Preview

Спортивная медицина: наука и практика

Расширенный поиск

Особенности микробиома кишечника у спортсменов, занимающихся единоборствами

https://doi.org/10.47529/2223-2524.2024.1.3

Аннотация

Цель исследования: изучение особенностей кишечного микробиома у молодых мужчин, профессионально занимающихся единоборствами.
Материалы и методы: в исследовании приняли участие 36 молодых мужчин в возрасте от 18 до 26 лет. У участников исследования проводили отбор образцов кала и затем из полученных образцов выделяли бактериальную ДНК.
Результаты: сравнивая микробом кишечника спортсменов с контрольной группой, можно проследить положительное влияние занятий спортом на общее разнообразие представителей микробиоты кишечника. При анализе таксономического состава стоит отдельно отметить увеличение представителей лактат-продуцирующих бактерий и повышенное содержание Akkermansia muciniphila у спортсменов.
Заключение: результаты исследования указывают на влияние спортивных тренировок на микробиоту кишечника человека и позволяют предположить наличие тесной двусторонней связи «микробиом — мышечная ткань».

Об авторах

А. В. Шестопалов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России; ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России
Россия

Шестопалов Александр Вячеславович, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой биохимии и молекулярной биологии Института фармации и медицинской химии; заведующий лабораторией биохимии сигнальных систем

117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1

117292, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11



Р. Ф. Фатхуллин
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
Россия

Фатхуллин Раиль Фэридович, ассистент кафедры биохимии и молекулярной биологии Института фармации и медицинской химии; научный сотрудник лаборатории биохимии сигнальных путей

117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1

117292, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11



Т. В. Григорьева
ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Россия

Григорьева Татьяна Владимировна, к.б.н., научный сотрудник; ведущий научный сотрудник НИЛ «Генетика микроорганизмов» Института фундаментальной медицины и биологии

117292, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11

420021, г. Казань, ул. Парижской Коммуны, 9



Д. С. Мартыканова
ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет физической культуры, спорта и туризма»
Россия

Мартыканова Диляра Сафовна, к.б.н., доцент, доцент кафедры адаптивной физической культуры и безопасности жизнедеятельности, старший научный сотрудник НИИ физической культуры и спорта

420010, г. Казань, ул. Деревня Универсиады, 35



Н. Х. Давлетова
ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет физической культуры, спорта и туризма»
Россия

Давлетова Наиля Ханифовна, к.м.н., доцент, доцент кафедры медико-биологических дисциплин; доцент кафедры общей гигиены ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава России

420010, г. Казань, ул. Деревня Универсиады, 35

420012, г. Казань, ул. Бутлерова, 49



И. М. Колесникова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
Россия

Колесникова Ирина Максимовна, к.б.н., преподаватель кафедры биохимии и молекулярной биологии Института фармации и медицинской химии; научный сотрудник лаборатории биохимии сигнальных путей

117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1

117292, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11



А. А. Иванова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
Россия

Иванова Анна Аркадьевна, д.м.н., проф., доцент кафедра онкологии, гематологии и лучевой терапии ПФ; научный сотрудник лаборатории биохимии сигнальных путей

117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1

117292, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11



С. А. Румянцев
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
Россия

Румянцев Сергей Александрович, член-корр. РАН, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой онкологии, гематологии и лучевой терапии педиатрического факультета; зам. директора

117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1

117292, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11



Список литературы

1. Hughes R.L., Holscher H.D. Fueling Gut Microbes: A Review of the Interaction between Diet, Exercise, and the Gut Microbiota in Athletes. Adv. Nutr. 2021;12(6):2190–2215. https://doi.org/10.1093/advances/nmab077

2. Gizard F., Fernandez A., De Vadder F. Interactions between gut microbiota and skeletal muscle. Nutr. Metab. Insights. 2020;13:1178638820980490. https://doi.org/10.1177/1178638820980490

3. Donati Zeppa S., Agostini D., Gervasi M., Annibalini G., Amatori S., Ferrini F., et al. Mutual Interactions among Exercise, Sport Supplements and Microbiota. Nutrients. 2019;12(1):17. https://doi.org/10.3390/nu12010017

