Mikrobiota i probiotyki a osiągnięcia sportowe

Mikrobiota sportowców jest dużo bardziej zróżnicowana niż mikrobiota osób, które prowadzą siedzący tryb życia. Niezwykłe jest to, że badaczom udało się powiązać zmiany w składzie i liczebności mikroorganizmów przewodu pokarmowego z lepszymi osiągnięciami sportowymi. Jak to się dzieje?

Organizm przystosowuje się do wysiłku fizycznego na wiele różnych sposobów np. zwiększając ilość czerwonych krwinek transportujących tlen co wpływa pozytywnie na wydolność oddechową. Odkrycia niedawnych lat wykazały, że wysiłek fizyczny wpływa także na mikrobiotę jelitową, co można uznać za jeden ze sposobów przystosowania się do treningów. Trening wpływa na mikrobiotę, ale mikrobiota może również oddziaływać na trening zwiększając jego skuteczność czy skracając czas regeneracji między treningami.

Na poziomie ogólnym w mikrobiocie osób aktywnych fizycznie obserwuje się przede wszystkim zwiększenie stosunku typu Bacteroidetes do Firmicutes oraz stymulację podziałów bakteryjnych, co zwiększa liczbę mikroorganizmów. W porównaniu z osobami prowadzącymi siedzący tryb życia, styl życia osób aktywnych wyróżnia przede wszystkim ilość treningów, ale nie tylko. Pod uwagę należy brać także inną dietę, której cechą charakterystyczną jest zazwyczaj zwiększenie spożycia białka i błonnika pokarmowego (pobudza wzrost rodzaju Prevotella). Oba czynniki – trening i dieta – mają wpływ na środowisko przewodu pokarmowego i nie da się jednoznacznie stwierdzić, który z nich wywołuje specyficzne dla sportowców zmiany w mikrobiocie. Uprawianie sportu często wiąże się także ze szczegółowo zaplanowaną suplementacją, dbałością o sen i regenerację, co również sprzyja pozytywnym zmianom wśród mikroorganizmów jelitowych.

Z drugiej strony bardzo intensywne, częste treningi mogą negatywnie wpływać na skład i ilość mikrobioty jelitowej. Dochodzi wtedy do rozwoju dysbiozy, która jest przyczyną nasilonych mdłości, bólów brzucha, biegunek czy zgagi utrudniających aktywność fizyczną. Z czego to wynika? Przede wszystkim, ze stale powtarzającego się w wyniku treningów stanu zapalnego całego organizmu, co może prowadzić do przewlekłego stanu zapalnego. Przyczynia się do tego także częste niedotlenienie przewodu pokarmowego, które ma miejsce w trakcie aktywności, gdy krew z narządów wewnętrznych przekierowywana jest do mięśni. Wszystko to prowadzi do zmian w mikrobiologicznej równowadze jelit, zaburzenia bariery jelitowej, problemów z odpornością i zmniejszonej wydolności. Należy tu jednak wyraźnie zaznaczyć, że negatywny wpływ sportu na mikrobiotę ma miejsce zazwyczaj u sportowców profesjonalnych, których plan treningowy jest niezwykle intensywny. Osoby aktywne fizycznie, uprawiające sport rekreacyjnie nie muszą obawiać się podobnych efektów.

Jak mikrobiota i probiotyki wspierają wyniki sportowe?

Przeczytaj, jak zdrowa mikrobiota oraz wspierająca ją suplementacja probiotykami mogą oddziaływać na samopoczucie i osiągnięcia sportowe osób aktywnych fizycznie.

Zmniejszanie stanu zapalnego, przyspiesza regenerację potreningową

Wspierająca zdrowie mikrobiota i probiotyki dobrane do potrzeb i aktualnego składu mikrobioty regulują pracę układu immunologicznego, podziały komórek układu odpornościowego oraz zmniejsza wydzielanie związków, które mają działanie nasilające stan zapalny (np. prozapalnych cytokin). Warto zaznaczyć, że prawie każdy trening wiąże się z rozwinięciem stanu zapalnego o różnym natężeniu, a regeneracja potreningowa z jego neutralizacją i odbudową uszkodzonych mięśni. To nie jest zjawisko niekorzystne, bo w ten sposób dokonuje się progres. Jednak prawidłowa mikrobiota przewodu pokarmowego może proces regeneracji skrócić, sprawiając, że będzie mniej kłopotliwy. Dzieje się tak poprzez aktywację komórek odpornościowych niezbędnych w procesie odnowy i wyciszanie komórek prozapalnych, które regenerację mogłyby przedłużać.

Wzmacnianie bariery jelitowej

Mikrobiota wspomagana odpowiednio dobraną suplementacją probiotyczną wzmacnia barierę jelitową, czyli ścisłe połączenia pomiędzy komórkami nabłonka jelitowego. Bariera jelitowa to jednak nie tylko to, to także śluz chroniący nabłonek, właściwa praca jelitowego układu odpornościowego czy w końcu obecność przeciwbakteryjnych peptydów (białek) wytwarzanych przez mikrobiotę. Wszystkie te czynniki mogą być modyfikowane przez właściwe plany probiotyczne. Dlaczego to takie ważne? Ponieważ układ pokarmowy jest jedną z głównych „bram” kontaktu organizmu ze światem zewnętrznym. Drogą układu pokarmowego do ciała dostają się liczne bakterie i wirusy, które potencjalnie mogą być chorobotwórcze, ale w wyniku działania bariery jelitowej i wspierającej mikrobioty najczęściej nie dochodzi do zakażenia i rozwoju choroby.

