Движение порождает благо

Несмотря на то что микробы «сидят» в кишечнике и, скорее всего, не совершают пробежек по слизистой, они все-таки любят, когда мы двигаемся. Почему?

Увеличение физической активности может также увеличить количество полезных видов микроорганизмов. Умеренные упражнения ускоряют кишечный пассаж, что сокращает время взаимодействия патогенов со слоем слизи в ЖКТ. Они обладают защитным действием, снижают риск рака ободочной кишки, дивертикулов и воспаления кишечника. Более того, даже при высокожировой диете физические упражнения могут помочь поддерживать эпителий кишечника здоровым – на нем остаются хорошие микробы и меньше оседает патогенных.

ДОБЛЕСТНАЯ МИКРОБИОТА СПОРТСМЕНОВ

В толстой кишке бактерии разлагают пищевые компоненты, которые не переварились в тонкой кишке. Это происходит при помощи процесса ферментации, а его эффектом в основном являются молочная кислота и КЖК – прежде всего ацетаты, пропионаты и бутираты.

КЖК – это источник энергии для эпителиальных клеток ободочной кишки, который понижает pH, увеличивает всасывание кальция, железа и магния, положительно воздействует на обмен глюкозы и белков в печени; считается также, что КЖК обладают противовоспалительным действием и, возможно, противоопухолевым.

МИКРОБЫ ПОМОГАЮТ ВЫИГРАТЬ

Самые лучшие спортсмены, возможно, частично обязаны своими успехами бактериям, заселяющим их пищеварительную систему. Об этом свидетельствуют результаты исследований гарвардских ученых.

Ученые изучили микрофлору бегунов на длинные дистанции и гребцов. Результаты они представили на конгрессе Американского химического общества. Сначала ими были собраны образцы кала от 20 бегунов, готовящихся к бостонскому марафону в 2015 году.

– В течение двух недель я ездил по Бостону, собирая образцы в автомобильном холодильнике, – рассказывал на конгрессе доктор Джонатан Шейман, один из авторов испытания. – Нам нужно было проверить, как меняется микробном спортсменов во время тренировки, соревнований и отдыха после марафона.

Ученые искали различия среди бактерий, доминирующих в кишечнике спортсменов до и после забега. В образцах кала, взятых у бегунов после марафона, они обнаружили большое количество бактерий, которые специализируются в разложении молочной кислоты. Во время интенсивных физических усилий ввиду нехватки кислорода наши клетки переключаются на анаэробный метаболизм и в качестве побочного продукта выделяют молочную кислоту. А как прекрасно знают все спортсмены, закисленные мышцы долго не протянут. Поэтому присутствие бактерий, разлагающих молочную кислоту, крайне желательно.

Ученые также собрали образцы кала ультрамарафонцев (бегунов, которые преодолевают расстояния, превышающие обычный 42-километровый марафон), а также гребцов. Оказалось, что у спортсменов обеих дисциплин несколько разные виды кишечных бактерий. Ультрамарафонцам помогали микробы, специализирующиеся в расщеплении углеводов и клетчатки, а у гребцов этих видов не было.

– Кишечные микробы влияют не только на наш метаболизм, но и на воспалительные процессы и нервную систему. Поэтому мне интересно, можно ли изучить биологию организма, скажем, Майкла Джордана, а потом воспроизвести ее в виде пилюли и дать другим спортсменам, чтобы помочь им добиться таких же успехов, – говорил доктор Шейман.

Именно этим кислотам и стимулирующим их выработку полезным бактериям были посвящены исследования, связывающие кишечные бактерии с физическими упражнениями. Их провели ученые Иллинойского университета. Одно исследование было проведено на мышах, во втором участвовали люди.

Результаты первого испытания были опубликованы в Gut Microbes. В его процессе ученые поделили мышей на три группы. В первой группе оказались грызуны, ведущие сидячий образ жизни. Во второй у мышей был доступ к колесу, то есть это была группа «тренирующихся». В третьей группе оказались грызуны, которые мало двигались, жили полностью в стерильных условиях и были лишены микробиоты.

Исследователи собирали образцы кала мышей из двух первых групп, после чего трансплантировали их грызунам третьей группы. Как можно было ожидать, в организмах мышей из третьей группы развилась микробиота, напоминающая микробиоту мышей-доноров.