4. Castellanos N., Diez G.G., Antúnez-Almagro C., Bailén M., Bressa C., González Soltero R., et al. A critical mutualism-competition interplay underlies the loss of microbial diversity in sedentary lifestyle. Frontiers in Microbiology. 2020;10:3142. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.03142

5. Завьялова А.Н., Новикова В.П., Игнатова П.Д. Ось «микробиота — мышцы». Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2022;(11):60–69. https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-207-11-60-69

6. Monda V., Villano I., Messina A., Valenzano A., Esposito T., Moscatelli F., et al. Exercise Modifies the Gut Microbiota with Positive Health Effects. Oxid. Med. Cell Longev. 2017;2017:3831972. https://doi.org/10.1155/2017/3831972

7. Mailing L.J., Allen J.M., Buford T.W., Fields C.J. , Woods J.A. Exercise and the gut microbiome: A review of the evidence, potential mechanisms, and implications for human health. Exerc. Sport Sci. Rev. 2019;47:75–85. https://doi.org/10.1249/JES.0000000000000183

8. Gallè F., Valeriani F., Cattaruzza M.S., Ubaldi F., Romano S.V., Liguori G. Exploring the association between physical activity and gut microbiota composition: A review of current evidence. Ann. Ig. 2019;31(6):582–589. https://doi.org/10.7416/ai.2019.2318

9. Przewłócka K., Folwarski M., Kaźmierczak S., Iedlecka K., Skonieczna-Żydecka K., Kaczor J.J. Gut-M AxisExists and May Affect Skeletal Muscle Adaptation to Training. Nutrients. 2020;12(5):1451. https://doi.org/10.3390/nu12051451

10. Cerdá B., Pérez M., Pérez-Santiago J.D., Tornero-Aguilera J.F., González-Soltero R., Larrosa M. Gut Microbiota Modification: Another Piece in the Puzzle of the Benefits of Physical Exercise in Health? Front. Physiol. 2016;7:51. https://doi.org/10.3389/fphys.2016.00051

11. Mitchell C.M., Davy B.M., Hulver M.W., Neilson A.P., Bennett B.J., Davy K.P. Does Exercise Alter Gut Microbial Composition? A Systematic Review. Med. Sci. Sports Exerc. 2019;51(1):160–167. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000001760

12. Carey R.A., Montag D. Exploring the relationship between gut microbiota and exercise: Short-chain fatty acids and their role in metabolism. BMJ Open Sport Exerc. Med. 2021;7(2):e000930. https://doi.org/10.1136/bmjsem-2020-000930

13. Ribeiro F.M., Lopes G., da Cunha Nascimento D., Pires L., Mulder A.P., Franco O.L., Petriz B. An overview of the level of dietary support in the gut microbiota at different stages of life: A systematic review. Clin. Nutr. ESPEN. 2021;42:41–52. https://doi.org/10.1016/j.clnesp.2021.01.024

14. Mariat D., Firmesse O., Levenez F., Guimaruaes V.D., Sokol H., Dore J., Corthier G., Furet J.P. The Firmicutes/Bacteroidetes ratio of the human microbiota changes with age. BMC Microbiol. 2009;9:123. https://doi.org/10.1186/1471-2180-9-123

15. Solter P.F., Beasley V.R. Phycotoxins. In: Haschek W.M., Rousseaux C.G., Wallig M.A., eds. Haschek and Rousseaux's Handbook of Toxicologic Pathology. 3rd ed. Academic Press; 2013, p. 1155–1186. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-415759-0.00038-8

16. Méheust R., Castelle С., Carnevali P. Groundwater Elusimicrobia are metabolically diverse compared to gut microbiome Elusimicrobia and some have a novel nitrogenase paralog. The ISME Journal. 2020;14(12):2907–2922. https://doi.org/10.1038/s41396-020-0716-1

