Авторы нового исследования из Диабетического центра Джослин (Joslin Diabetes Center) выделили тип бактерий, в микробиомах спортсменов, способствующие повышению к физическим нагрузкам. Эти бактерии, принадлежащие к роду Veillonella, не выделяются в кишечнике людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Medicine.
Актуальность проблемы
Колонии бактерий, живущих в кишечнике, оказывают сильное влияние на наше здоровье. Физические упражнения являются важным компонентом здорового образа жизни, предназначенного для предотвращения таких заболеваний, как диабет 2 типа. Молочная кислота вырабатывается мышцами во время напряженных тренировок.
Материалы и методы обследования
Ученые изучили образцы фекалий, взятые у бостонских марафонцев, которые собирались в течение одной недели до марафона и одной недели после марафона. Также исследователями собирались образцы фекалий людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Ученые провели метагеномный анализ всех микроорганизмов в микробиоме, чтобы определить, какие эффекты были вызваны метаболизмом молочной кислоты.
Результаты научной работы
Внимательно изучив бактерии, исследователи установили, что Veillonella метаболизирует молочную кислоту, образующуюся при физической нагрузке, и превращает ее в пропионат, жирную кислоту с короткой цепью. Бактерии Veillonella используют молочную кислоту в качестве основного источника пищи. Организм человека затем использует пропионат для улучшения физической работоспособности.
«Повышение физической работоспособности является сильным предиктором общего состояния здоровья и защиты от сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и общего долголетия», — утверждает автор исследования Александер Костик (Aleksandar Kostic). «Мы предполагаем, что пробиотические добавки повышают способность выполнять упражнения и, следовательно, защитят от хронических заболеваний, включая диабет».
«Veillonella была в изобилии среди бегунов сразу после марафона. Veillonella содержится в более высокой концентрации в образцах фекалий марафонцев, чем у лиц с малоподвижным образом жизни», — утверждает Костич.
Ученые подтвердили взаимосвязь большого количества Veillonella с улучшенной физической нагрузкой на моделях мышей.
«Когда мы подробно изучили Veillonella, мы обнаружили, что эта бактерия относительно уникальна в человеческом микробиоме, поскольку она использует лактат, или молочную кислоту в качестве единственного источника углерода», — объясняет Костич.
Ученые отметили, что ферменты, связанные с превращением молочной кислоты в пропионат жирной кислоты с короткой цепью, находились в гораздо большем количестве после физической нагрузки.
«Тогда вопрос, возможно, заключался не в удалении молочной кислоты, а в образовании пропионата», — добавляет Костич. «Мы провели несколько экспериментов с введением пропионата мышам при помощи клизмы. И этого было достаточно для фенотипа с повышенной беговой способностью».
Выводы
Многие люди с нарушениями обмена веществ могут принимать пробиотики, содержащие Veillonella для эффективных физических упражнений. Препарат на основе пропионата не сработает, поскольку жирная кислота с короткой цепью будет разрушена пищеварительными соками, прежде чем она сможет вступить в силу.
Авторы другого исследования утверждают, что кишечный микробиом эффективен в борьбе с сальмонеллезом.
