Информация о выставке 

Фотовыставка

Институт микробиоты «Биокодекс» поручил фотографу Лорану Хини деликатную задачу — показать работу спортсмена и... его организма.

Проект отображает контраст между широкоугольной фотографией спортсмена и изображением, представляющим его «тренера-микробиоту». Для визуализации функции микробиоты использовали метод генерации изображений на основе искусственного интеллекта. Итоговое изображение создавали с помощью «классических» фотографических приемов. Искусственный интеллект не заменяет фотографию, а дополняет ее. Благодаря этому удалось создать материальный образ «тренера-микробиоты». Вся экспозиция основана на балансе между реальным и осязаемым (спортсмен), и скрытым и воспринимаемым (микробиота).

Каждый диптих имеет свой цветовой акцент: красный для энергии, оранжевый для баланса, белый для защиты... Цвет играет важную роль на выставке: он связывает два раздела каждого диптиха и выступает в качестве указателя, направляя посетителя через выставку. Это подчеркивает погружение в мир каждой микробиоты.

Перед нами 5 крупноформатных диптихов, связывающих 5 видов спорта с 5 функциями микробиоты. Погрузитесь в сердце микробиоты!

Брейк-данс, баланс

Паола Соареш да Силва

Знаете ли вы, что... Наша микробиота состоит из сотен миллиардов живых микроорганизмов, невидимых для глаза. Эти микроорганизмы, такие как бактерии, дрожжи, вирусы, грибы и паразиты, сосуществуют в симбиозе с нашим организмом, работая вместе для поддержания сбалансированной кишечной микробиоты (или кишечной флоры). Сбалансированная микробиота характеризуется разнообразием и количеством микроорганизмов. Разнообразие микробиоты — ключевой показатель нашего здоровья. Это хрупкий баланс, о котором следует заботиться. Многочисленные научные исследования показывают, что регулярная физическая активность увеличивает разнообразие кишечных бактерий в пользу полезных видов. Поэтому занятия спортом способствуют поддержанию баланса микробиоты, сохраняя этот симбиоз, необходимый для нашего здоровья и благополучия.

Баскетбол, выносливость  

Сидни Аттиогбе

Маленькие, невидимые... но очень стойкие! Пища с высоким содержанием жиров, стресс, инфекции... Различные факторы могут нарушить баланс кишечной микробиоты (известный как дисбиоз). Хорошая новость заключается в том, что кишечная микробиота устойчива, то есть способна восстанавливаться после нарушения. Другая хорошая новость — физические упражнения, как показали исследования, повышают эту устойчивость. Интенсивная физическая активность коррелирует с окислительным стрессом (естественный процесс образования свободных радикалов в организме). Устойчивость микробиоты важна во многих отношениях: она способствует пищеварению и усвоению питательных веществ, помогает бороться с окислительным стрессом и воспалением, укрепляет иммунную систему и помогает предотвратить некоторые заболевания. Согласны? Тогда доставайте спортивный костюм!

Регби, энергетика  

Джонатан Логель и Максим Франсуа

Ищете хорошее тонизирующее средство? Как насчет кишечной микробиоты! Бактерии кишечной микробиоты играют важную роль в производстве энергии для спортсменов. Как они это делают? Кишечная микробиота ферментирует сложные углеводы из рациона, в результате чего также образуются короткоцепочечные жирные кислоты (sidenote: КЦЖК короткоцепочечные жирные кислоты являются источником энергии (топливом) для клеток человека. Они взаимодействуют с иммунной системой и участвуют в коммуникации между кишечником и мозгом Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) (КЦЖК), признанные жизненно важным источником энергии для клеток кишечника и других тканей организма. Они также способствуют увеличению выносливости во время и скорейшему восстановлению после тренировок. Добродетельный круг!

Серфинг и гидратация 

Айноа Лейсеага

Вода, источник жизни. Вода необходима всем, особенно спортсменам, чья работоспособность и восстановление зависят от оптимальной гидратации. Кишечная микробиота транспортирует воду и электролиты (минералы, которые помогают стабилизировать уровень гидратации организма) через стенку кишечника. Научные исследования показали, что состав кишечной микробиоты влияет на всасывание натрия и других растворенных веществ, необходимых для гидратации крови и организма. Спортсмены подвергаются большему риску обезвоживания из-за сильного потоотделения во время физических упражнений. Таким образом, сбалансированная микробиота способствует поддержанию целостности кишечного барьера и хорошей гидратации организма, что очень важно для хороших спортивных результатов.

Дзюдо, защита 

Раймон Демоньер

Атака и контратака! Кишечная микробиота действует как щит от атак патогенных (sidenote: Патоген микроорганизм, который вызывает или может вызвать заболевание Pirofski LA, Casadevall A. Q and A: What is a pathogen? A question that begs the point. BMC Biol. 2012 Jan 31;10:6. ) бактерий. Каким образом? Бактерии непрерывно взаимодействуют с кишечной иммунной системой, что позволяет ей быть в постоянной готовности и, при необходимости, защищать кишечный барьер. Активация иммунного ответа очень важна для хорошей выносливости. Организм, работающий на пределе возможностей, нуждается в хорошей защите! Существует связь между интенсивностью занятий спортом и иммунным ответом. Недавние исследования показывают, что кишечная микробиота помогает противостоять воспалительным реакциям, вызванным интенсивными физическими упражнениями. У спортсменов с определенным составом кишечной микробиоты наблюдается более низкий уровень воспаления. Противовоспалительные эффекты кишечной микробиоты помогают отсрочить наступление усталости во время упражнений на выносливость. Это интересно! 