Грызуны, которые получили кал от мышей-«спортсменов», развили микробиоту, богатую видами бактерий, связанных с выработкой КЖК, в том числе бактерий, стимулирующих выработку бутиратов, которые препятствуют воспалительным процессам и очень хорошо влияют на работу кишечника. Дав мышам вещества, вызывающие воспаление кишечника, исследователи обнаружили, что в их организмах появились молекулы, затормаживающие развитие воспаления и помогающие быстро поправиться.

На основе данных наблюдений ученые пришли к выводу, что физические упражнения являются причиной значительных изменений в микробиоте мышей. Разумеется, здесь следовало бы задать главный вопрос: так ли это работает и у людей?

ДОПИНГ ИЗ КАЛА?!

Лорен Петерсон, микробиолог Лаборатории геномной медицины имени Джексона в Коннектикуте, заявила, что с помощью пересадки кала можно значительно улучшить свои спортивные результаты за короткое время. Чем привела в недоумение ученых и специалистов спортивной медицины.

Несколько лет назад Петерсон прибегла к такой операции, когда, по собственному заявлению, не могла справиться с симптомами боррелиоза. Микробиолог нашла донора, профессионального велогонщика, и всю процедуру совершила у себя дома. Обошлось ей это всего в шесть долларов – столько Петерсон потратила на клизму. (Врачи против таких домашних методов.)

Лорен почувствовала себя намного лучше и вдруг начала побеждать в соревнованиях на горном велосипеде. Ранее у нее были проблемы уже с одними только тренировками.

Шокированная результатами трансплантации, доктор Петерсон решила погрузиться в подробное изучение. Она отобрала 35 человек, профессиональных велогонщиков и любителей, и взяла у каждого из них по образцу кала. Согласно проведенным ею исследованиям, кал самых лучших велогонщиков был более «выигрышным» по сравнению с калом менее успешных велогонщиков: он содержал Prevotella и М. smithii. Первая бактерия связана с процессом регенерации мышц, а вторая помогает эффективнее перерабатывать энергию, которая поступает вместе с пищей.

Профессор Джонатан Айзен из Калифорнийского университета в интервью для The Washington Post объявил, что связывать фекальную трансплантацию, которой подверглась Петерсон, с ее лучшими спортивными результатами просто «безответственно». Для того чтобы установить такую связь, следовало бы провести профессиональные исследования, при которых пациенты не знали бы, какому лечению они подвергаются. Кроме того, во время пересадки кала от донора берется все – то есть это могут быть и патогены.

Многие годы в велосипедном спорте главным допинговым средством было переливание крови. Заменит ли его в будущем пересадка кала?

СПАД ФОРМЫ – ЭТО СПАД БУТИРАТОВ

Для того чтобы найти ответ, был проведен очередной эксперимент. Его результаты опубликованы в журнале Medicine & Science in Sports & Exercise. В эксперименте участвовали 32 взрослых человека.

Все исследуемые вели сидячий образ жизни. Восемнадцати из них удавалось при этом сохранять стройную фигуру, а у остальных 14 уже были проблемы с ожирением.

Добровольцам назначили специально разработанную программу: упражнения по 30–60 минут три раза в неделю в течение 6 недель. После этого все они должны были вернуться к сидячему образу жизни (также на 6 недель).

На каждом этапе – до начала упражнений, после их завершения и после завершения шестинедельного «сидячего» периода – ученые собирали образцы кала и изучали кишечную микрофлору.

– Оказалось, что у всех участников во время регулярных физических упражнений явно повышался уровень КЖК (особенно бутиратов), который, однако, падал, когда они снова переключались на сидячий образ жизни, – утверждают ученые из Иллинойса.

С помощью генетических тестов они также определили, что размножались в основном штаммы бактерий, которых связывают с усиленной выработкой КЖК.

– Наибольший рост мы заметили у тех, у кого с самого начала была стройная фигура, – пишут они.

Ученые полагают, что физические упражнения играют важную роль в профилактике ожирения, вызванного питанием, не только сжигая калории, но и образуя «микробиологический комплекс».