Резюме

Заден план

Напоследък чревната микробиота е проучена задълбочено за укрепване на здравето, профилактика на заболявания, лечение на заболявания и упражнения. Препоръчва се спортистите да избягват диетични фибри и устойчиво нишесте, за да насърчат изпразването на стомаха и да намалят стомашно-чревния дистрес по време на тренировка, но тази диета може да намали микробното разнообразие и да застраши здравето на чревната микробиота на спортиста.

Обективен

Това проучване сравнява характеристиките на фекалната микробиота, като използва последователност с висока производителност сред здрави заседнали мъже (като контроли), културисти и бегачи на дистанция, както и връзките между характеристиките на микробиотата, телесния състав и хранителния статус.

Методи

Съставът на тялото беше измерен с помощта на DXA и нивото на физическа активност беше оценено с помощта на IPAQ. Диетичният прием е анализиран с компютърната програма за оценка на хранителните стойности. ДНК на фекални проби беше извлечена и беше секвенирана за анализ на микробното разнообразие на червата чрез облачна платформа за биоинформатика.

Резултати

Показахме, че типът упражнения е свързан със схемите на диета на спортисти (културисти: диета с високо съдържание на протеини, високо съдържание на мазнини, ниско съдържание на въглехидрати и ниско съдържание на фибри; бегачи на дистанция: диета с ниско съдържание на въглехидрати и ниско съдържание на фибри). Типът спортист обаче не се различава по отношение на разнообразието на алфа и бета на чревната микробиота. Типът спортист е значително свързан с относителното изобилие на чревна микробиота на ниво род и вид: Faecalibacterium, Sutterella, Клостридий, Хемофилус, и Айзенбергела бяха най-високите (стр

Въведение

Кларк и Мах (2016) съобщават, че диетите, препоръчани за спортисти, вероятно влияят върху чревната микробиота чрез намаляване на разнообразието, тъй като диетите на много спортисти имат недостатъчно диетични фибри [19]. Препоръчва се спортистите да консумират голямо количество монозахариди, за да увеличат максимално съхранението на гликоген и да поддържат кръвната глюкоза по време на тренировъчни упражнения, както и да сведат до минимум приема на диетични фибри и устойчиво нишесте за предотвратяване на стомашно-чревни смущения [20]. Ниският прием на диетични фибри и устойчиво нишесте може да доведе до намалено движение на червата, което води до намалена функция на червата, а също така да намали разнообразието на чревната микробиота [21]. В допълнение, спортистите консумират повече животински протеини, отколкото неспортистите, за да задоволят нуждите от мускулна акреция [22]. Прекомерното поглъщане на протеини води до излишък на азотни субстрати в чревните микроби, като се получават гнилостни ферментационни продукти като амоняк, сероводород, амини, феноли, тиоли и индоли [23]. Тъй като дигеста се движи през червата, съдържанието на въглехидрати намалява и гнилостната ферментация става по-вредна [24]. Всъщност се съобщава, че високият прием на протеини води до увреждане на ДНК в лигавицата на дебелото черво, когато хранителните нива на ферментируеми въглехидрати са ниски [25,26,27].

Освен това упражненията с висока интензивност стимулират преразпределението на кръвта от чревните органи към мускулите, докато те активно се подлагат на клетъчно дишане [28]. Честото преразпределение на кръвта може потенциално да наруши чревната микробиота чрез спланхнична хипоперфузия и исхемия и последваща реперфузия [29]. Следователно, за да разследваме дългосрочните ефекти на специфичен вид упражнения и диети на спортисти върху чревната микробиота, сравнихме характеристиките на чревната микробиота, хранителния прием и телесния състав на здрави мъже на двадесет години, които не са имали предишни упражнения (контрол група) с тези на спортисти на двадесет години (културисти и бегачи на дистанция), които се придържат към специфични режими на тренировка и диети.

Материали и методи

Характеристики на субекта и лечения с проби

Културисти (н = 15), елитни бегачи на дистанция (н = 15) и здрави мъже на двадесет години без редовни навици за упражнения (н = 15) са наети за това проучване. Всички субекти бяха мъже. Културистите бяха средно на 25 (± 3) години и имаха атлетическа кариера от 7.6 (± 3.7) години. Средният им индекс на телесна маса (ИТМ) е бил 28,1 (± 2,6) kg/m 2. Бегачите на дистанция бяха средно на 20 (± 1) години и бяха бягали в продължение на 7.5 (± 2.1) години. Средният им ИТМ е бил 20,5 (± 0,8) kg/m 2. Здравите мъже без навици за упражнения са били на възраст 26 (± 2) години средно и са имали среден ИТМ 25,9 (± 4,2) kg/m 2 .

Всички субекти са предоставили писмено информирано съгласие преди началото на проучването. Това проучване е проведено след одобрение от институционалния съвет за преглед на университета в Кюнг Хи. Критериите за изключване бяха предписани антибиотици в рамките на 6 месеца, имунни заболявания, нарушения на храносмилателния тракт, остри или хронични сърдечно-съдови заболявания и метаболитни нарушения. Фекални проби бяха събрани от всички участници като първият процес на студията. ДНК беше извлечена от проби от пресни изпражнения, съхранявани върху лед, и пробите бяха замразени при - 80 ° C веднага след това.

