z, Hu B, et al. Response of Gut Microbiota to Metabolite Changes Induced by Endurance Exercise. Front Microbiol. 2018; 9: 765.
- Ortiz-Alvarez L, Xu H, Martinez-Tellez B. Influence of Exercise on the Human Gut Microbiota of Healthy Adults: A Systematic Review. Clin Transl Gastroenterol. 2020; 11(2): e00126.
- Cataldi S, Poli L, Şahin FN, et al. The Effects of Physical Activity on the Gut Microbiota and the Gut-Brain Axis in Preclinical and Human Models: A Narrative Review. Nutrients. 2022; 14(16).
- Sohail MU, Yassine HM, Sohail A, et al. Impact of Physical Exercise on Gut Microbiome, Inflammation, and the Pathobiology of Metabolic Disorders. Rev Diabet Stud. 2019; 15: 35–48.
- Marttinen M, Ala-Jaakkola R, Laitila A, et al. Gut Microbiota, Probiotics and Physical Performance in Athletes and Physically Active Individuals. Nutrients. 2020; 12(10).
- Drosos I, Tavridou A, Kolios G. New aspects on the metabolic role of intestinal microbiota in the development of atherosclerosis. Metabolism. 2015; 64(4): 476–481.
- Kobyliak N, Conte C, Cammarota G, et al. Probiotics in prevention and treatment of obesity: a critical view. Nutr Metab (Lond). 2016; 13: 14.
- Wosinska L, Cotter PD, O'Sullivan O, et al. The Potential Impact of Probiotics on the Gut Microbiome of Athletes. Nutrients. 2019; 11(10).
- Aya V, Flórez A, Perez L, et al. Association between physical activity and changes in intestinal microbiota composition: A systematic review. PLoS One. 2021; 16(2): e0247039.