17. Fukuchi M., Sugita M., Banjo M., Yonekura K., Sasuga Y. The impact of a competitive event and the efficacy of a lactic acid bacteria-fermented soymilk extract on the gut microbiota and urinary metabolites of endurance athletes: An open-label pilot study. PLoS One. 2022;17(1):e0262906. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0262906

18. Bressa C., Bailén-Andrino M., Pérez-Santiago J., González-Soltero R., Pérez M., Montalvo-Lominchar M.G., et al. Differences in gut microbiota profile between women with active lifestyle and sedentary women. PLoS ONE. 2017;12(2):e0171352. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171352

19. McKenna C.F., Salvador A.F., Hughes R.L., Scaroni S.E., Alamilla R.A,. Askow A.T., et al. Higher protein intake during resistance training does not potentiate strength, but modulates gut microbiota, in middle-aged adults: a randomized control trial. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2021;320(5):e900–13. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00574.2020

20. Clark A., Mach N. Exercise-induced stress behavior, gutmicrobiota-brain axis and diet: a systematic review for athletes. J. Int. Soc. Sports Nutr. 2016;13(1):43. https://doi.org/10.1186/s12970-016-0155-6

21. Aya V., Flórez A., Perez L., Ramírez J.D. Association between physical activity and changes in intestinal microbiota composition: A systematic review. PLoS ONE. 2021;16(2):e0247039. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0247039

22. Красникова Л.В., Гунькова П.И., Маркелова В.В. Микробиология молока и молочных продуктов: Лабораторный практикум. СПб.: НИУ ИТМО; 2013.

23. Meisel H., Bockelmann W. Bioactive peptides encrypted in milk proteins: proteolytic activation and thropho-functional properties. In: Konings W.N., Kuipers O.P., In ’t Veld J.H.J.H., eds. Lactic Acid Bacteria: Genetics, Metabolism and Applications. Springer, Dordrecht; 1999, p. 207–215. https://doi.org/10.1007/978-94-017-2027-4_10

24. Dong W., Wang Y., Liao S., Lai M., Peng L., Song G. Reduction in the Choking Phenomenon in Elite Diving Athletes Through Changes in Gut Microbiota Induced by Yogurt Containing Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12: A Quasi Experimental Study. Microorganisms. 2020;8(4):597. https://doi.org/10.3390/microorganisms8040597

25. Dohnalová L., Lundgren P., Carty J.R.E., Goldstein N., Wenski S.L., Nanudorn P., et al. A microbiome-dependent gut– brain pathway regulates motivation for exercise. Nature. 2022;612 (7941):739–747. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05525-z

26. Siebers M., Biedermann S., Fuss J. Do Endocannabinoids Cause the Runner’s High? Evidence and Open Questions. Neuroscientist. 2023;29(3):352–369. https://doi.org/10.1177/10738584211069981

27. Notting F., Pirovano W., Sybesma W., Kort R. The butyrate-producing and spore-forming bacterial genus Coprococcus as a potential biomarker for neurological disorders. Gut Microbiome. 2023;4:e16. https://doi.org/10.1017/gmb.2023.14

28. Mukherjee A., Lordan C., Ross R.P., Cotter P.D. Gut microbes from the phylogenetically diverse genus Eubacterium and their various contributions to gut health. Gut Microbes. 2020;12(1):1802866. https://doi.org/10.1080/19490976.2020.1802866

29. Doden H.L., Wolf P.G., Gaskins H.R., Anantharaman K., Alves J.M.P., Ridlon J.M. Completion of the gut microbial epi-bile acid pathway. Gut Microbes. 2021;13(1):1–20. https://doi.org/10.1080/19490976.2021.1907271

30. Qin P., Zou Y., Dai Y., Luo G., Zhang X., Xiao L. Characterization a Novel Butyric Acid-Producing Bacterium Collinsellaaerofaciens Subsp. Shenzhenensis Subsp. Nov. Microorganisms. 2019;7(3):78. https://doi.org/10.3390/microorganisms7030078

31. Patrice D., Willem M. Next-Generation Beneficial Microbes: The Case of Akkermansia muciniphila. Front. Microbiol. 2017;8:1765. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01765

