Палладіна О. Л., Каліга А. М.

ВІДМІННОСТІ МІКРОБІОМУ СПОРТСМЕНІВ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД МЕХАНІЗМУ ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ М'ЯЗОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Палладіна О. Л., Каліга А. М.

Рубрика:

ОГЛЯДИ ЛІТЕРАТУРИ

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Мікробіом кишківника людини має значний вплив на фізіологічні та біохімічні процеси в організмі людини, в тому числі на метаболізм та імунну систему, а у атлетів може також сприяти підвищенню адаптивних можливостей і витривалості, а також покращувати спортивні досягнення. Дотепер існує незначна кількість робіт, присвячених мікробіому атлетів у різних видах спорту, більшість з яких досліджує відмінності між спортсменами та людьми, які не займаються спортом. Мета цієї роботи - встановити різницю у мікробному складі кишківника атлетів залежно від виду енергозабезпечення м'язової діяльності. Було детально розглянуто результати досліджень, що показують зміни у складі кишкового мікробіому у спортсменів різних видів спорту, включаючи аеробне та анаеробне енергозабезпечення м'язової діяльності, та проведено порівняльний аналіз як спільних, так і унікальних видів бактерій, властивих атлетам, як з аеробним, так і з анаеробним енергозабезпеченням, а також контрольним групам людей (не спортсменів). Чисельні дослідження відзначили збільшення у спортсменів фекальних коротколанцюгових жирних кислот (КЛЖК) мікробного походження, що можуть бути субстратами для глюконеогенезу та ліпогенезу, а також контролювати експресію генів товстої кишки, залучених до імунної відповіді. У зразках фекалій марафонців був збагачений вид Veillonella atypica, що здатний метаболізувати лактат в ацетат і пропіонат КЛЖК за допомогою метилмалоніл-КоА. Було показано, що співвідношення Firmicutes/Bacteroides, коли воно збільшується, пов’язане з вищим VO₂max. Отримані дані різняться залежно від дизайну досліджень та кількості учасників, що свідчить про значні складнощі визначення біорізноманіття мікробіому спортсменів та виявлення відмінностей в залежності від виду енергозабезпечення м'язової діяльності, що може бути пов’язано з багатьма фізіологічними та біохімічними факторами. Тим не менш, встановлені результати підкреслюють потенційний зв’язок між кишковою мікробіотою та різними видами енергозабезпечення м'язової діяльності при заняттях спортом та вказують на симбіотичні відносини в адаптації цих фізіологічних систем.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. O’Brien MT, O’Sullivan O, Claesson MJ, Cotter PD. The Athlete Gut Microbiome and its Relevance to Health and Performance: A Review. Sports Med. 2022 Dec;52(1):119-128. DOI: 10.1007/s40279-022-01785-x.
2. Al Bander Z, Nitert MD, Mousa A, Naderpoor N. The Gut Microbiota and Inflammation: An Overview. Int J Environ Res Public Health. 2020 Oct 19;17(20):7618. DOI: 10.3390/ijerph17207618.
3. Nieman DC, Wentz LM. The compelling link between physical activity and the body’s defense system. J Sport Health Sci. 2019 May;8(3):201-217. DOI: 10.1016/j.jshs.2018.09.009.
4. Agirman G, Yu KB, Hsiao EY. Signaling inflammation across the gut-brain axis. Science. 2021;374(6571):1087-1092. DOI: 10.1126/ science.abi6087.
5. Hughes RL. A Review of the Role of the Gut Microbiome in Personalized Sports Nutrition. Front Nutr. 2020;6:191. DOI: 10.3389/ fnut.2019.00191.
6. Clark A, Mach N. Exercise-induced stress behavior, gut-microbiota-brain axis and diet: a systematic review for athletes. J Int Soc Sports Nutr. 2016 Nov 24;13:43. DOI: 10.1186/s12970-016-0155-6.
7. Furber MJW, Young GR, Holt GS, Pyle S, Davison G, Roberts MG, et al. Gut Microbial Stability is Associated with Greater Endurance Performance in Athletes Undertaking Dietary Periodization. mSystems. 2022 Jun 28;7(3):e0012922. DOI: 10.1128/msystems.00129-22.
8. Craven J, Cox AJ, Bellinger P, Desbrow B, Irwin C, Buchan J, et al. The influence of exercise training volume alterations on the gut microbiome in highly-trained middle-distance runners. Eur J Sport Sci. 2022 Aug;22(8):1222-1230. DOI: 10.1080/17461391.2021.1933199.
