Растущее количество доказательств показывает, что оптимальный уровень физической активности снижает риск развития диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний и психических расстройств, таких как депрессия. Кроме того, известно, что сидячие привычки, включающие в себя длительные периоды сидения или лежания, увеличивают риск сердечно-сосудистой смертности и диабета 2 типа, и эти риски могут быть снижены с помощью высокоинтенсивных упражнений. Недавние исследования также показали, что положительное влияние физических упражнений на здоровье может быть опосредовано изменениями микробиома кишечника.
Обширные исследования также показывают, что микробиом кишечника играет значительную роль в развитии различных заболеваний и проблем с психическим здоровьем. 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, как следствие, изменения кровообращения, энтерогепатического движения желчных кислот, проницаемости кишечника и иммунитета кишечника могут влиять на микробиоту кишечника.
Об исследовании
В настоящем исследовании ученые использовали данные работы сердечно-легочной биовизуализации из Швеции, чтобы определить, связаны ли сидячие, умеренные и энергичные уровни физической активности с изменениями микробиома кишечника. Несмотря на то, что в предыдущих исследованиях изучалась эта связь, в большинстве из них использовались самооценки уровня физической активности, который подвержен систематической ошибке. Кроме того, авторы считают, что таксономическое разрешение кишечных микробов было ограничено в этих исследованиях.
В этом исследовании использовались данные с набедренного акселерометра для получения более надежного и точного измерения уровня физической активности. Кроме того, считалось, что использование метагеномики с помощью дробовика обеспечивает таксономическую информацию о микробных сообществах кишечника с высоким разрешением.
Участники исследования должны были ответить на подробную анкету о здоровье и истории болезни, диете и привычках образа жизни. Они прошли ряд физических и клинических обследований, таких как легкие, коронарные артерии и компьютерная томография (КТ) брюшной полости. Участники также предоставили образцы фекалий, которые использовались для анализа микробиома кишечника. Акселерометр носили на бедре все участники в течение одной недели, в любое время, за исключением занятий водными видами спорта или сна.
Данные с акселерометра были преобразованы в количество отсчетов в минуту, которые затем использовались для определения сидячего, низкого, умеренного и энергичного уровней физической активности в соответствии с пороговыми значениями, подтвержденными предыдущими исследованиями. Для всех образцов фекалий была проведена экстракция дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), а затем извлеченная ДНК была использована для идентификации метагеномных видов.
Результаты
Результаты показали, что связь между сидячим образом жизни или очень низким уровнем физической активности и обилием различных видов кишечных микробов была противоположна связи между умеренными или энергичными уровнями физической активности и обилием видов кишечного микробиома.
Было обнаружено, что обилие кишечной палочки было высоким в связи с уровнем сидячей физической активности, в то время как умеренный уровень физической активности был связан с более низким уровнем кишечной палочки. Обилие бактерий, продуцирующих бутират, таких как бактерии, принадлежащие к роду Roseburia и Faecalibacterium prausnitzii, было высоким у лиц с умеренным и энергичным уровнем физической активности.
Кроме того, наблюдались различия в обилии видов, таких как Prevotella copri, между лицами с умеренным уровнем физической активности и теми, кто находился в группе интенсивной физической активности. Численность P. copri была выше в сочетании с умеренным уровнем физической активности, но энергичные упражнения не показали связи с численностью P. copri.
Также было обнаружено, что функциональный потенциал микробиома кишечника различается в связи с различными уровнями физической активности. Было обнаружено, что умеренный уровень физической активности связан с более высоким синтезом ацетата и бутирата. Было обнаружено, что энергичные физические упражнения связаны с более высоким синтезом пропионата, а уровень сидячей активности связан с более низкой способностью кишечной микробиоты к расщеплению углеводов.
Выводы
В целом, полученные данные свидетельствуют о том, что уровень физической активности был тесно связан с обилием специфических кишечных микробов. Кроме того, разнообразие и обилие микробиоты кишечника, а следовательно, и ее функциональный потенциал изменялись в зависимости от уровня физической активности. Сидячий образ жизни и более высокий уровень физической активности продемонстрировали обратную связь с обилием и разнообразием микробиома кишечника.