32. Ottman N., Geerlings S.Y., Aalvink S., de Vos W.M., Belzer C. Action and function of Akkermansia muciniphila in microbiome ecology, health and disease. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 2017;31(6):637–642. https://doi.org/10.1016/j.bpg.2017.10.001

33. Morita H., Kano C., Ishii C., Kagata N., Ishikawa T., Hirayama A., et al. Bacteroides uniformis and its preferred substrate, α-cyclodextrin, enhance endurance exercise performance in mice and human males. Sci Adv. 2023;9(4):eadd2120. https://doi.org/10.1126/sciadv.add2120

34. Pei T., Zhu D., Yang S., Hu R., Wang F., Zhang J., et al. Bacteroides plebeius improves muscle wasting in chronic kidney disease by modulating the gut-renal muscle axis. J. Cell Mol. Med. 2022;26(24):6066–6078. https://doi.org/10.1111/jcmm.17626

35. Needleman I., Klein B., Hendrickson J., Davrandi M., Gallagher J., Ashley P., Spratt D. Microbiome analysis in elite sport. Br. J. Sports Med. 2021;55(S1):A132. https://doi.org/10.1136/bjsports-2021-ioc.316

36. Whisner C.M., Maldonado J., Dente B., Krajmalnik-Brown R., Bruening M. Diet, physical activity and screen time but not body mass index are associated with the gut microbiome of a diverse cohort of college students living in university housing: A cross-sectional study. BMC Microbiol. 2018;18:210. https://doi.org/10.1186/s12866-018-1362-x

37. Dupuit M., Rance M., Morel C., Bouillon P., Boscaro A., Martin V., et al. Effect of concurrent training on body composition and gut microbiota in postmenopausal women with overweight or obesity. Med. Sci. Sports Exerc. 2022;54(3):517–529. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000002809

38. Clark A., Mach N. Exercise-induced stress behavior, gut-microbiota-brain axis and diet: a systematic review for athletes. J. Int. Soc. Sports Nutr. 2016;13(1):43. https://doi.org/10.1186/s12970-016-0155-6

39. Zhu Q., Jiang S., Du G. Effects of exercise frequency on the gut microbiota in elderly individuals. 2020;9(8):e1053. https://doi.org/10.1002/mbo3.1053

40. Wang Z., Chen K., Wu C., Chen J., Pan H., Liu Y., et al. An emerging role of Prevotella histicola on estrogen deficiency-induced bone loss through the gut microbiota-bone axis in postmenopausal women and in ovariectomized mice. Am. J. Clin. Nutr. 2021;114(4):1304–1313. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqab194

41. Aya V., Jimenez P., Muñoz E., Ramírez J.D. Effects of exercise and physical activity on gut microbiota composition and function in older adults: a systematic review. BMC Geriatr. 2023;23(1):364. https://doi.org/10.1186/s12877-023-04066-y

42. Li G., Jin B., Fan Z. Mechanisms Involved in Gut Microbiota Regulation of Skeletal Muscle. Oxid. Med. Cell. Longev. 2022;2022:2151191. https://doi.org/10.1155/2022/2151191


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Шестопалов А.В., Фатхуллин Р.Ф., Григорьева Т.В., Мартыканова Д.С., Давлетова Н.Х., Колесникова И.М., Иванова А.А., Румянцев С.А. Особенности микробиома кишечника у спортсменов, занимающихся единоборствами. Спортивная медицина: наука и практика. 2024;14(1):14-24. https://doi.org/10.47529/2223-2524.2024.1.3

For citation:


Shestopalov A.V., Fatkhullin R.F., Grigorieva T.V., Martykanova D.S., Davletova N.H., Kolesnikova I.M., Ivanova A.A., Roumiantsev S.A. Features of the intestinal microbiome in athletes engaged in martial arts. Sports medicine: research and practice. 2024;14(1):14-24. (In Russ.) https://doi.org/10.47529/2223-2524.2024.1.3

Просмотров: 440


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-2524 (Print)
ISSN 2587-9014 (Online)