Wspomaganie przyswajanie białka

Dieta osób aktywnych fizycznie zazwyczaj różni się od standardowej diety. Najczęstszą różnicą, jaką się obserwuje jest zwiększona zawartość białka. Niektóre rodzaje bakterii bytujące w jelicie grubym mają zdolność rozkładania białkowych resztek pokarmowych, które nie zostały wchłonięte na wcześniejszych etapach trawienia. Taką umiejętność przypisuję się między innymi bakteriom Propionibacterium, Bacteroides, Streptococcus, Fusobacterium, Lactobacillus i Clostridium. Dzięki temu dla ludzi, gospodarzy mikrobioty zwiększa się dostępność aminokwasów, czyli pojedynczych „cegiełek” budujących białka, które następnie mogą zostać wykorzystane do budowania tkanki mięśniowej i poprawy składu ciała (zwiększa się udział beztłuszczowej masy ciała).

Sportowcy często sięgają także po odżywki białkowe, z których najpopularniejsze są te bazujące na białku serwatkowym. Wstępne badania na myszach wykazały, że białko serwatkowe może mieć korzystny wpływ na mikrobiotę, zwiększając liczebność wspierających zdrowie bakterii z gatunku Akkermansia muciniphila i Bacteroides uniformis. Te odkrycia wymagają potwierdzenia w większych badaniach z udziałem ludzi, jednak stanowią pewną wskazówkę.

Regulacja poziomu neuroprzekaźników

Istnieją przypuszczenia, że mikrobiota jelitowa zwiększa efektywność treningu również poprzez poprawę wydzielania niektórych neuroprzekaźników, choć potrzebne są dalsze badania, by potwierdzić ten efekt. Najczęściej przywołuje się tu acetylocholinę, neuroprzekaźnik który wpływa na siłę skurczy mięśniowych i może opóźniać pojawienie się zmęczenia. Stan eubiozy – równowagi jelitowej sprzyja wyższym stężeniom acetylocholiny. Nie bez znaczenia jest także wpływ środowiska jelitowego na wydzielanie dwóch innych, ważnych dla nastroju neuroprzekaźników – serotoniny i dopaminy. Mogę one stymulować motywację do dalszych treningów i zwiększać satysfakcję z postępów.

Zmniejszanie ryzyka wystąpienia infekcji górnych dróg oddechowych

Sportowcy, ale też ludzie aktywni fizycznie, którzy nie uprawiają sportu zawodowo są często narażeni na większą ilość czynników sprzyjających zakażeniom górnych dróg oddechowych. Należą do nich przebywanie w dużych grupach ludzi na salach treningowych, siłowniach i zawodach, wahania temperatur związane z treningami na zewnątrz, częste wychłodzenie ciała czy nasilony stres fizyczny. Wykazano, że prawidłowa mikrobiota oraz odpowiednio dobrane probiotyki regulują działanie układu immunologicznego, pobudzają niezbędne do obrony procesy, a wyciszają niepotrzebną, nieadekwatną reakcję prozapalną komórek odpornościowych chroniąc przed chorobami górnych dróg oddechowych.

Stabilizacja poziom hormonów

Prawidłowa mikrobiota ma wpływ także na dwa, ważne z punktu widzenia osiągnięć sportowych hormony – testosteron i kortyzol. Wstępne badania na myszach i ludziach wykazały, że zaburzone środowisko jelitowe tzw. dysbioza wywołuje przedostawanie się do krwi tzw. LPS-u, składnika ścian komórkowych bakterii, który sprzyja obniżeniu wydzielania testosteronu przez jądra. Z drugiej zaś strony mikrobiota w stanie równowagi będzie sprzyjać prawidłowemu stężeniu testosteronu i zmniejszać ryzyko jego spadku u mężczyzn, wynikającym z wieku. Takie działanie przekłada się na poprawę składu ciała i utrzymanie większej masy mięśni, których wzrost stymuluje testosteron.

Inne, pozytywne działanie prawidłowej mikrobioty jelitowej stabilizuje stężenie kortyzolu – zwanego hormonem stresu. Trening dla ciała jest rodzajem stresu fizycznego, dlatego wiąże się ze wzrostem kortyzolu. Wspierające środowisko jelitowe pozwala ciału wrócić do równowagi i z powrotem zmniejszyć stężenie tego hormonu. Zbyt wysokie stężenie kortyzolu może ograniczać postępy sportowe hamując spalanie tkanki tłuszczowej i zaburzając gospodarkę cukrową.