Състав на тялото и ниво на физическа активност

Съставът на тялото на всички пациенти е измерен с помощта на двуенергийна рентгенова абсорбциометрия (DXA: Hologic, QDR-4500 W, САЩ) (Таблица 1). DXA се калибрира ежедневно с фантом и коефициентът на дисперсия се поддържа на по-малко от 1,5%. Всеки участник носеше удобни дрехи без никакъв метал. Сканирането на цялото тяло се извършва в продължение на 7 минути и резултатите се анализират от техник.

Нивото на физическа активност беше оценено с помощта на Международния въпросник за физическа активност (IPAQ). Използвана е корейската версия на въпросника за IPAQ (http://www.ipaq.ki.se) и нивото на физическа активност се изчислява чрез метаболитен еквивалент на задача (MET), както е описано в предишно проучване [30]. В нашето проучване средната физическа активност на субектите в контролната заседнала група е 860 (± 979) METs през последните 6 месеца.

Събиране на данни за хранителния прием

Информацията за хранителния прием е получена от всеки индивид въз основа на 3-дневен хранителен дневник (2 работни дни и 1 уикенд ден), който отразява обичайния хранителен прием. Въпреки че самозаписаните оценки на приема на храна в хранителните дневници може да не предоставят точни или безпристрастни оценки на енергийния прием на човек, участниците в нашето проучване са били наблюдавани от специалист, за да се гарантира, че е предоставена точна информация. Освен това бяха записани добавки с макронутриенти и микроелементи. Ежедневният прием на хранителни вещества е анализиран с помощта на програмата за оценка на хранителните стойности CANPro 4.0 и Диетични референтни количества за корейци, разработени от Корейското общество по хранене [31].

ДНК екстракция и последователност на ампликон с висока производителност

Биоинформатичен анализ

Суровите четения са били проверявани за качество и нискокачествени четения (

Резултати

Състав на тялото

Имаше значителни разлики в телесния състав в зависимост от типа упражнения и хранителните навици. Съставът на тялото на всички субекти е представен в Таблица 1. Чистата тъкан е най-висока при бодибилдърите (70,4 ± 9,2 кг) и най-ниска при бегачите на дистанция (51,8 ± 4,1 кг) (културисти срещу бегачи на дистанция: P 25 g). По отношение на съотношението протеин: въглехидрати, културистите бяха два пъти по-високи от останалите групи (P Таблица 2 Състав на макронутриентите и приема на диетични фибри от контролни органи, културисти и бегачи на дистанция, получени от 3-дневни хранителни дневници

комбинацията

Микробна таксономия

Видът на тренировъчните упражнения и диетата на спортистите повлияват относителното изобилие на чревната микробиота на ниво род и вид. Faecalibacterium, Sutterella, Клостридий, Хемофилус, и Айзенбергела бяха най-високите (P Фиг. 2

Микробно разнообразие

Аеробни тренировки или упражнения за съпротива, придружени от небалансиран прием на макронутриенти и нисък прием на диетични фибри, не водят до увеличено разнообразие на чревната микробиота (Фиг. 3а и b). По-конкретно, за бегачите на разстояние е установена отрицателна корелация между приема на протеини и индексите на разнообразието на микробиота в червата (фиг. 4). Ежедневният прием на протеин показва отрицателна корелация с експлоатационната таксономична единица (r = - 0,53, стр = 0,04), ACE (r = - 0,51, стр = 0,05) и индекса на Шанън (r = - 0,64, стр = 0,01) при бегачи на дистанция. Въпреки разликите във вида на упражненията, състава на тялото и приема на хранителни вещества, бета разнообразието на чревната микробиота при здрави мъже в контролната група и групите спортисти не се различава (Фиг. 5).

Нямаше разлика в разнообразието на чревната микробиота между контролите, културистите и бегачите на разстояние. а Сравнение на наблюдаваните видове контроли, културисти и бегачи на разстояние, получени от 30 000 последователности на проба. б Оценка на изобилието от уникални оперативни таксономични единици (OTU), използващи Chao1. Филогенетичното разнообразие е оценено, като се използват средните стойности за графика Chao1 на чревната микробиота в контролите, културистите и бегачите на дистанция. Данните се основават на 30 000 последователности на проба от изследваните субекти

Приемът на протеин отрицателно корелира с алфа разнообразието при бегачите на дистанция. а Приемът на протеин отрицателно корелира с OTU (Коефициент на корелация: - 0,53, стр стойност: 0,04). б Приемът на протеин отрицателно корелира с АСЕ (Коефициент на корелация: - 0,51, р-стойност: 0,05). ° С Приемът на протеин отрицателно корелира с индекса на Шанън (Коефициент на корелация: - 0,63, р-стойност: 0,012)

Графиката е генерирана с помощта на обобщен анализ на главните координати на UniFrac (PCoA) на фекална микробиота от 45 субекта. Генерализираният UniFrac PCoA анализира ниво на ранг на рода и включва некласифицирани OTU. Цветово кодиране на темата: зелено, контроли; синьо, културисти; и жълти, бегачи на дистанция

Дискусия

Съкращения

Индекс на телесна маса

Референтен прием на диети за корейци

Двуенергийна рентгенова абсорбциометрия

Високи протеини, ниски въглехидрати

Международен въпросник за физическа активност