9. Akazawa N, Nakamura M, Eda N, Murakami H, Nakagata T, Nanri H, et al. Gut microbiota alternation with training periodization and physical fitness in Japanese elite athletes. Front Sports Act Living. 2023 Jul 14;5:1219345. DOI: 10.3389/fspor.2023.1219345.
10. Li Y, Cheng M, Zha Y, Yang K, Tong Y, Wang S, et al. Gut microbiota and inflammation patterns for specialized athletes: a multi-cohort study across different types of sports. mSystems. 2023 Aug 31;8(4):e0025923. DOI: 10.1128/msystems.00259-23.
11. Cella V, Bimonte VM, Sabato C, Paoli A, Baldari C, Campanella M, et al. Nutrition and Physical Activity-Induced Changes in Gut Microbiota: Possible Implications for Human Health and Athletic Performance. Foods. 2021;10(12):3075. DOI: https://doi.org/10.3390/foods10123075.
12. Clarke G, Stilling RM, Kennedy PJ, Stanton C, Cryan JF, Dinan TG. Minireview: Gut microbiota: the neglected endocrine organ. Mol Endocrinol. 2014 Aug;28(8):1221-38. DOI: 10.1210/me.2014-1108.
13. Barton W, Penney NC, Cronin O, Garcia-Perez I, Molloy MG, Holmes E, et al. The microbiome of professional athletes differs from that of more sedentary subjects in composition and particularly at the functional metabolic level. Gut. 2018 Apr;67(4):625-633. DOI: 10.1136/ gutjnl-2016-313627.
14. Scheiman J, Luber JM, Chavkin TA, MacDonald T, Tung A, Pham LD, et al. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performanceenhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nat Med. 2019 Jul;25(7):1104-1109. DOI: 10.1038/s41591-019-0485-4.
15. Kuibida V, Kokhanets P, Lopatynska V, Kadenko I. Physical activity and intestinal microbiota. Scientific journal National Pedagogical Dragomanov University. 2022;11K(156):41-46. DOI: 10.31392/NPU-nc.series15.2022. 11К(156).09.
16. Louis P, Duncan SH, Sheridan PO, Walker AW, Flint HJ. Microbial lactate utilisation and the stability of the gut microbiome. Gut Microbiome. 2022;3:e3. DOI: 10.1017/gmb.2022.3.
17. Estaki M, Pither J, Baumeister P, Little JP, Gill SK, Ghosh S, et al. Cardiorespiratory fitness as a predictor of intestinal microbial diversity and distinct metagenomic functions. Microbiome. 2016 Aug 8;4(1):42. DOI: 10.1186/s40168-016-0189-7.
18. Clauss M, Gérard P, Mosca A, Leclerc M. Interplay Between Exercise and Gut Microbiome in the Context of Human Health and Performance. Front Nutr. 2021 Jun 10;8:637010. DOI: 10.3389/fnut.2021.637010.
19. Petersen LM, Bautista EJ, Nguyen H, Hanson BM, Chen L, Lek SH, et al. Community characteristics of the gut microbiomes of competitive cyclists. Microbiome. 2017 Aug 10;5(1):98. DOI: 10.1186/s40168-017-0320-4.
20. Murtaza N, Burke LM, Vlahovich N, Charlesson B, O’Neill H, Ross ML, et al. The Effects of Dietary Pattern during Intensified Training on Stool Microbiota of Elite Race Walkers. Nutrients. 2019;11(2):261. DOI: 10.3390/nu11020261.
21. O’Donovan CM, Madigan SM, Garcia-Perez I, Rankin A, O’ Sullivan O, Cotter PD. Distinct microbiome composition and metabolome exists across subgroups of elite Irish athletes. J Sci Med Sport. 2020 Jan;23(1):63-68. DOI: 10.1016/j.jsams.2019.08.290.
22. 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. DOI: 10.1186/s12970-020-00353-w.
23. Aya V, Flórez A, Perez L, Ramírez JD. Association between physical activity and changes in intestinal microbiota composition: A systematic review. PLoS One. 2021 Feb 25;16(2):e0247039. DOI: 10.1371/journal.pone.0247039.
24. Humińska-Lisowska K, Zielińska K, Mieszkowski J, Michałowska-Sawczyn M, Cięszczyk P, Łabaj PP, et al. Microbiome features associated with performance measures in athletic and non-athletic individuals: A case-control study. PLoS One. 2024;19(2):e0297858. DOI: 10.1371/ journal.pone.029 7858.
25. Olbricht H, Twadell K, Sandel B, Stephens C, Whittall JB. Is There a Universal Endurance Microbiota? Microorganisms. 2022 Nov 9;10(11):2213. DOI: 10.3390/microorganisms10112213.

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 2, 173, 95-102 сторінки, код УДК 612.015.3:612.336.3:796.01

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-2-173-95-102