Wspomaganie usuwania mleczanu

Jedno z najbardziej fascynujących odkryć dotyczących powiązania mikrobioty z osiągnięciami sportowymi związane jest z mleczanem. Związek ten powstaje w wyniku intensywnego wysiłku, biologicznie jest efektem oddychania beztlenowego, jednego z procesów, który dostarcza energii komórkom w trakcie intensywnej aktywności fizycznej (np. w trakcie maratonu lub szybkiego sprintu). Duże stężenie mleczanu w mięśniach i krwiobiegu skutkuje bolesnością mięśni oraz zmęczeniem. Właśnie tu z pomocą przychodzi mikrobiota. Badania z udziałem maratończyków wykazały, że po maratonie w ich jelitach znacząco wzrastała ilość bakterii z rodzaju Veillonella. Tych bakterii zazwyczaj więcej mają w jelitach właśnie biegacze, ale wzrost ilościowy jest szczególnie dostrzegalny po długotrwałym, intensywnym wysiłku. Okazało się, że bakterie te są w stanie regulować tzw. ekspresję genów odpowiedzialnych na usuwanie mleczanu. Oznacza to, że mogą włączać określone geny, które odpowiadają za metabolizm tego związku w wątrobie. Na tym jednak nie koniec.

Mleczan krążący w krwioobiegu przenika także do światła jelita, gdzie Veillonella rozkłada go bezpośrednio zamieniając w propionian – jeden z kwasów SFCA (krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe). Niesamowite jest to, że propionian może następnie zostać wykorzystany przez mięśnie jako źródło energii. Poza tym pośrednio wpływa on również na regulację metabolizmu, co skutkuje wyższą beztłuszczową masą ciała.

Probiotyki dla sportowców

Biorąc pod uwagę ogrom korzyści, jakie czerpie osoba aktywna fizycznie ze stanu równowagi jelitowej, czyli eubiozy, naukowcy coraz intensywniej badają zastosowanie probiotyków w sporcie. Trzeba jednak wyraźnie zaznaczyć, że jesteśmy na początku drogi, potrzebujemy większej ilości badań, a te, którymi dysponujemy nie są jednoznaczne.

Kilka spośród przeprowadzonych badań wykazało, że zastosowanie wieloszczepowej suplementacji probiotykami poprawiało między innymi:

• VO₂ max (pułap tlenowy, który mówi o maksymalnej ilości tlenu, którą może wykorzystać organizm),
• moc tlenową,
• obciążenie treningowe,
• czas do wyczerpania.

Zauważono także, że stosowanie probiotyków zmniejszało stężenie zonuliny i endotoksyn we krwi, które mogą świadczyć o zwiększonej przepuszczalności jelit.

W wielu pracach naukowych podkreśla się, że probiotyki mają działanie zależne od szczepu i ilości, dlatego tak istotny jest dobór odpowiedniego preparatu. Jeśli jesteś osobą aktywną fizycznie i zależy Ci na wynikach sportowych to dobrym pomysłem jest wykonanie analizy próbki kału, która określi stan Twojej mikrobioty jelitowej.

Na bazie wyników takiego badania w Instytucie Mikrobiomiki powstaje plan probiotyczny, która odpowiada na indywidualne potrzeby, nie będzie strzałem w ciemno. Jeśli przed Tobą są zawody sportowe to pamiętaj, że według badań suplementację probiotykami należy zacząć co najmniej na 14 dni przed rozpoczęciem głównego okresu treningowego, by zapewnić odpowiednią ilość czasu na kolonizację jelit wspierającymi gatunkami bakterii.

To, co już dziś wiemy na temat wpływu mikrobioty na wyniki sportowe jest fascynujące. Najbliższe lata przyniosą z pewnością nowe odkrycia w tym temacie, czekamy na nie z niecierpliwością. Warto trzymać rękę na pulsie, nigdy nie wiadomo, czym jeszcze zaskoczy nas mikrobiota jelitowa.

Bibliografia:

• Jonathan Scheiman et al., Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism, Nat Med. 2019 Jul;25(7):1104-1109. doi: 10.1038/s41591-019-0485-4. Epub 2019 Jun 24.
• Marcus T O’Brien et al., The Athlete Gut Microbiome and its Relevance to Health and Performance: A Review, Sports Med. 2022 Dec;52(Suppl 1):119-128. doi: 10.1007/s40279-022-01785-x. Epub 2022 Nov 18.
• Mehrbod Estaki et al., Cardiorespiratory fitness as a predictor of intestinal microbial diversity and distinct metagenomic functions, Microbiome. 2016 Aug 8;4(1):42. doi: 10.1186/s40168-016-0189-7.
• Romina Bonomini-Gnutzmann et al., Effect of Intensity and Duration of Exercise on Gut Microbiota in Humans: A Systematic Review, Int J Environ Res Public Health. 2022 Aug 3;19(15):9518. doi: 10.3390/ijerph19159518.
• Simon Makin, Do microbes affect athletic performance?, Nature. 2021 Apr;592(7852):S17-S19. doi: 10.1038/d41586-021-00821-6.
• Ralf Jäger et al., International Society of Sports Nutrition Position Stand: Probiotics, J Int Soc Sports Nutr. 2019 Dec 21;16(1):62. doi: 10.1186/s12970-019-0329-0.