Элитные спортсмены усердно работают, чтобы преуспеть в спорте, но они также могут получить естественное преимущество от бактерий, населяющих их пищеварительный тракт. Ученые теперь подключились к микробиому выдающихся бегунов и гребцов и определили определенные бактерии, которые могут способствовать спортивным результатам. Цель состоит в том, чтобы разработать пробиотические добавки, которые могут помочь спортсменам и даже любителям фитнеса восстановиться после тяжелой тренировки или более эффективно преобразовывать питательные вещества в энергию.
Исследователи представляют свою работу сегодня на 254-м Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS).
«Когда мы впервые задумались об этом, меня спросили, можем ли мы использовать геномику для предсказания следующего Майкла Джордана», - говорит Джонатан Шейман, доктор философии. «Но я ответил, что лучший вопрос: можете ли вы извлечь биологию Джордана и передать ее другим, чтобы они помогли создать следующего Майкла Джордана?»
Чтобы ответить на этот вопрос, можно начать с микробов. «Мы больше бактерии, чем люди», - говорит Шейман, научный сотрудник лаборатории Джорджа Черча, доктора философии, в Гарвардской медицинской школе. «Жиры в нашем кишечнике влияют на наш энергетический обмен, облегчая расщепление углеводов, белков и клетчатки. Они также участвуют в воспалении и неврологической функции. прочность."
В качестве первого шага к выявлению бактерий, поддерживающих спортивные результаты, исследователи ежедневно собирали образцы фекалий у 20 спортсменов, готовившихся к Бостонскому марафону 2015 года, за неделю до и через неделю после забега.«Две недели я ездил по Бостону, собирая образцы фекалий и помещая их в машину на сухой лед, - говорит Шейман. «Мы долго наблюдали за спортсменами, чтобы понять, как меняется микробиом между производительностью и восстановлением».
Исследователи секвенировали геномы отобранных бактерий, используя вычислительные метагеномные методы, чтобы выяснить, сколько и какие типы микробов населяют образцы фекалий. Когда они сравнили образцы до и после гонки, исследователи обнаружили внезапный всплеск популяции одного определенного типа бактерий после марафона. «Естественная функция этого жука - расщеплять молочную кислоту», - говорит Шейман. Во время интенсивных упражнений организм вырабатывает больше молочной кислоты, чем обычно, что может привести к мышечной усталости и болезненности. Эти бактерии потенциально могут помочь в этом.
Команда выделила бактерии из образцов фекалий и начала оценивать их свойства. Они уже определили, что жук превосходно расщепляет молочную кислоту в пробирке и остается жизнеспособным после прохождения через пищеварительную систему мышей. В настоящее время исследователи скармливают бактерии мышам, чтобы измерить их влияние на уровень молочной кислоты и усталость.
В другом наборе экспериментов исследователи сравнивают бактерии, полученные от ультрамарафонцев, с бактериями, обнаруженными у гребцов, готовящихся к Олимпийским играм. Они обнаружили у ультрамарафонцев тип бактерий, которые могут помочь расщеплять углеводы и клетчатку, что является ключевым моментом во время бега на 100 миль, но отсутствовал у гребцов.
Шейман говорит, что этой осенью команда планирует запустить компанию под названием Fitbiomics. «Мне хотелось бы думать, что через год после запуска у нас появится на рынке новый пробиотик», - говорит он. «Но параллельно мы также будем расширять нашу когорту элитных спортсменов из различных видов спорта, чтобы получить более крупные микробные данные и банк штаммов новых пробиотических кандидатов. По сути, мы изучаем биологию наиболее здоровых и здоровых людей в мире. мире, а затем извлекать эту информацию, чтобы помочь им и другим."