Слово научного руководителя института

Этот проект родился из простого вопроса... и благодаря стечению обстоятельств: крупные спортивные события в Париже в 2024 году! Мы погрузились в научные исследования, демонстрирующие двунаправленную связь между микробиотой и физической активностью. Гидратация, защита, баланс, энергия и устойчивость: в этих пяти ключевых функциях нашего организма микробиота играет роль невидимого тренера. Имея научные основы, мы хотели на наглядном примере сделать невидимое видимым. Реальные фотографии в сочетании с искусственным интеллектом показались нам лучшим способом проиллюстрировать огромный потенциал микробиоты. Невидимые, но очень важные!

Спасибо всем спортсменам, принявшим участие в проекте.

Pекомендовано нашим сообществом 

BMI-24.37

Физическая активность и заболевания желудочно-кишечного тракта

Физическая активность сама по себе оказывает стрессовое воздействие на организм, особенно если она интенсивная или продолжительная. Тогда как умеренные нагрузки положительно влияют на кишечную проницаемость и воспаление¹, длительные и интенсивные физические упражнения могут пагубно влиять на функционирование кишечника², что согласуется с распространенностью желудочно-кишечных расстройств среди спортсменов, особенно тех, чей вид занятий требует большой выносливости. ³

Поскольку кишечный микробиом тесно связан с физиологией желудочно-кишечного тракта⁴, то потенциально он может влиять на развитие и течение заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также физиологические реакции на физические нагрузки, что может сказываться на спортивных результатах.

Влияние кишечной микробиоты на выносливость

Pointing towards a more direct effect of the gut microbiota on endurance exercise, a landmark study published in Nature Medicine in 2019 ¹⁰, found that marathon runners have elevated levels of Veillonella. The researchers Результаты важного исследования по оценке влияния кишечной микробиоты на уровень выносливости, опубликованные в журнале «Nature Medicine» в 2019 году, показали, что в кишечнике марафонцев содержится больше представителей Veillonella. Оказалось, что лактат, образующийся при длительной и тяжелой активности, транспортируется из кровотока в кишечник, где превращается под действием Veillonella в пропионат.

Мыши, получавшие вместе с пищей штаммы Veillonella, метаболизирующие лактат, или которым вводили пропионат непосредственно в просвет кишечника, демонстрировали лучшие показатели выносливости на беговой дорожке¹⁰. Исследование показало, что кишечные микробы способны напрямую повышать спортивные результаты. В другом недавнем исследовании сообщалось о стимулирующем влиянии кишечного микробиома на головной мозг мышей в виде повышения мотивации к физической активности. ¹¹

Эти открытия показывают, что, воздействуя на кишечный микробиом, спортсмены могут улучшить свои спортивные результаты.

Ориентированные на кишечник диетические стратегии для улучшения спортивных результатов

Очевидным способом воздействия на кишечный микробиом является диета, так как микробы питаются тем, что попадает в толстую кишку. Традиционно многие спортивно-ориентированные диетические стратегии акцентировались на высоком потреблении белка и углеводов, низком потреблении клетчатки или, наоборот, ограничении рациона. Хотя таких стратегий может быть достаточно для поддержания метаболизма, восстановления запасов гликогена и уменьшения нагрузки на желудочно-кишечный тракт во время тренировок¹², недостаток пищевых волокон со временем может нанести ущерб кишечной микробиоте и пищеварительной системе в целом. ¹³

Напротив, диетические стратегии, ориентированные на кишечник, включая адекватное потребление пищевых волокон в составе различных продуктов, прием пробиотиков и пребиотиков, могут поддерживать разнообразие кишечного микробиома¹³ и нормальное функционирование пищеварительной системы. ⁴ Пищевые волокна и пребиотики являются источником питания для резидентных кишечных микроорганизмов. В толстой кишке неперевариваемые компоненты пищи ферментируются микроорганизмами, в результате его образуются различные газы и короткоцепочечные жирные кислоты.

Хотя избыток газов может вызвать дискомфорт и вздутие живота, три главные короткоцепочечные жирные кислоты — ацетат, пропионат и бутират — связаны со здоровьем и целостностью толстой кишки. Эти молекулы могут действовать локально в кишечнике, влияя на его барьерную функцию, моторику, нервную и иммунную системы, а также отдаленно — посредством влияния на общий метаболизм. ¹⁴

Чтобы развивать нашего невидимого микробного тренера в кишечнике, ученым и спортсменам необходимо разработать диетические стратегии, ориентированные на кишечник, которые, с одной стороны, позволят уменьшить желудочно-кишечные симптомы во время физической активности, а с другой, — будут поддерживать разнообразие кишечного микробиома, процессы ферментации в толстой кишке и способствовать регулярному опорожнению кишечника. Все эти факторы могут иметь ключевое значение для спортивных результатов.

Pекомендовано нашим сообществом

Многочисленные научные исследования подчеркивают влияние кишечной микробиоты на происходящие в головном мозге процессы, определяющие психическое здоровье, поведение и когнитивные функции. Это открывает двери для психобиотиков, то есть вмешательств, которые влияют на мозг посредством модуляции кишечной микробиоты. Пребиотики и пробиотики уже показали многообещающие результаты в исследованиях на животных и с участием человека. Известно, что характер питания определяет состав кишечной микробиоты и также может влиять на риск возникновения некоторых психических расстройств.

