В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Federation of American Societies for Experimental Biology, ученые оценили влияние индекса массы тела (ИМТ) на изменения состава кишечного микробиома, вызванные физической активностью (ФА) среди взрослых людей среднего возраста.
Недостаток физической нагрузки связан с повышенной заболеваемостью и смертностью. Фактически, ФА связана с различными профилактическими и терапевтическими эффектами против воспалительных и кардиометаболических заболеваний. Регулярная ФА приводит к метаболической адаптации, например, к изменению состава кишечной микробиоты. Кишечный микробный дисбиоз влияет на вес за счет изменения утилизации энергии из пищевых источников. Кроме того, симбиотические отношения между хозяином и кишечным микробиомом оптимизируют метаболизм липидов и глюкозы и иммунологические реакции против воспаления.
Диеты с высоким содержанием калорий изменяют состав и функции кишечной микробиоты, снижая численность и разнообразие полезных микробов, таких как Roseburia, Bifidobacterium и Faecalibacterium. Для сравнения, было показано, что ФА увеличивает численность полезных микробов и снижает количество патогенных микробов, что приводит к повышению уровня короткоцепочечных жирных кислот и улучшению утилизации лактата. Однако влияние регулярной ФА на состав микробиома кишечника не было хорошо изучено, поскольку большинство предыдущих исследований включали спортсменов, соблюдающих строгую диету и участвующих в тяжелых тренировках.
В настоящем исследовании ученые выясняли, влияют ли на изменение состава микробиоты кишечника физическая активность и сила хвата руками на показатели ИМТ. В когорту исследования вошли люди с нормальным значением ИМТ в диапазоне от 19 до 25 кг/м2 и люди с повышенным ИМТ в диапазоне от 25 до 30 кг/м2. Ретроспективное обсервационное исследование включало участников, случайным образом отобранных из более чем 50 000 человек. Всего в исследование было включено 443 человека, 72% из которых были женщины и 28% мужчины, в возрасте от 38 до 65 лет, с учетом их ИМТ, возраста, состояния здоровья и истории болезни. Средний возраст участников исследования составил 57 лет. Группа исключала беременных женщин, лиц, употреблявших антибиотики в течение предыдущих трех месяцев, и тех, страдающих раком.
Уровень ФА оценивался с помощью международного опросника (IPAQ), сила кистевого хвата оценивалась с помощью кистевых динамометров, а диета рассматривалась с помощью Канадского опросника диетической истории II (CDHQ-II). Кроме того, серологические образцы были подвергнуты липидомиметическому анализу. Микробиота кишечника оценивалась с помощью секвенирования 16S рРНК. Альфа-разнообразие рассчитывалось с помощью индекса разнообразия Шеннона, а бета-разнообразие - с помощью метрики Брея-Кертиса. Данные о ФА и рационе питания были получены с помощью самостоятельно заполненных анкет.
У людей с избыточным весом наблюдался более высокий уровень триацилглицерола (ТГ) и более низкий уровень лизофосфатидилхолина (ЛФХ), холестериловых эфиров (ХЭ) и сфингомиелина (СМ), чем у людей с нормальным ИМТ. У людей с избыточным весом также наблюдалось уменьшение количества Oscillibacter и увеличение количества Dialister. Влияние ФА на кишечную микробиоту зависело от величины ИМТ.
Среди людей без ожирения с нормальным ИМТ большая продолжительность физических нагрузок ассоциировалась с повышенным количеством комменсальных микроорганизмов, включая Proteobacteria, Actinobacteria, Prevotella и Collinsella, и пониженным количеством видов Verrucomicrobia. Среди мужчин, не страдающих ожирением, большая мышечная сила была связана с увеличением количества F. prausnitzii и Faecalibacterium по сравнению с теми, кто имел низкую мышечную силу. У людей с избыточным весом альфа-разнообразие было выше, чем у людей с нормальным индексом массы тела.
Более высокий уровень ФА ассоциировался с меньшим альфа-разнообразием у людей без ожирения. Мужчины с нормальным ИМТ, но не женщины, демонстрировали большее обилие Faecalibacterium, связанное с более высоким уровнем ФА. Количество Faecalibacterium prausnitzii было более значительным у мужчин без ожирения и женщин с избыточным весом с большей силой кистевого хвата. Отрицательные корреляции наблюдались между ИМТ, уровнем ТГ и обилием Oscillibacter, в то время как положительные корреляции наблюдались между продолжительностью и интенсивностью физической активности, фосфатидилхолином, ЛФХ и обилием Prevotella.
Oscillibacter производит метаболиты, способствующие укреплению здоровья, такие как бутират, путем ферментации пищевых волокон. Повышенное количество Dialister связано с непереносимостью глюкозы и устойчивостью к потере веса. Actinobacteria содействуют укреплению здоровья благодаря способности преобразовывать глюкозу в ацетат, снижению уровня холестерина и перевариванию сложных углеводов. Виды Collinsella улучшают барьерные функции кишечника и обладают противовоспалительными свойствами благодаря способности вырабатывать бутират. Снижение количества F. prausnitzii было связано с диабетом 2 типа и ожирением. Данные свидетельствуют, что добавки F. prausnitzii повышают уровень адипонектина, мышечную массу и окисление жирных кислот.
Результаты исследования показывают, что ИМТ значительно влияет на изменения состава кишечной микробиоты, вызванные ФА. Альфа-разнообразие увеличилось среди взрослых людей с нормальным весом и избыточным весом при умеренном увеличении продолжительности физической нагрузки, в то время как композиционные изменения наблюдались в основном среди людей с нормальным весом.
Наблюдалась гендерная зависимость между мышечной силой и микробиомом кишечника, особенно для Faecalibacterium prausnitzii.
Эти результаты показывают, что даже небольшое увеличение продолжительности ФА у людей с избыточным весом может улучшить численность и разнообразие полезных микроорганизмов в кишечнике.
Более высокие уровни ТГ и более низкие уровни ХЭ, ЛФХ и СМ у людей с избыточным весом указывают на повышенный риск кардиометаболических заболеваний по сравнению со здоровыми людьми.
