Mikrobiota ma ogromny wpływ na zdrowie biegaczy, dlatego coraz częściej pojawiają się badania w tym kierunku. Temat bakterii i mikrobioty jelitowej jest to dość świeży temat, dlatego niewiele jest badań w tym kierunku. Suplementacja probiotykami budzi duże zainteresowanie wśród sportowców i naukowców. Probiotyki mają duży potencjał, jeżeli chodzi o suplementację u biegaczy, jednakże jest to dość świeży temat.
Jaką funkcję pełni mikrobiota jelitowa?
Chociaż o mikrobiocie jelitowej nadal mało się mówi, pełni ona bardzo dużo, ważnych funkcji w naszym organizmie. Do funkcji mikrobioty jelitowej zalicza się:
- Udział w procesie fermentacji, w wyniku którego powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA).
- Poprawa wchłaniania składników mineralnych (sód, potas, magnez, wapń) i utrzymywanie równowagi organizmu.
- Synteza witamin (witamin z grupy B oraz witamina K) i aminokwasów egzogennych.
- Wsparcie układu odpornościowego.
- Poprawa funkcji bariery jelitowej.
- Kontrola stresu oksydacyjnego.
- Kontrola reakcji zapalnych.
- Dojrzewanie układu nerwowego poprzez wydzielanie cząsteczek neuroaktywnych.
Co wpływa na mikrobiotę jelitową?
Mikrobiota jelitowa jest wrażliwa na zmiany fizjologiczne i homeostatyczne. Wpływ na mikrobiotę jelitową mają czynniki zarówno zewnętrze jak i wewnętrzne.
Do najważniejszych czynników oddziałowujących na stan mikrobioty jelitowej zalicza się: wiek, rodzaj porodu, sposób karmienia, stosowanie antybiotyków, dieta i rytm dobowy. Wpływ treningu, rodzaj i intensywność ćwiczeń, nie został do końca poznany, jednak jest to czynnik, który również ma duży wpływ na zmiany w mikrobiocie.
Aktywność fizyczna a mikrobiota jelitowa
Coraz częściej mówi się o wpływie aktywności fizycznej na mikrobiotę jelitową. Regularna aktywność fizyczna odgrywa korzystną rolę w utrzymaniu zdrowiu człowieka wpływając na strukturę i różnorodność mikrobioty jelitowej. Aktualne badania wykazują, że osoby aktywne fizycznie mają większą liczebność prozdrowotnych gatunków bakterii oraz większą różnorodność mikrobiologiczną. Dodatkowo obserwuje się u nich wzrost szlaków metabolicznych (np. biosyntezy aminokwasów oraz metabolizmu węglowodanów) i wyższy poziom SCFA.
Umiarkowana aktywność fizyczna:
- Zwiększa stosunek Bacteroidetes/Firmicutes (korzystna zmiana),
- Stymuluje proliferację bakterii,
- Moduluje odporność śluzówki jelitowej,
- Poprawia funkcje barierowe,
- Stymuluje bakterie do wytwarzania substancji chroniących przed zaburzeniami przewodu pokarmowego.
Czy mikrobiota biegaczy różni się do mikrobioty osoby nieaktywnej fizycznie?
Tak, zarówno aktywność fizyczna jak i dieta sportowca (wyższe spożycie białka i węglowodanów) ma ogromny wpływ na mikrobiotę jelitową.
Ważne jest również to, że rodzaj wysiłku, czas trwania i intensywność ma różny wpływ na mikrobiotę jelitową. Dlatego mikrobiota osoby trenującej rekreacyjnie 4 razy w tygodniu będzie się różnić od mikrobioty zawodowego maratończyka.
Jaka aktywność fizyczna jest korzystna dla jelit?
Umiarkowane ćwiczenia fizyczne zwiększają liczbę bakterii korzystnie wpływających na zdrowie i wytwarzających SCFA.
Aktywność fizyczna działa jako korzystny stresor, jednak im dłuższy jest jego czas trwania, intensywność, przy jednoczesnym braku odpowiedniego odpoczynku i regeneracji, taki wysiłek może mieć negatywny wpływ na mikrobiotę jelitową. Trening o niskiej lub średniej intensywności promuje motorykę przewodu pokarmowego i czas pasażu jelitowego, zaś intensywny trening (>60% VO2max) lub długotrwały (>2h) ma odwrotny skutek i może powodować powstawanie zaburzeń żołądkowo-jelitowych.
Oczywiście nie dotyczy to osób, które zachowują równowagę między treningiem, a regeneracją, dbają o sen, dietę i odpoczynek. Powstawanie zaburzeń żołądkowo-jelitowych może dotyczyć osób, które mają dużo intensywnych treningów, mają niewiele czasu na regenerację, ich dieta jest niedoborowa, a sen słabej jakości.
Dlaczego intensywne treningi mogą negatywnie wpływać na mikrobiotę jelitową ?
Podczas aktywność fizycznej dochodzi do aktywacji części współczulnej autonomicznego układu nerwowego, wydzielania hormonów m.in adrenaliny i noradrenaliny w tkankach obwodowych i przewodzie pokarmowym. W przewodzie pokarmowym dochodzi do zmniejszenia przepływu krwi przez jelita, powodując niedotlenienie i powstawanie stresu oksydacyjnego. Długotrwałe efekty mogą uszkadzać barierę jelitową, zwiększając jej przepuszczalność, powodując niedobór składników odżywczych i stan zapalny. Przewód pokarmowy reaguje również na stres powodując dolegliwości żołądkowo-jelitowe (więcej o dolegliwościach żołądkowo-jelitowych w poprzednim artykule).