Пища, богатая пребиотиками, полезна для кишечной микробиоты

В большинстве исследований взаимодействия кишечной микробиоты с организмом основное внимание уделяется эффектам определенных продуктов и пищевых добавок. Группа ирландских ученых в ходе 4-недельного простого слепого рандомизированного контролируемого клинического исследования изучала влияние психобиотической диеты на кишечную микробиоту, настроение и воспринимаемый стресс. Участниками были взрослые люди в возрасте 18-59 лет, включая 24 человека в исследуемой группе и 21 здорового человека в контрольной группе. Ежедневный рацион участников первой группы включал цельнозерновые продукты (от 5 до 8 порций), фрукты и овощи с высоким содержанием пребиотиков (от 6 до 8 порций лука, салата, капусты, яблока и т. д.), другие овощи (от 3 до 4 порций) и ферментированные продукты (от 2 до 3 порций квашеной капусты, кефира или чайного гриба). Участников просили ограничить потребление сладостей, газированных напитков и фастфуда. Участники также получали общие рекомендации по питанию (пищевая пирамида, нормы суточного потребления калорий в зависимости от пола и т. д.). Участники контрольной группы получали только диетические рекомендации. Уровень стресса, воспринимаемого участниками, оценивали с помощью самостоятельно заполняемого опросника PSS (Шкала восприятия стресса Коэна) на момент включения и в конце исследования.

Уменьшение стресса и изменения метаболической активности бактерий

Через 4 недели участники обеих групп ощутили пользу от изменений в питании в виде уменьшения воспринимаемого стресса. Однако это снижение было значимым только в группе психобиотической диеты. Снижение показателя PSS также коррелировало со степенью приверженности к психобиотической диете. Были отмечены незначительные различия в составе кишечной микробиоты в группе психобиотической диеты по сравнению с исходным уровнем (увеличение содержания Blautia wexlerae и B. obeum, уменьшение содержания Coprococcus, Dorea longicatena, Eubacterium rectale, Gemmiger formicilis и Bifidobacterium longum). Результаты анализа метаболитов выявили значимые изменения 40 метаболитов липидов в группе психобиотической диеты, но не в контрольной группе. Это изменение можно объяснить меньшим содержанием жиров в психобиотическом рационе, но также можно предположить влияние кишечной микробиоты на настроение посредством регуляции метаболизма жиров.

Результаты, которые могут лечь в основу будущих рекомендаций по питанию.

По мнению авторов, разработка психобиотических подходов, которые модулируют ось кишечник — головной мозг, открывает возможности для снижения стресса и связанных с ним расстройств. Более крупные исследования должны не только подтвердить влияние такой диеты на стресс, но и прояснить основные механизмы и роль кишечной микробиоты в реализации ее полезных эффектов. В результате диетические вмешательства могут чаще фигурировать в будущих рекомендациях по питанию для профилактики или лечения психических расстройств.

Полезны ли физические упражнения для здоровья пищеварительной системы?

Как и другие части тела, пищеварительная система получает пользу от физической активности. Когда мы тренируемся в умеренных количествах (менее 50% от максимального потребления кислорода или VO2max (sidenote: VO2max Критерий, специфичный для каждого спортсмена, VO2max представляет собой максимальное количество кислорода, которое организм может извлечь из воздуха и транспортировать в мышечные волокна для удовлетворения их потребностей во время тренировки. Чем выше VO2max, тем лучше производительность спортсмена. Когда этот показатель низкий, спортивные возможности человека ограничены, и для их повышения требуется специальная подготовка. ) ):

• ускоряется кишечный транзит;
• наблюдаются положительные эффекты в отношении слизистой оболочки пищеварительного тракта.

Научное исследование показало, что после трех месяцев умеренных физических нагрузок наблюдается улучшение моторики желудочно-кишечного тракта (сокращения мышц пищеварительного тракта, необходимые для перемещения пищи), в результате чего ускоряется кишечный транзит, т. е. сокращается время, в течение которого компоненты будущего стула находятся в пищеварительной системе. Следовательно, уменьшается время контакта между любыми патогенами, содержащимися в каловых массах, и кишечным барьером. То же самое происходит уже после одной недели умеренно интенсивной езды на велосипеде. Другими словами, спорт полезен для пищеварительной системы, если вы не одержимы результатами и не напрягаетесь слишком сильно. ¹

То же самое относится и к слизистой оболочке, выстилающей стенки пищеварительного тракта. Таким образом, спорт в умеренных количествах идет рука об руку со здоровой слизистой оболочкой, которая отлично выполняет свою барьерную функцию. ¹

Доставайте спортивный костюм, ведь ваша микробиота нуждается в физических упражнениях.

Является ли это прямым следствием хорошего здоровья пищеварительной системы? Умеренные физические нагрузки поддерживают вашу кишечную микробиоту в отличной форме. Выделим основные полезные эффекты физических упражнений ¹:

• улучшение состава и функционирования кишечной микробиоты, помощь в формировании богатой и полезной микрофлоры;
• стимуляция образования молекул, которые модулируют иммунитет и оказывают противомикробное действие, что эффективно защищает организм от атак патогенов.

Хоть это и предварительные результаты, они уже достаточно мотивируют к тренировкам. Даже небольшая физическая активность улучшает разнообразие бактериальной группы Firmicutes, что способствует формированию более здоровой кишечной среды. ²У малоактивных подростков, которые начали заниматься бегом средней интенсивности по полчаса четыре раза в неделю, наблюдалось изменение кишечной микрофлоры (и улучшение настроения), включая повышенное содержание Coprococcus и Blautia. ³Обязательно регулярно занимайтесь спортом. Например, профессиональные регбисты могут похвастаться здоровой микробиотой. ^4,5

Наконец, установлена связь с интенсивностью тренировок⁶: чем выше уровень мастеров боевых искусств, тем более разнообразна и богата полезными бактериями их кишечная микробиота.

