Исследователи из Медицинской школы Гарвардского университета выяснили, чем кишечный микробиом марафонцев отличается микробиома обычных людей.
У бегунов после соревнований резко возрастает численность бактерии, расщепляющей молочную кислоту, также в микробиоме у стайеров нашли микроорганизм, помогающий расщеплять углеводы и пищевые волокна, что, возможно, помогает во время забегов.
Цель исследований — создать пищевые добавки с пробиотиками, которые могут помочь и профессиональным спортсменам и любителям быстрее восстанавливаться после тяжелых тренировок или более эффективно расщеплять питательные вещества. Ученые сообщили о результатах исследования на 254 Национальной конференции Американского химического общества, которая проходила в Вашингтоне 20-24 августа. Пресс-релиз опубликован на Eurekalert!
Сообщество микроорганизмов (вирусов, бактерий, грибков), обитающих в организме человека по разным оценкам насчитывает от 37 до 100 триллионов. Бóльшая их часть обитает в толстом кишечнике. Они расщепляют большие молекулы пищевых волокон, превращая их в легко усваиваемые вещества; принимают участие в синтезе витаминов; препятствуют вторжению в организм патогенных бактерий и стимулируют иммунную систему. Кишечная микробиота влияет на центральную нервную систему через взаимодействие кишечной и центральной нервных систем — в частности, через выработку нейромедиаторов, таких как ацетилхолин, катехоламины и серотонин. Кроме того, исследования выявили влияние кишечной биоты на развитие тревожных расстройств, депрессии, аутизма.
Исследователи из Гарварда задались вопросом, можно ли, исследуя микробиом спортсменов, выявить микроорганизмы, помогающие им устанавливать рекорды. «Можно ли, „вытащить“ биом Майкла Джордана и раздать его другим, чтобы сделать из них чемпионов?» — объясняет мотивацию один из соавторов исследования, доктор Джонатан Щейман (Jonathan Scheiman).
Чтобы это выяснить медики провели ряд исследований. В первом из них участвовали 20 спортсменов, тренировавшихся для Бостонского марафона-2015. Ученые собирали у них образцы фекалий в течение недели до забега и недели после него. И затем определяли последовательности ДНК микроорганизмов из образцов. Когда исследователи сравнили геномы из образцов до и после забега, они выяснили, что после соревнований в биоме спортсменов резко возросла численность бактерий, расщепляющих молочную кислоту. Название микроорганизма ученые не называют.
По одной из теорий (впрочем, многие исследователи с ней не согласны), молочная кислота вызывает отсроченные боли в мышцах после интенсивной физической нагрузки. Поэтому в настоящее время медики из Гарварда проводят исследования на мышах: они кормят животных бактериями и смотрят, как микроорганизмы влияют на уровень молочной кислоты и мышечную усталость.
В другой серии экспериментов ученые сравнивали кишечный микробиом гребцов, которые тренировались для участия в Олимпийских играх 2016 года и ультрамарафонцев. Выяснилось, что у бегунов (но не у гребцов) в биоме присутствует бактерия, помогающая расщеплять углеводы и пищевые волокна, что может помогать им при беге на 100 километров. По мнению исследователей, результат может говорить о том, что при занятиях разными видами спорта могут возникать «нишевые» биомы.
По словам Щеймана, команда исследователей планирует открыть компанию, которая будет заниматься выпуском пробиотиков. «Параллельно с этим мы хотим расширить исследования атлетов, занимающихся разными видами спорта. Тогда мы соберем данные о бóльшем количестве микроорганизмов и создадим базу следующих кандидатов в пробиотики. По существу, мы исследуем биомы самых тренированных и здоровых людей в мире и собираем информацию, чтобы помочь и им, и остальным», — объясняет исследователь.
Ранее исследователи выяснили, что кишечная микробиота способна провоцировать инсульт. Состав биома влияет на образование кавернозных гемангиом — тонкостенных расширенных сосудов, скопление которых может приводить к инсульту.
Автор: Екатерина Русакова