Разнообразие кишечных бактерий связано с массой тела: спортсмены демонстрируют более здоровый профиль

За последнее десятилетие было проведено много исследований, направленных на установление взаимосвязи между составом микробиома кишечника и массой тела. Недавний системный обзор, опубликованный в журнале Nutrients, исследует профили кишечного микробиома и их корреляцию с составом тела на протяжении всей жизни человека.

Об исследовании

Для текущего систематического обзора все соответствующие статьи были получены из баз данных PubMed, Cochrane и Scopus. Стратегия «Пациент, вмешательство, контроль, результат» (PICO) использовалась для определения критериев включения и исключения.

Всего в ходе первоначального поиска было получено 995 исследований. Однако после рассмотрения критериев отбора и удаления дубликатов на рассмотрение было рассмотрено шестьдесят статей.

Роль кишечного микробиома в организме человека

Микробиом кишечника человека включает миллионы микроорганизмов, особенно бактерий, которые вносят значительный вклад в нормальное функционирование организма. Формирование кишечного микробиома зависит от генетических факторов и факторов окружающей среды, таких как возраст, курение, диета, прием лекарств, физическая активность и пол.

Микробиом кишечника регулирует двунаправленную связь между центральной нервной системой и кишечником через ось кишечник-мозг. Таким образом, микробиом кишечника влияет на эмоциональное и когнитивное функционирование человека.

В гипоталамусе мозга нейроны нейропептида Y/agouti -родственного пептида (NPY/AGRP) активируются грелином, гормоном, обладающим орексигенным действием. Эта активация повышает аппетит и снижает расход энергии.

Несколько исследований показали, что грелин отрицательно коррелирует с несколькими родами бактерий, включая Lactobacillus, Eubacterium Rectale, Bifidobacterium и Blautia coccoides, и положительно коррелирует с Prevotella и Bacteroides.

Подавление нейронов NPY/AGRP и активация транскрипта, связанного с POMC/CART, вызывают анорексигенные эффекты. Многие из этих механизмов регулируются инсулином, пептидом YY (PYY), глюкагоноподобным пептидом 1 (GLP-1), лептином, оксинтомодулином (OXM) и холецистокинином (CCK).

Взаимосвязь между профилями микробиома кишечника и составом тела

Текущий систематический обзор выявил профили микробиома кишечника у здоровой популяции детей и пожилых людей и соотнес их с составом их тела. Значительная разница в популяции и частоте кишечной микробиоты наблюдалась между людьми, страдающими ожирением, и спортсменами в разных возрастных группах. Например, по сравнению с детьми, в профиле микробиома кишечника у людей с избыточным весом и ожирением наблюдалось снижение α-разнообразия.

Многие исследования показали, что α-разнообразие связано с улучшенной функциональностью микробиома кишечника. Следовательно, снижение α-разнообразия может привести к нарушению функционирования микробиома кишечника и микробному дисбиозу кишечника.

Недавнее исследование также установило положительную связь между α-разнообразием и людьми с высоким уровнем физической подготовки. Более того, у людей с ожирением наблюдались пониженные уровни типа Bacteroidetes и повышенные уровни типа Firmicutes по сравнению с людьми с нормальным весом.

Наблюдалась положительная корреляция между типом Firmicutes и параметрами ожирения, такими как повышенный индекс массы тела (ИМТ), жировая масса и окружность талии, а также отрицательная корреляция между типом Bacteroidetes и параметрами ожирения. Тип Bacteroidetes также положительно коррелировал с мышечной массой тела. Эти кишечные микробы в большей степени присутствовали у спортсменов, чем у людей с нормальным весом.

Некоторые бактерии, которые часто и в изобилии обнаруживаются у людей с ожирением, включают Eubacterium, Lactobacillus, Megasphaera, Dorea, Streptococcus и Dialister. По сравнению с людьми с нормальным весом у людей с ожирением наблюдалось снижение уровней Alistipes, Bifidobacterium, Oscilibacter и Faecalibacterium.

Несколько механизмов могут быть связаны с тем, как микробиом кишечника взаимодействует с мозгом и влияет на расход энергии, состав тела и массу тела. Например, один эксперимент in vivo с использованием мышей выявил изменения массы тела после трансплантации фекалий от мышей с ожирением мышам без ожирения без микробиома.

В основе связи между микробиомом кишечника и массой тела могут лежать три механизма.

Первый механизм связан с липополисахаридами (ЛПС), присутствующими в клеточных стенках макрофагов, грамотрицательных бактерий и жировой ткани. ЛПС запускает каскад провоспалительных реакций, участвующих в хроническом воспалении, что является распространенным признаком ожирения.

Второй механизм связан с короткоцепочечными жирными кислотами (КЦЖК), которые метаболизируют непереваренные пищевые компоненты, такие как клетчатка, используя на 10% больше энергии. Этот процесс также связан с синтезом анорексических гормонов.

Третий механизм связан с желчными кислотами, которые требуют больших затрат энергии и повышенной секреции анорексигенного ГПП-1.

Выводы

Текущий систематический обзор имеет некоторые ограничения, включая рассмотрение перекрестных исследований, которые не отражают причинно-следственную связь. Также сообщалось о гетерогенности в определении ожирения и исследованной бактериальной таксономии.

Несмотря на эти ограничения, текущее исследование подчеркивает различный состав микробиома кишечника у людей с избыточным весом и людей, занимающихся спортом, независимо от возраста. Тем не менее, необходимы будущие исследования для подтверждения этих результатов.