Считается, что физические упражнения оказывают лечебный эффект: тренировки умеренной интенсивности эффективно уменьшают проявления синдрома раздраженного кишечника (от которого страдают многие спортсмены, чей основной конек — выносливость). Еще один повод заняться регулярными физическими упражнениями. ¹

Тренируйтесь умеренно.

Сжигайте калории, но не любой ценой. В любой сфере важно знать меру: 60 минут очень интенсивной тренировки на выносливость (70% от VO2max (sidenote: VO2max Критерий, специфичный для каждого спортсмена, VO2max представляет собой максимальное количество кислорода, которое организм может извлечь из воздуха и транспортировать в мышечные волокна для удовлетворения их потребностей во время тренировки. Чем выше VO2max, тем лучше производительность спортсмена. Когда этот показатель низкий, спортивные возможности человека ограничены, и для их повышения требуется специальная подготовка. ) ) вызывают боли в животе, тошноту и диарею. ¹Другие факторы, такие как высота над уровнем моря, температура воздуха, недостаточное питье и возраст, также влияют на уровень дискомфорта.

Перегрузки в два раза более опасны для бегунов, чем тех, кто занимается другими видами спорта, требующими хорошей выносливости (езда на велосипеде, плавание). Сильнее всех, конечно, страдают профессиональные спортсмены (sidenote: Атлет Соревнующийся спортсмен, который стремится к высокому уровню производительности посредством тренировок.
Source: Rousseau AS. Nutrition, santé et performance du sportif d’endurance / Nutrition, health and performance of endurance athletes. Cahiers de Nutrition et Diététique. 2022 eb ;57(1) : 78-94 ) : у них отрицательные эффекты наблюдаются в 1,5-3 раза чаще, чем среди любителей . ¹ От проблем с пищеварением страдает 30-50% спортсменов, а среди тех, кто соревнуется  на предельных нагрузках, этот показатель возрастает до 90%. ⁷Истории марафонцев, у которых началась диарея в середине гонки, легко найти в Интернете.

Чем объясняется эпидемия нарушений со стороны пищеварительной системы среди спортсменов? Дело в том, что их организм отдает всю свою энергию работающим мышцам. Интенсивные физические нагрузки сильно нагружают кровеносную систему, при этом кровоток значительно перераспределяется в пользу мышц и в ущерб кишечнику и пищеварительной системе. Одновременно происходит активация симпатической нервной системы, что заставляет сердце биться быстрее, но в то же время влияет на кишечный транзит. Этот двойной механизм объясняет возникновение боли, тошноты и диареи. ⁷

Основная проблема заключается в том, что дискомфорт в пищеварительной системе плохо влияет на микробиоту. Таким образом, если любитель или профессионал тренируется слишком усердно или непропорционально своему физическому уровню, это может привести к изменению состава и функции микробиоты, что известно как дисбиоз.

Чем интенсивнее физическая активность, тем быстрее и глубже нарушения. ⁸Результатом является повышенная проницаемость кишечника, когда его стенка хуже выполняет свою барьерную и защитную функцию. В результате бактериальные токсины и провоспалительные молекулы проникают в организм спортсмена, потенциально влияя на общее состояние здоровья. ¹

Всего полчаса на еду? Подумайте дважды, прежде чем заморить червячка в местной закусочной... особенно если еду в ней подают в пластиковой таре. По данным недавнего исследования, микропластик и нанопластик из этих одноразовых контейнеров могут нарушать микробиоту кишечника и полости рта.¹

Дисбаланс микробиоты и пластик

Мы знаем, что из упаковки для продуктов навынос выделяется большое количество мелких частиц пластика. Исследования на животных, получавших этот микро- и нанопластик с пищей, показали его неблагоприятное влияние на микробиоту кишечника. Но как они влияют на здоровье человека?

Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи разделили 390 китайских студентов в возрасте от 18 до 30 лет на три группы в зависимости от потребления еды из пластиковой упаковки: часто (не менее трех раз в неделю), эпизодически (не более одного раза в неделю) и никогда. У участников собирали образцы кала и слюны, чтобы сравнить микробиоту кишечника и полости рта.

Значительное влияние на баланс микрофлоры кишечника и полости рта

Результаты показали, что потребители еды навынос в пластиковых контейнерах чаще страдали от расстройств кишечника и кашля, чем те, кто никогда не употреблял такую пищу. Важнее всего, что у первых наблюдались значительные изменения (дисбиоз (sidenote: Дисбиоз Изменение состава и функции микробиоты, вызванное сочетанием экологических и индивидуальных факторов. Дисбиоз не является четко очерченным состоянием и варьируется в зависимости от состояния здоровья каждого человека. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) ) микрофлоры кишечника и полости рта. Также у них были выявлены специфические бактериальные сигнатуры в виде увеличения содержания Collinsella в стуле и Thiobacillus (ранее обнаруженной на рисовых полях, загрязненных пластиком) в ротовой полости.

Частицы, способные перемещаться между областями тела

Авторы предположили, что кашель, чаще встречающийся у любителей еды навынос, может быть вызван микро- и нанопластиком, которые мигрирует из кишечника в легкие, где накапливается в микробиоте дыхательных путей, приводя к ее дисбиозу.

Эти результаты еще предстоит подтвердить, но пока подумайте о своем здоровье и храните еду в (более стабильной) стеклянной таре.

Когда у пары возникают трудности с зачатием, каждый из партнеров проходит обследование на фертильность. Мужчинам обычно назначают анализ спермы, называемый спермограммой. Несмотря на это, почти каждый третий случай мужского бесплодия остается необъяснимым. В настоящее время изучается новая возможная причина: микробиота спермы.