Jakie korzyści mogą odnieść biegacze dbając o stan mikrobioty jelitowej?
Metabolity produkowane przez bakterie mogą wpływać na metabolizm substratów bioenergetycznych takich jak glukoza i lipidy. Odpowiedni stan mikrobioty jelitowej wpływa na dostępność i magazynowanie paliw domięśniowych: glikogenu i triacyloglicerolu.
Trening moduluje skład i zdolności metaboliczne mikrobioty jelitowej, przy czym wysoka wydolność krążeniowo-oddechowa jest dodatnio skorelowana ze zwiększoną różnorodnością bakteryjną i bakteriami wytwarzającymi SCFA.
Badania pokazują, że mikrobiota jelitowa wywiera wpływ na bioenergetykę mięśni szkieletowych. W badaniach na zwierzętach zaobserwowano wzrost SCFA (octanu, maślanu, propionian i sprzężonego kwasu linolowego) po wysiłku wytrzymałościowym. SCFA są produkowane przez bakterie jelitowe i działają ochronnie na organizm gospodarza poprzez zmniejszenie stanu zapalnego.
Zmiany w składzie mikrobioty jelitowej znacząco wpływają na metabolizm i wydolność wysiłkową- głównie funkcję kurczliwą i wytrzymałość mięśni szkieletowych.
Po zaprzestaniu treningów dochodzi do zmian w wydolności tlenowej i często w składzie ciała. Sugeruje to, że zdolność metaboliczna mikrobioty jelitowej jest przemijająca i zależna od regularnych bodźców.
Ciekawostka
U elitarnych biegaczy zaobserwowano większą obfitość bakterii Veillonella, która poprawia wyniki w treningach wytrzymałościowych poprzez przekształcanie mleczanu wytwarzanego podczas wysiłku fizycznego w proponinan. Obecność bakterii Veillonella wpływa na 13% wzrost wydolności wytrzymałościowej. Zróżnicowany, korzystny mikrobiom jelitowy u elitarnych biegaczy jest związany z dobrej jakości dietą bogatą w odpowiednie ilości składników odżywczych, uprawianie regularnej aktywności fizycznej przez całe życie.
Podsumowanie
- Aktywność fizyczna jest czynnikiem wpływającym na większą liczebność prozdrowotnych gatunków bakterii, większą różnorodność mikrobiologiczną. U osób aktywnych obserwuje się wzrost szlaków metabolicznych (np. biosyntezy aminokwasów i metabolizmu węglowodanów) oraz wyższy poziom metabolitów w kale (np. SCFA).
- U elitarnych biegaczy zaobserwowano wyższą liczebność bakterii Veilonella, która związana jest z 13% wzrostem wydolności wytrzymałościowej.
- Ćwiczenia fizyczne wzbogacają różnorodność mikrobioty jelitowej, poprawiają funkcje barierowe oraz stymulują bakterie i ścieżki funkcjonalne zdolne do wytwarzania substancji chroniących przed zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi (SCFA).
- Nadmierne, zbyt intensywne i wykańczające treningi mogą nie przynosić korzystnych efektów. Długotrwały, nadmierny wysiłek fizyczny ma szkodliwy wpływ na czynność jelit, w tym na zwiększoną przepuszczalność jelitową.
- Dieta jest modulatorem mikrobioty jelitowej. Dlatego w sporcie ważnym czynnikiem jest również zadbanie o odpowiednio zbilansowaną dietę.
- Niskie spożycie węglowodanów złożonych i błonnika pokarmowego wpływa na zmniejszenie różnorodności mikrobioty jelitowej.
BIBLIOGRAFIA
- Lae-Guen Jang Geunhoon Choi, Sung-Woo Kim, Byung-Yong Kim, Sunghee Lee, Hyon Park: The combination of sport and sport-specific diet is associated with characteristics of gut microbiota: an observational study. J Int Soc Sports Nutr. 2019 May 3;16(1):21.
- Zhao X, Zhang Z, Hu B, Huang W, Yuan C, Zou L: Response of Gut Microbiota to Metabolite Changes Induced by Endurance Exercise. Front Microbiol. 2018 Apr 20;9:765.
- Mohr AE., Jäger R., Carpenter KC., Kerksick CM, Purpura M., Townsend JR. et.al.: The athletic gut microbiota. J Int Soc Sports Nutr. 2020 May 12;17(1):24.
- Hawley JA.: Microbiota and muscle highway — two way traffic. Nat Rev Endocrinol. 2020 Feb;16(2):71-72.
- Clark A, Mach N.: Exercise-induced stress behavior, gut-microbiota-brain axis and diet: a systematic review for athletes. Journal of the International Society of Sports Nutrition2016
- Díaz-Jiménez J, Sánchez-Sánchez E, Ordoñez F, Rosety I, Díaz A, Rosety-Rodriguez M: Impact of Probiotics on the Performance of Endurance Athletes: A Systematic Review. Int J Environ Res Public Health. 2021 Nov 4;18(21):11576.
- Heimer M, Teschler M, Schmitz B, Mooren F: Health Benefits of Probiotics in Sport and Exercise – Non-existent or a Matter of Heterogeneity? A Systematic Review. Front Nutr. 2022 Feb 23;9:804046.
- Hughes R, Holscher H: Fueling Gut Microbes: A Review of the Interaction between Diet, Exercise, and the Gut Microbiota in Athletes. Adv Nutr. 2021 Dec 1;12(6):2190-2215.