Два исследования - одно на мышах, а другое на людях - предлагают первые окончательные доказательства того, что только физические упражнения могут изменить состав микробов в кишечнике. Исследования были разработаны, чтобы изолировать изменения, вызванные физическими упражнениями, от других факторов, таких как диета или использование антибиотиков, которые могут изменить микробиоту кишечника.
В первом исследовании ученые пересаживали фекалии мышей, которые тренировались и вели малоподвижный образ жизни, в толстую кишку стерильных малоподвижных мышей, которые были выращены в стерильном помещении и не имели собственной микробиоты. Во втором исследовании команда отслеживала изменения в составе микробиоты кишечника у участников, когда они переходили от сидячего образа жизни к более активному и обратно..
«Это первые исследования, показывающие, что физические упражнения могут влиять на кишечник независимо от диеты или других факторов», - сказал Джеффри Вудс, профессор кинезиологии и общественного здравоохранения из Университета Иллинойса, который руководил исследованием вместе с бывшим докторант Джейкоб Аллен, в настоящее время научный сотрудник Национальной детской больницы в Колумбусе, штат Огайо. Работа с мышами проводилась в Университете И. и с учеными клиники Майо в Рочестере, штат Миннесота, которые разрабатывают и поддерживают безмикробных мышей. Работа на людях проводилась в Иллинойсе.
В исследовании на мышах изменения в микробиоте мышей-реципиентов отражали изменения у мышей-доноров, с четкими различиями между теми, кто получал микробы от мышей, ведущих активный образ жизни, и мышей, ведущих малоподвижный образ жизни.
"Это доказало нам, что трансплантация сработала", - сказал Вудс.
У реципиентов микробиоты тренированных мышей также была более высокая доля микробов, которые производят бутират, жирную кислоту с короткой цепью, которая способствует здоровью клеток кишечника, уменьшает воспаление и вырабатывает энергию для хозяина. Они также оказались более устойчивыми к экспериментальному язвенному колиту, воспалительному заболеванию кишечника.
«Мы обнаружили, что у животных, которые получали тренированную микробиоту, была ослабленная реакция на химическое вещество, вызывающее колит», - сказал Аллен. «Произошло уменьшение воспаления и увеличение регенеративных молекул, которые способствуют более быстрому выздоровлению».
В исследовании на людях команда набрала 18 худощавых и 14 тучных взрослых, ведущих малоподвижный образ жизни, взяла пробы микробиома их кишечника и дала им программу упражнений, во время которой они выполняли контролируемые сердечно-сосудистые упражнения в течение 30-60 минут три раза в неделю в течение шесть недель. Исследователи снова взяли пробы кишечных микробиомов участников в конце программы упражнений и еще через шесть недель сидячего образа жизни. Участники придерживались своей обычной диеты на протяжении всего исследования.
Фекальные концентрации SCFAs, в частности бутирата, увеличились в кишечнике человека в результате физических упражнений. Эти уровни снова снизились после того, как участники вернулись к малоподвижному образу жизни. Генетические тесты микробиоты подтвердили, что это соответствует изменениям доли микробов, продуцирующих бутират и другие SCFAs.
Наиболее резкое увеличение было замечено у худых участников, у которых изначально был значительно более низкий уровень микробов, продуцирующих SCFAs, в кишечнике. У участников с ожирением наблюдалось лишь незначительное увеличение доли микробов, продуцирующих SCFAs. Исследователи заявили, что соотношение различных микробов в кишечнике также различалось между худыми и тучными участниками на каждом этапе исследования.
«Суть в том, что существуют явные различия в том, как микробиом человека, страдающего ожирением, по сравнению с тем, кто худой, реагирует на физические упражнения», - сказал Вудс. «Нам предстоит еще много работы, чтобы определить, почему это так».