L. iners — бактерия, снижающая фертильность?

Известно, что сперма далеко не стерильна. Ее населяет сообщество микроорганизмов, наиболее многочисленными из которых являются бактерии Enterococcus faecalis, Staphylococcus epidermidis, Corynebacterium tuberculostearicum и Lactobacillus iners. Однако существуют мелкие различия, связанные с качеством спермы. Например, у мужчин, чьи сперматозоиды недостаточно подвижны и не могут достигнуть яйцеклетки, в сперме наблюдается избыток бактерии Lactobacillus iners: на ее долю приходится 9,4% бактерий в сперме, тогда как у мужчин с нормальной подвижностью сперматозоидов их только 2,6%.

В предыдущем исследовании высокое присутствие этой бактерии во влагалище женщин было связано с худшими результатами искусственного оплодотворения. Ее вредное воздействие можно объяснить способностью вызывать воспаление, наличие которого отрицательно влияет на фертильность.

Второй виновник — Pseudomonas

Также исследователи выделили три другие бактерии из рода Pseudomonas, ранее неизвестные в контексте фертильности: в сперме с низкой концентрацией сперматозоидов было больше Pseudomonas stutzeri и P. fluorescens и меньше — P. putida. Ученые подозревают, что первые две бактерии могут способствовать нарушению фертильности, а последняя — ее улучшению.

Есть ли у спортсменов специфическая микробиота?

В ряде исследований внимательно изучалась микробиота профессиональных спортсменов в попытке определить какие-либо конкретные характеристики или бактерии, связанные с их высокой эффективностью. Оказалось, что микрофлора спортсменов отличается от остальных людей.

Прежде всего, кишечная микробиота спортсменов более разнообразна. Кардиореспираторная выносливость спортсменов, а точнее их максимальное потребление кислорода (VO₂ max) в некоторой мере коррелировала с разнообразием их кишечной микробиоты. ²

Во-вторых, микробиота спортсменов богаче полезными бактериями (Bifidobacterium, Lactobacilli и Akkermansia) и вырабатывает более ценные короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК (sidenote: КЦЖК короткоцепочечные жирные кислоты являются источником энергии (топливом) для клеток человека. Они взаимодействуют с иммунной системой и участвуют в коммуникации между кишечником и мозгом Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) ).^3,4 Однако существуют серьезные различия в зависимости от вида спорта и спортсмена. Например, в микробиоте регбистов отмечался переизбыток нескольких бактериальных таксонов, в первую очередь Akkermansiaceae. ¹ У марафонцев и лыжников в кишечной флоре содержится много бактерий из большого семейства Firmicutes (куда входят «хорошие» лактобактерии) и меньше — Bacteroidetes. Результатом является благоприятное соотношение между этими двумя семействами бактерий (соотношение F/B), связанное с более высоким VO₂ max, главным определяющим фактором высокой производительности. ⁵

Prevotella, бактерия, связанная с лучшей физической производительностью, также была чрезмерно представлена у марафонцев. ⁵ То же самое относится и к профессиональным велосипедистам в США: количество Prevotella прямо коррелировало с количеством часов тренировки за неделю. ²

Остается единственный большой вопрос: является ли отличающаяся микробиота спортсменов причиной их необычайной работоспособности или это следствие интенсивной спортивной деятельности в сочетании со специфической диетой. Ответ, вероятно, включает и то, и другое.

Может ли модуляция кишечной микробиоты стать идеальной стратегией для улучшения здоровья и работоспособности спортсменов?

Прямым следствием взаимосвязи между кишечной микробиотой и спортивными достижениями может стать желание спортсменов оптимизировать свою кишечную флору с помощью диеты (для питания бактерий) или пробиотиков. ⁶

Если рассматривать аспект диеты, уже есть исследования по оценке преимуществ диеты с высоким содержанием клетчатки для микробиоты спортсменов и здоровья их пищеварительной системы. ³ Как бы то ни было, спортсмены, как правило, предпочитают пасту чечевице и салату. Однако их потребление клетчатки должно быть пропорционально высокому потреблению калорий: 14 г клетчатки на 1000 ккал в день должны способствовать укреплению здоровья желудочно-кишечного тракта и повышению работоспособности. Кроме того, следует избегать потребления клетчатки непосредственно перед тренировкой или после нее, чтобы ее возможные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта (вздутие живота, ускоренный транзит) не мешали тренировке. ³

Что касается пробиотиков, то крайне широкий спектр штаммов, доз, видов спорта и спортсменов не позволяет сделать какие-либо однозначные выводы. ³ Тем не менее, в научных исследованиях сообщается о положительном их влиянии на общее здоровье, особенно на иммунитет. У женщин-пловцов употребление пробиотического йогурта, содержащего Lactobacillus acidophilus spp., Lactobacillus delbrueckii bulgaricus, Bifidobacterium bifidum и Streptococcus salivarus thermophilus снижал риск возникновения респираторных инфекций после соревнования. У регбистов употребление пробиотика, содержащего несколько штаммов микроорганизмов, также снижало частоту заболеваний верхних дыхательных путей и желудочно-кишечных симптомов. В других исследованиях отмечали улучшение иммунной функции. ⁶

Если рассматривать производительность, в ряде экспериментов на мышах были получены многообещающие результаты. Наиболее ярким примером является бактерия Veillonella atypica, связанная с работоспособностью марафонцев, которая превращает побочные метаболиты, образующиеся в мышцах (лактат), в топливо (пропионат).

Добавление этой бактерии в рацион мышей делало их королями беговой дорожки. ⁷ С другой стороны, мыши, получавшие рацион, лишенный пищевых волокон, ферментируемых бактериями, теряли интерес к бегу и мышечную массу. ⁴ Однако это всего лишь экспериментальные и предварительные результаты, которые необходимо подтвердить в исследованиях на человеке.

