В недавнем исследовании, опубликованном в журнале EBioMedicine, группа ученых исследовала связь между уровнем физической активности и микробиотой кишечника, используя акселерометр для оценки уровней малоподвижной, умеренной и высокой физической активности.
Все больше данных показывает, что оптимальные уровни физической активности снижают риск диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний и психических расстройств, таких как депрессия. Кроме того, известно, что малоподвижный образ жизни, включающий продолжительные периоды сидения или лежания, увеличивает риск сердечно-сосудистой смертности и диабета 2 типа, и эти риски можно снизить с помощью высокоинтенсивных упражнений. Недавние исследования также показали, что положительное влияние физических упражнений на здоровье может быть опосредовано изменениями микробиома кишечника.
Значительные исследования также показывают, что микробиом кишечника играет важную роль в развитии различных заболеваний и проблем психического здоровья. Считается, что помимо взаимодействия с хозяином в желудочно-кишечном тракте микробиота кишечника также вырабатывает нейротрансмиттеры, которые могут влиять на иммунную систему, центральную нервную систему и гомеостаз мозга через различные нейронные пути и ось микробиота-кишечник-мозг. Физическая активность и связанные с ней изменения в кровообращении, энтерогепатическом перемещении желчных кислот, кишечной проницаемости и кишечном иммунитете могут влиять на микробиоту кишечника.
В настоящем исследовании ученые использовали данные сердечно-легочного биоизображения, проведенного в Швеции, чтобы определить, связаны ли малоподвижный, умеренный и энергичный уровни физической активности с изменениями микробиома кишечника. Хотя эту связь изучали довольно много предыдущих исследований, в большинстве из них использовались самооценки уровней физической активности, которые подвержены систематической ошибке. Более того, авторы полагают, что таксономическое разрешение кишечных микробов в этих исследованиях было ограниченным.
В этом исследовании использовались данные акселерометра, который можно носить на бедре, чтобы получить более надежные и точные измерения уровня физической активности. Кроме того, считалось, что использование глубокой метагеномики дает таксономическую информацию высокого разрешения о микробных сообществах кишечника.
Участники исследования должны были ответить на подробный вопросник о здоровье и истории болезни, диете и привычках образа жизни. Они прошли ряд физических и клинических обследований, таких как исследование легких, коронарной артерии и компьютерная томография (КТ) брюшной полости. Участники также предоставили образцы, которые использовались для анализа микробиома кишечника. Все участники носили акселерометр на бедре в течение одной недели в любое время, за исключением времени, когда они занимались водными видами спорта или спали.
Результаты показали, что связь между малоподвижным образом жизни или очень низким уровнем физической активности и обилием различных видов кишечных микробов была обратной связи между умеренными или высокими уровнями физической активности и обилием видов кишечного микробиома.
Было обнаружено, что высокая численность Escherichia coli связана с малоподвижным уровнем физической активности, тогда как умеренные уровни физической активности связаны с более низкой распространенностью E. coli. Численность бактерий, продуцирующих бутират, например, принадлежащих к роду Roseburia и Faecalibacterium prausnitzii, была высокой у людей с умеренным и высоким уровнем физической активности.
Кроме того, различия также наблюдались в численности видов, таких как Prevotella copri, между людьми с умеренным уровнем физической активности и теми, кто находился в группе с высокой физической активностью. Численность P. copri была выше при умеренном уровне физических упражнений, но энергичные упражнения не показали связи с численностью P. copri.
Также было обнаружено, что функциональный потенциал микробиома кишечника различается в зависимости от разных уровней физической активности. Было обнаружено, что умеренные уровни физической активности связаны с более высоким синтезом ацетата и бутирата. Было обнаружено, что энергичные физические упражнения связаны с более высоким синтезом пропионата, а уровень малоподвижной активности связан с более низкой способностью к расщеплению углеводов кишечной микробиотой.
В целом, результаты показали, что уровень физической активности тесно связан с обилием специфических кишечных микробов. Более того, разнообразие и численность микробиоты кишечника, а следовательно, и ее функциональный потенциал, менялись в зависимости от уровня физической активности. Малоподвижный образ жизни и более высокий уровень физической активности продемонстрировали обратную связь с обилием и разнообразием кишечного микробиома.
