Az állóképesség mikrobiológiája: a mikrobiom szerepe a sportteljesítményben

Minden futójelölt kinyithatja Pandora szelencéjét, ha egyszerűen rákeres a Google-ban, hogy „hogyan kell edzeni egy versenyre”. Az internet hemzseg a frappáns life hackektől, az állóképesség fejlesztésére vonatkozó tippektől és trükköktől, valamint minden inspirációtól, amit csak kívánhat az ember, hogy futóruhát öltsön, és kilépjen a hidegbe kocogni, videókkal és menő soundtrackekkel kiegészítve. Az új sportolókat a nap alatt mindenféle sémával árasztják el, hogy növeljék az állóképességüket, elkerüljék a sérüléseket és erősödjenek. És miközben a tanácsok nagy része a táplálkozással kapcsolatos, hogy a sportolói teljesítményt növeljék, meglepően keveset beszéltek az egészségünk és jólétünk egy kapcsolódó aspektusáról: a mikrobiomról.

Táplálkozás és a mikrobiom

A mikrobiom és a táplálkozás közötti összefüggés a sport világában szembetűnő, tekintve, hogy ezek a mikrobák azok a szimbionták, amelyek a beleinkben élnek és metabolizálják a vacsoránk (és a futás előtti snack) azon részeit, amelyeket mi nem tudunk. Ők a vastagbelünk táplálkozási kereskedői, akik átalakítják azt, amit nem tudunk felhasználni, olyan anyagcseretermékekre, amelyekre a testünknek szüksége van és amelyekre vágyik. A disszonancia talán egy letűnt korszak lelete, amikor még hittünk a bevitt kalóriák és a bevitt energia szigorú sztöchiometriájában. Ma már tudjuk, hogy ez nem ilyen egyszerű.

A mikrobiom központi szerepet játszik az egészséges anyagcserében, az endokrin és immunrendszerben, és a táplálkozásunk mélyen befolyásolja. De mi a helyzet a fittségünkben betöltött szerepével? Hog befolyásolja az állóképességünket, kitartásunkat?

A sport világában e témában tapasztalható hallgatás talán azért van, mert az adatok ezen a területen még gyerekcipőben járnak. Bár sokat tudunk arról, hogy bélszimbiontáink milyen fontos szerepet játszanak anyagcserénk más területein, a fittségünkben betöltött szerepük homályos és időnként nem meggyőző. Ráadásul, még ha új eredményeket is tárunk fel, ezeket az információkat óvatosan kell közvetíteni, hogy elkerüljük a „tudományos jellegű” állításokat arról, hogyan javítsuk az emberek testükkel való kapcsolatát.

A testmozgás és a mikrobiom közötti összefüggések

Tudjuk, hogy a testmozgás összefügg a bélben lévő nagyobb mikrobiális sokféleséggel, amit általában az egészség jelzőjének tartanak. Úgy tűnik, hogy a változatos mikrobiommal rendelkező emberek hatékonyabban küzdenek a betegségekkel és a krónikus betegségekkel szemben, ami egymástól függetlenül is igaz azokra az emberekre, akik rendszeresen sportolnak. Az élsportolók mikrobiomja jobban képes enyhíteni az oxidatív stresszt, mint az átlagos, nem élsportolóké, és az ATP-anyagcserét, a szénhidráttranszport-rendszereket és a szénhidrát-anyagcserét érintő mikrobiális útvonalak növekedését mutatja.

A legújabb kutatások kimutatták, hogy anyagcsere szempontjából a mikrobióta fontos összetevője annak, hogy a szervezetünk egyáltalán reagál-e a testmozgásra. Az „edzésrezisztencia” arra a jelenségre utal, amikor az embereknek nincs vagy akár negatív válaszuk is lehet a testmozgásra, és ez összefügg pl. a diabéteszes betegség lefolyásával. Egy nemrégiben készült tanulmány szerint, míg egyes prediabéteszes emberek (különösen férfiak) korlátozott választ mutattak a fizikai aktivitásra, addig mások, akiknek mikrobiomja jobban képes volt a rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) szintézisére, javulást tapasztaltak inzulinérzékenységükben a fizikai aktivitást követően. Más szóval, a mikrobiom fontos meghatározója volt annak, hogy egy személy anyagcsere-ellenálló-e a testmozgás előnyeivel szemben, és ez fordítottan korrelált az SCFA-termeléssel.

Az SCFA-kat kizárólag a mikrobióta termeli, leggyakrabban az élelmi rostokra adott válaszként. A táplálékunkban lévő rostok a vékonybélben keresztül egészen a vastagbélig jutnak, ahol bizonyos baktériumok feldolgozzák és SCFA-t termelnek. Ezek az SCFA-k, különösen a butirát, egerekben is képesek növelni a mitokondriális aktivitást és az energiafelhasználást, ami alátámasztja azt az elképzelést, hogy az őket termelő különböző baktériumfajok fontosak lehetnek az energia-homeosztázis és potenciálisan a fizikai aktivitás szempontjából. Valóban, a bélben uralkodó 2 faja, a Bacillota (korábban Firmicutes) és a Bacteroidetes aránya előre jelzi mind a széklet SCFA-tartalmát, mind a magasabb VO_2max-ot, vagyis a testmozgás során történő maximális oxigénfelvételt.