Вы можете не знать об этом, но рот — это не просто жевательный аппарат. В нем хватает места и питания для множества микроорганизмов, так называемого «микробиома полости рта», который играет немаловажную положительную роль для нашего здоровья.

Бактерии микробиома полости рта не любят сигареты

Проблема: исследование, проведенное в 2016 году у американцев, показало, что у курильщиков сильно изменен микробиом полости рта¹, что не проходит бесследно для здоровья. Многочисленные исследования показали, что дисбиоз (sidenote: Дисбиоз Изменение состава и функции микробиоты, вызванное сочетанием экологических и индивидуальных факторов. Дисбиоз не является четко очерченным состоянием и варьируется в зависимости от состояния здоровья каждого человека. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) микробиома полости рта увеличивает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и болезней десен (воспаление и рецессия десен).

Актуальна ли эта проблема для европейцев? Команда ученых решила ответить на этот вопрос и впервые определить, может ли отказ от курения исправить ситуацию. ²

Они проанализировали микробиомы слюны 1601 итальянца со средним возрастом 45 лет, из которых 45% были курильщиками или бросили курить. В частности, ученые попытались определить, влияет ли курение на активность бактерий, превращающих нитраты пищи в нитриты, полезные для кровеносных сосудов.

Возвращение к равновесию после отказа от курения

Что показали результаты? Прежде всего, у курильщиков был гораздо более измененный микробиом полости рта, чем у некурящих. Однако — хорошие новости! — чем больше лет прошло после отказа от курения, тем больше микробиом полости рта бывших курильщиков приближался к микробиому некурящих людей.

У тех, кто бросил курить минимум 5 лет назад, популяции бактерий во рту почти не отличались от таковых у некурящих. Таким образом, микробиом полости рта показал хорошую способность к восстановлению.

Кроме того, у курильщиков было обнаружено снижение количества бактерий, способных превращать нитраты пищи в нитриты. Почему эта информация представляет интерес? Потому что нитриты необходимы для производства оксида азота (NO).

Влияние на риск сердечно-сосудистых заболеваний

При снижении уровня NO наблюдается усиление кровотока в деснах, что приводит к их воспалению и рецессии. Известно также, что дефицит NO является фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Таким образом, микробиом полости рта способствует повышению риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний у курильщиков.

Микроорганизмы — это живые существа, невидимые невооруженным глазом, иногда называемые «микробами» или «бактериями». Они, как правило, состоят из одной клетки и обитают повсюду: в глубинах океана, воздухе, почве и реках, а также в растениях и нашем кишечнике.

Микроорганизмы: неутомимые и невидимые работники

Благодаря своим сверхспособностям, микроорганизмы позволяют существовать жизни на Земле. Они играют ключевую роль в разложении растительных и животных остатков, а также в фиксации углерода и азота. Они — важные звенья в функционировании наземных экосистем и залог здоровья живых существ.

Наше тело имеет свою экосистему, в которой миллиарды «дружественных» микроорганизмов обитают в тесной гармонии, предоставляя нам широкий спектр услуг. Эти популяции известны как наша «флора» или «микробиота». Подобные типы микробных сообществ можно найти не только у животных и растений, но также в почве и океанах ¹.

Микробиота — это сообщества микроорганизмов, в основном бактерий, а также вирусов, грибов и архей, которые населяют организм человека.

Кишечная микробиота, также известная как кишечная флора, содержит наибольшее количество микроорганизмов.

Бактерии — маленькие помощники человека

• Бактерии рода Rhizobium, живущие в корнях бобовых растений, фиксируют атмосферный азот в почве, что способствуют росту растений и уменьшает потребность в использовании химических удобрений;
• Бактерии Lactobacillus acidophilus и Streptococcus thermophilus превращают молоко в йогурт;
• Гриб Penicillium roqueforti превращает створоженное и ферментированное молоко в голубой сыр или рокфор;
• Вирусы, называемые «фагами», помогают нам лечить определенные инфекции, вызванные бактериями, устойчивыми к антибиотикам;
• Дрожжи Saccharomyces cerevisiae превращают сахара из пшеницы или ячменя в спирт при производстве пива;
• Наконец, определенные бактерии, грибы и археи используются для очищения воды на очистных сооружениях.

Сага о микроорганизмах

• 3,4-3,7 миллиарда лет назад: появление первых бактерий и архей (первые формы жизни на Земле).
• 1665: английский ученый Роберт Гук впервые видит микроорганизмы (плесень) под микроскопом.
• 1674: голландский торговец тканями Антони ван Левенгук впервые видит бактерии под микроскопом и назвал их «маленькими животными».
• 1838: немецкий натуралист и зоолог Кристиан Готфрид Эренберг вводит термин «бактерии».
• 1857: Луи Пастер доказывает участие бактерий в процессах ферментации.
• 1882: Роберт Кох открывает возбудителя туберкулеза (туберкулезная палочка).
• 1918: эпидемия испанского гриппа, вызванная вирусом H1N1 (25 миллионов смертей).
• 1930: ученые впервые наблюдают вирусы с помощью электронного микроскопа.
• 1917: Феликс д'Эрель и Фредерик Туорт открывают бактериофагов.
• 1929: Александр Флеминг открывает пенициллин (антибиотик).
• 1977: Карл Вёзе обнаруживает археи.
• 1995: команда Крейга Вентера секвенирует первый бактериальный геном полностью.
• 2019: пандемия COVID-19 (вирус SARS-CoV-2).

Если вы думали, что все микробы подлежат уничтожению, то теперь вы видите, что это не так. Подавляющее большинство микробов необходимо для жизни и деятельности человека. Они также необходимы для функционирования нашего организма и хорошего здоровья.

