Zespół badawczy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ oraz AWFiS Gdańsk przyjrzał się osobom, które regularnie uprawiają sport, ale nie są zawodowymi sportowcami. To rzadka, a zarazem cenna decyzja, bo większość wcześniejszych badań porównywała sportowców wyczynowych z osobami całkowicie nieaktywnymi. Tymczasem to właśnie rekreacyjnie aktywni stanowią większość populacji – i to ich reakcje fizjologiczne są dziś bardziej interesujące w kontekście zdrowia publicznego, profilaktyki oraz poprawy jakości życia.
Czytaj też: Trzy dni na sokach, a mikrobiom w rozsypce. Taka dieta to pułapka
W badaniu uczestniczyły osoby trenujące siłowo, wytrzymałościowo oraz prowadzące umiarkowaną aktywność fizyczną. Wszystkich poddano dwóm testom: anaerobowemu testowi Wingate oraz aerobowemu testowi Bruce’a. Jednocześnie przeanalizowano skład mikrobiomu jelitowego każdego uczestnika, a także zbadano, jak zmieniają się określone markery we krwi w odpowiedzi na wysiłek fizyczny.
Mikrobiom jelitowy dyktuje formę
Już pierwszy etap analizy pokazał, że mikrobiom osób trenujących wytrzymałościowo zawiera więcej bakterii zdolnych do rozkładu niestrawnych węglowodanów – związków, które nie są bezpośrednio trawione przez człowieka, ale mogą być źródłem energii dla bakterii, a pośrednio także dla gospodarza. To mikrobiologiczne „wsparcie energetyczne” może sprzyjać długotrwałemu wysiłkowi fizycznemu, charakterystycznemu np. dla biegania czy jazdy na rowerze. Wskazuje to na istnienie sprzężenia zwrotnego między stylem aktywności fizycznej a długoterminowymi zmianami w składzie flory jelitowej.
Czytaj też: Stwardnienie rozsiane zaczyna się w jelitach? Przełom w badaniach mikrobiomu
Co więcej, zarówno osoby trenujące siłowo, jak i wytrzymałościowo miały wyższy poziom bakterii o potencjalnie probiotycznym działaniu, niż osoby aktywne jedynie rekreacyjnie. Znaleziono między innymi więcej bakterii z gatunków Bifidobacterium longum oraz Bifidobacterium adolescentis – znanych z pozytywnego wpływu na zdrowie jelit, a także często obecnych w suplementach probiotycznych. Co istotne, to właśnie u tych osób notowano najwyższe wskaźniki VO2max, kluczowe dla wydolności układu krążeniowo-oddechowego.
Innym wartym podkreślenia odkryciem była obecność bakterii produkujących krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), które – jak się okazuje – korelują z wyższą mocą generowaną w trakcie wysiłku. SCFA odgrywają ważną rolę w metabolizmie energetycznym i mogą poprawiać funkcjonowanie mięśni. Oznacza to, że niektóre bakterie jelitowe mogą być kluczowym elementem sprawności fizycznej, wpływając nie tylko na ogólne samopoczucie, ale także na twarde, mierzalne parametry wysiłkowe.
Druga część badania zintegrowała dane mikrobiologiczne z analizą surowicy krwi. To podejście multiomiczne pozwoliło uchwycić nie tylko zmiany na poziomie bakterii jelitowych, ale też fizjologiczną odpowiedź całego organizmu na różne typy treningu. Od 6 do 24 godzin po wykonaniu testów analizowano stężenie hormonów, białek zapalnych i markerów regeneracji mięśni. Obserwowano zmiany m.in. w poziomie leptyny, FSTL1 oraz białka OSM.
Szczególnie ciekawy był przypadek adiponektyny – hormonu pełniącego istotną rolę w regulacji metabolizmu glukozy i kwasów tłuszczowych. Jego odpowiedź różniła się w zależności od rodzaju zastosowanego wysiłku, co może świadczyć o odmiennych mechanizmach energetycznych aktywowanych przez ćwiczenia siłowe i aerobowe. Oznacza to, że to samo ciało może reagować zupełnie inaczej w zależności od charakteru aktywności fizycznej – a mikrobiom może być jednym z czynników, który kształtuje tę reakcję.
Zaskakujące były również obserwacje dotyczące uczestników trenujących siłowo. U niektórych z nich wykazano obecność bakterii, które korelowały z gorszą adaptacją do wysiłku aerobowego. To potencjalny sygnał, że indywidualny skład mikrobiomu może ograniczać możliwości adaptacyjne organizmu do różnych typów aktywności. Innymi słowy, bakterie w naszych jelitach mogą nie tylko wspierać, ale też – w określonych warunkach – osłabiać efektywność wybranych form treningu.
Odkrycia polskich naukowców wpisują się w rosnący globalny trend badań nad mikrobiomem jako kluczowym elementem fizjologii człowieka. W dłuższej perspektywie oznacza to możliwość tworzenia planów treningowych dostosowanych do profilu mikrobiologicznego danej osoby. To koncepcja treningu spersonalizowanego w sposób znacznie głębszy niż tradycyjna indywidualizacja na podstawie wieku, płci czy poziomu wytrenowania.
Jak podkreśla dr Kinga Zielińska z MCB UJ, główna autorka drugiej publikacji, planowane są kolejne, długoterminowe badania, które wykorzystają jeszcze więcej danych, m.in. z zakresu metabolomiki i transkryptomiki, by lepiej zrozumieć złożone interakcje między florą jelitową a fizjologią wysiłku. Celem jest nie tylko opis, ale także identyfikacja mechanizmów przyczynowo-skutkowych, które mogłyby stać się podstawą dla interwencji dietetycznych i treningowych zwiększających efektywność i poprawiających regenerację.
Warto zaznaczyć, że Małopolskie Centrum Biotechnologii UJ od lat buduje swoją pozycję jako jeden z najważniejszych ośrodków badających mikrobiom człowieka w Polsce i Europie Środkowo-Wschodniej. Naukowcy z MCB brali udział w międzynarodowym projekcie American Gut Project, prowadzili badania zmian mikrobioty u pacjentów z COVID-19, a także opracowali autorski indeks zdrowia mikrobiomu jelitowego. Biorą udział w corocznym konkursie CAMDA, w którym analizowane są ogromne zbiory danych omicznych w kontekście zdrowia człowieka.