Ezek a vizsgálatok azt jelzik, hogy a mikrobiom nemcsak a mozgásfiziológiával van kapcsolatban, hanem a táplálkozásból származó döntő fontosságú inputokkal is. Az edzés világában elterjedt, bár elavult hiedelem, hogy azt ehetsz, amit akarsz, ha eleget edzel. Pedig a kutatások nem támasztják alá ezt a polarizált kettősséget, legalábbis mikrobiális szempontból nem. Ma már értékeljük, hogy az étrend a mikrobiomunk egyik sarokköve, különösen, ami az SCFA termelését illeti. Az élelmi rostok az SCFA-termelő fajok tenyésztésének hajtóereje, és ezzel együtt maguk az SCFA-k, amelyek támogatják az egészséges anyagcserét és aktivitási küszöböt.

A legújabb bizonyítékok még közvetlenebb kapcsolatot tártak fel a mikrobióta és a sportteljesítmény között. A Nature Medicine című szaklapban megjelent tanulmány egyetlen mikrobát, a Veillonella atypica-t azonosította, amely nemcsak az élsportolók teljesítményével hozható összefüggésbe, hanem rágcsálókba juttatva 13%-kal megnövelheti a kimerülésig eltelt időt is. A V. atypica úgy fejlődött ki, hogy kifejezetten az edzés okozta tejsavat bontja le az SCFA propionátra. A tejsav nagy mennyiségben termelődik az intenzív edzések során, és az állóképességi sportokban a fáradtság egyik elsődleges szempontja. Nem csak ez, hanem a propionát, a tejsav-anyagcsere végterméke, egerekben és emberekben egyaránt növelheti az energiafelhasználást, valamint az emberekben a lipidoxidációt. Bár sok faj rendelkezik a tejsav lebontásához szükséges laktát-dehidrogenáz enzimmel, csak a V. atypica képes végigvinni az útvonalat a propionát előállításáig.

A mikrobiom és az étrend evolúciós szerepe a sportteljesítményben

Ellen kell állnunk a kísértésnek, hogy a V. atypica-t vagy más, az állóképességhez kapcsolódó mikrobákat a teljesítmény csodaszerévé tegyük. Ehelyett az ökológiai összefüggéseket kell hangsúlyoznunk. A V. atypica és a testmozgás közötti szimbiózis olyan ősi kapcsolatra utal, amelyben mikrobiotánk egy tagja alkalmazkodott ahhoz, hogy hasznot húzzon a fizikai aktivitásunkból, miközben szó szerint fittségi juttat minket. Felfedi azt a kérdést is – a V. atypica képes-e túlélni és szaporodni az inaktív bélben? Egy olyan korban, amikor a mozgásszegény életmód minden eddiginél elterjedtebb, mi történik a V. atypica-val, ha a fizikai aktivitásból, és így a tejsavból is hiányt szenved?

Tudjuk, hogy a V. atypica a laktáton kívül több szerves savat is képes metabolizálni, és úgy tűnik, hogy más mikrobákkal együttműködve működik. A szájüregben vagy a bélben is megtelepedhet. Egy külön tanulmány még azt is megállapította, hogy egy olasz kohorszban összefüggésbe hozható az elhízással. Lehet, hogy a V. atypica még a rendszeres testmozgás nélkül is jól kezelhető résszel rendelkezik, hogy versenyképes legyen, vagy a törzsek közötti különbségek befolyásolhatják a működését.

Másrészt, talán a Veillonella a titka a következetes edzés varázsának; a mikrobiális válasz a „gyakorlat teszi a mestert” elvre. Nem csak arról van szó, hogy izmainkban erőt és tüdőnkben kapacitást építünk, hanem arról is, hogy fizikai erőnket egy edzésbarát mikrobiális ökoszisztéma létrehozásával támasztjuk alá. Mi tápláljuk és ez is táplál minket.

Mégis óvatosnak kell lennünk, ha a mikrobákat kiragadjuk komplex összefüggéseikből. A mikrobiomunk abban a környezetben létezik, amelyet mi teremtünk számára, és ez nagyon is magában foglalja a táplálkozást és a miliő egyéb mikrobáit. A mai napig az edzés-mikrobiom kutatások nagy része alátámasztja, hogy táplálékunknak fontos, ha nem döntő szerepe van a mikrobák-edzés dinamikájának támogatásában. Érdemes megjegyezni, hogy a propionát, a tejsavtörténet sztárja egy SCFA, amelyet a rostokat lebontó mikrobák is előállíthatnak. Arról nem is beszélve, hogy a bélben élő tejsavtermelő baktériumok (például a Lactobacillus), amelyek a V. atypica számára alternatív tejsavforrást jelentenek, komolyan megerősödnek az erjesztett élelmiszerek rendszeres fogyasztásával. Más kutatások kimutatták, hogy a testmozgás nem tudta megmenteni az egereket a magas zsírtartalmú étrend által kiváltott szorongásszerű viselkedéstől, annak ellenére, hogy súlycsökkenést idézett elő. Kiderült, hogy egy egész ökoszisztémát alkotunk, és nem tudjuk egyszerűen túltenni magunkat azon, amit megeszünk.

Minél többet tudunk meg a mikrobiomról és annak komplex, sőt evolúciós szerepéről a fizikai teljesítményünkben, talán elősegítheti az aktivitás és a tudatos fogyasztás ökoszisztémáját az életünkben (és a beleinkben).

Forrás: Christy Clutter, Ph.D angol nyelvű írása az American Society for Microbiology („ASM”) oldalán 2022-ben jelent meg.