Взаимовыгодное сотрудничество ^{3, 7, 8}

Наше тело является домом для разнообразных «комменсальных» микроорганизмов (в отличие от патогенных микроорганизмов), с которыми у нас поистине симбиотические отношения. В обмен на еду и кров эти микробы предоставляют нам бесценные услуги.

В кишечнике бактерии микробиоты питаются пищевыми волокнами, которые наш организм не может расщепить, и выделяют полезные соединения, известные как «короткоцепочечные жирные кислоты». Эти молекулы питают клетки кишечника, способствуя их росту и дифференцировке, а также усиливают их барьерную функцию. Микробы также синтезируют полезные биологически активные вещества, такие как аминокислоты и витамины (K2, B5, B6 и т. д.).

Они также играют роль в созревании иммунных клеток, которых особенно много в стенке кишечника, а также, благодаря колонизации просвета кишечника и синтезу определенных антибактериальных белков, называемых бактериоцинами, препятствуют росту патогенных микроорганизмов. Наконец, они синтезируют метаболиты, способные регулировать некоторые из физиологических функций организма, в частности иммунные и нейронные функции. Например, микробиота и мозг находятся в постоянной связи через так называемую ось микробиота — кишечник — головной мозг

Как ухаживать за своими микробами ^{3, 7, 8}

Здоровье нашей микробиоты зависит от многих факторов: генетики, возраста, среды обитания, способа рождения и т. д. Но самым мощным модулятором кишечной микробиоты остается наш рацион.

«Здоровая» микробиота, то есть богатая и разнообразная, требует рациона, включающего достаточное количество разнообразных растений (фруктов, овощей, масличных культур, цельных зерен, бобовых и т. д., которые обеспечивают микроорганизмы необходимыми «субстратами» или пищей), а также живых бактерий (в составе ферментированных продуктов, таких как квашеная капуста, чайный гриб, кефир и т. д.). Рацион не должен включать слишком много вредных продуктов, например содержащих эмульгаторы и подсластители.

Сокращение потребления некоторых лекарств (антибиотиков, антацидов, слабительных, анксиолитиков и т. д.), снижение потребления алкоголя и табака, а также регулярная физическая активность также являются отличными способами укрепления здоровой микробиоты.

Микробы ответственны за множество инфекционных заболеваний: риновирус при простуде, вирус SARS-CoV- 2 при COVID-19, бактерия Salmonella при гастроэнтерите, грибок Candida при кандидозе и т. д. К счастью, у нас есть противомикробные препараты (антибиотики, противовирусные, противогрибковые препараты и т. д.), которые могут лечить большинство инфекций, вызванных микроорганизмами.

Устойчивость к противомикробным препаратам, признанная ВОЗ проблемой общественного здравоохранения, к 2050 году может убивать до 10 миллионов человек в год (столько же, сколько и рак) ¹⁰. ВОЗ рекомендует ограничить использование противомикробных препаратов, особенно антибиотиков, в животноводстве, здравоохранении и сельском хозяйстве, но прежде всего призывает к поиску новых, более эффективных методов лечения инфекций.

Дисбаланс: фон для болезней, связанных с образом жизни ^{3, 5, 8}

Микроорганизмы ответственны не только за инфекционные заболевания. Знаете ли вы, что микроорганизмы также играют роль при ожирении, сахарном диабете, остеопорозе, раке, сосудистых и нейродегенеративных заболеваниях (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и т. д.) ?

Исследования показывают, что у людей с этими заболеваниями, наблюдается дисбаланс в микробиоте, известный как «дисбиоз». Дисбиоз (sidenote: Дисбиоз Изменение состава и функции микробиоты, вызванное сочетанием экологических и индивидуальных факторов. Дисбиоз не является четко очерченным состоянием и варьируется в зависимости от состояния здоровья каждого человека. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) характеризуется потерей богатства и разнообразия в микробных популяциях, особенно в кишечнике. Многочисленные исследования показали, что такой дисбаланс может негативно влиять на функционирование нашего организма, способствуя возникновению или обострению заболевания.

Текущий уровень знаний не позволяет точно ответить на вопрос о том, вызывает лидисбиоз (sidenote: Дисбиоз Изменение состава и функции микробиоты, вызванное сочетанием экологических и индивидуальных факторов. Дисбиоз не является четко очерченным состоянием и варьируется в зависимости от состояния здоровья каждого человека. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) заболевание или заболевание вызывает дисбиоз. Тем не менее, исследования показывают, что можно поддерживать хорошее здоровье, обеспечивая богатую и разнообразную, т. е. «здоровую» микробиоту, или восстанавливая ее баланс.

Модуляция микробиоты с целью профилактики или лечения заболеваний

Существует несколько способов положительной модуляции кишечной микробиоты в случаях дисбиоза или заболевания ^{3, 7} :

• Диета и образ жизни (см. выше);
• Пребиотики (инулин, галактоолигосахариды [ГОС], фруктоолигосахариды [ФОС] и лактулоза): эти соединения способны питать конкретные группы полезных бактерий, таких как Bifidobacterium и Lactobacillus, стимулируя их пролиферацию ¹¹;
• Пробиотики (специфические штаммы живых бактерий или дрожжей с доказанной пользой для здоровья): на сегодняшний день научные доказательства их эффективности ограничены диареей у детей, диареей, связанной с применением антибиотиков, некоторыми воспалительными заболеваниями кишечника и некротическим энтероколитом, однако их терапевтический потенциал является предметом многочисленных исследований ¹¹;
• Биоактивные метаболиты (sidenote: Метаболиты Низкомолекулярные соединения, образующиеся в ходе клеточного или бактериального метаболизма. Например, короткоцепочечные жирные кислоты представляют собой метаболиты, вырабатываемые кишечной микробиотой при ферментации неперевариваемых сложных углеводов (волокон и т. д.).   Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25.  Lamichhane S, Sen P, Dickens AM, et al An overview of metabolomics data analysis: current tools and future perspectives. Comprehensive analytical chemistry. 2018 ; 82: 387-413 ) : обладают способностью модулировать физиологию целевых микроорганизмов;
• Трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ): перенос кишечной микробиоты здорового человека в кишечник человека с заболеванием. Например, ТФМ показала особенно хорошие результаты (90% излечения) для инфекций, вызванных Clostridium difficile ¹², но также может быть полезна для облегчения симптомов аутизма ¹³.

Микроорганизмы — важная область научных исследований. Например, чтобы лучше бороться с устойчивостью бактерий к антибиотикам и разрабатывать инструменты мониторинга, ученым необходимо лучше понять, как бактерии обмениваются генами, приобретают устойчивость к противомикробным препаратам и каким образом факторы этой устойчивости циркулируют между окружающей средой, людьми и животными ¹⁰.

Методы геномики и метагеномики высокого разрешения, широко используемые в исследованиях микробиоты человека, являются мощными инструментами для изучения микробной динамики.

Микробиота на перекрестке исследований

Все больше исследований направлено на улучшение нашего понимания того, как микроорганизмы в микробиоте взаимодействуют с организмом и способствуют правильному функционированию клеток человека, а также на выявление того, какие микробные профили наиболее полезны для здоровья и какие модификации способствуют возникновению заболеваний ³.

Конечная цель состоит в том, чтобы определить новые пути лечения и новые пробиотические бактерии, которые позволят модулировать микробиоту и, таким образом, более эффективно бороться с некоторыми острыми и хроническими заболеваниями.

Хотя микроорганизмы невидимы и имеют плохую репутацию, они заслуживают большого уважения и внимания, так как без них привычная нам жизнь была бы невозможной.

Мы все еще мало знаем о микробных сообществах и их взаимодействии с окружающей средой, а также о роли, которую они играют в нашем организме. Но каждый день приносит нам новое исследование, показывающее важность поддержания и укрепления взаимовыгодного симбиоза с полезными микроорганизмами.

BMI-24.12

Почему регулярная физическая активность важна для здоровья? Почему так сложно начать (или продолжать) тренироваться? 

Малоподвижный образ жизни серьезно вредит нашему здоровью: недостаточная физическая активность связана с увеличением риска смерти на 20-30% ¹. И наоборот, регулярная физическая активность очень полезна для мышц, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, костей и поддержания нормальной массы тела ¹. Однако начать (или продолжать) тренироваться не всегда просто. 

Занятия спортом на выносливость, будь то бег, езда на велосипеде, плавание или аэробика, требуют не только крепких мышц, но и ряда физиологических адаптаций со стороны организма. Длительные физические нагрузки: 

• вызывают потерю воды и электролитов (особенно натрия и хлора) через потоотделение, которое необходимо для охлаждения организма;  
• истощают запасы гликогена, используемого для питания работающих мышц;  
• усиливают воспаление из-за стресса, вызванного напряжением и т. д.  

Хотя спорт — полезная вещь, это может быть довольно непростым испытанием для организма, в котором неоценимую помощь может оказать кишечная микробиота. 

Помогает ли микробиота улучшить наши спортивные результаты? 

Невероятно, но последние научные исследования показали, что кишечная микробиота помогает нам бороться с недостатком воды, энергии, а также воспалением, связанными со спортом. 

Хорошо известно, что адекватная гидратация — залог успешной тренировки. Некоторые кишечные бактерии помогают транспортировать воду и растворенные в ней вещества через кишечный барьер, тем самым поддерживая адекватную гидратацию

Еще один важный компонент для спорта и производительности — энергия. И здесь может пригодиться кишечная флора, которая помогает мышцам, исчерпавшим свои запасы гликогена во время тренировок на выносливость. Бактерии в кишечной микробиоте ферментируют волокна, которые наш организм не способен переварить, извлекая из них ценные короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), которые служат запасным топливом для мышц во время физических упражнений ².

Энергетический выход при этом довольно значительный: КЦЖК обеспечивают более 10% суточной потребности человека в калориях ³. Польза КЦЖК на этом не заканчивается, поскольку они способствуют накоплению гликогена в мышцах перед тренировкой, что оттягивает момент, когда организму требуется запасное топливо ². 

Наконец, считается, что КЦЖК уменьшают воспаление, вызванное интенсивными физическими тренировками. ^{2, 4, 5}

Иногда этот механизм особенно изобретателен: бактерии превращают отходы метаболизма спортсмена в полезные ресурсы. Так, по-видимому, обстоит дело с кишечной бактерией Veillonella atypica, которая помогает успешному выступлению марафонцев ⁶

Как такое возможно? Когда мышцы бегунов израсходовали все свои запасы гликогена, они начинают получать энергию путем ферментирования, в результате чего образуется побочный продукт, называемый лактатом (вызывает судороги). Именно тогда в игру вступает Veillonella, превращая лактат в пропионат, который мышцы используют в качестве источника энергии. Таким образом, производительность спортсмена естественным образом повышается.  ⁷

Однако, чтобы извлечь выгоду из этих «бустерных» молекул, вам нужны правильные бактерии в пищеварительном тракте, и вы должны правильно их кормить. Иначе, микроорганизмы даже могут производить вещества, снижающие нашу производительность. ^2,4,7