Sprinter und Nicht-Sportler hatten eine ähnliche Vielfalt im Mikrobiom, aber ein entscheidender Unterschied trat zutage.

Forscher verglichen die Mikrobiome des Darms und die Diäten von College-Sprintern und Nicht-Sportlern, um zu untersuchen, ob hochintensives Training ein typisches mikrobielles und metabolisches Muster hinterlässt.

Frontiers in Nutrition

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Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Frontiers in Nutrition veröffentlicht wurde, identifiziert ein typisches mikrobiales Muster im Darm von College-Sprint-Sportlern, das mit einer vorhergesagten Anreicherung von Stoffwechselwegen in Verbindung steht, die mit der Energie- und Aminosäureaufnahme zu tun haben.

Hintergrund

Sprintlaufen ist ein anaerober Sport, der explosive Kraft, schnelle Energieversorgung und effiziente metabolische Regulierung erfordert. Im Gegensatz dazu ist das Ausdauerlaufen ein aerobes Sport, das nachhaltigen Aufwand und Ausdauer fordert.

Aktuelle Beweise heben eine signifikante Rolle der Darmmikrobiota im Energiestoffwechsel, der Laktaträumung, der Nährstoffaufnahme und Entzündungen bei Sportlern hervor. Aerobe und anaerobe Trainingsmethoden sind mit unterschiedlichen physiologischen Anpassungen verbunden, die die Zusammensetzung der Darmmikrobiota unterschiedlich beeinflussen können. Die meisten relevanten Studien haben jedoch den Einfluss des Ausdauertrainings auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota untersucht.

Um diese Lücke in der Literatur zu schließen, charakterisierten Forscher der Anhui Medical University in China umfassend die Darmmikrobiota von College-Sprint-Sportlern und nicht-sportlichen Studenten, um spezifische mikrobiale Signaturen für Sprinter zu identifizieren. Sie untersuchten auch die Zusammenhänge zwischen Ernährung und Darmmikrobiota in dieser speziellen Gruppe.

Studiendesign

Die Studie umfasste 20 Sprinter, die regelmäßig intensiv trainierten, und 23 nicht-sportliche Teilnehmer der Anhui Medical University. Stuhlproben wurden von den Teilnehmern gesammelt, um das mikrobielle DNA-Metagenom zu sequenzieren und die Zusammensetzung sowie die Vielfalt der Darmmikrobiota zu analysieren.

Die Informationen über die Ernährung der Teilnehmer wurden mit einem halbquantitativen Fragebogen zur Lebensmittelzufuhr erfasst. Der Fragebogen wurde in der gleichen Woche wie die Sammlung der Stuhlproben ausgefüllt, um die Nahrungsaufnahme in diesem Zeitraum zu erfassen.

Hauptergebnisse

Die Bewertung der Nahrungsaufnahme zeigte, dass Sportler wöchentlich signifikant mehr Milchprodukte und Backwaren konsumierten als Nicht-Sportler. Bei anderen untersuchten Nahrungsmitteln wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen festgestellt.

Die Analyse der Zusammensetzung der Darmmikrobiota ergab, dass sowohl Segatella copri als auch Bifidobacterium adolescentis bei Sportlern signifikant häufiger vorkamen als bei Nicht-Sportlern.

Die funktionelle Analyse der Darmmikrobiota wies auf eine signifikant höhere vorhergesagte Anreicherung von Wegen hin, die mit dem Kohlenhydrat- und Aminosäurestoffwechsel in Verbindung stehen, bei Sportlern.

Die Analyse der Zusammenhänge zwischen Ernährung und Darmmikrobiota ergab positive Zusammenhänge zwischen dem Konsum von Milchprodukten und der Häufigkeit von Segatella copri, sowie zwischen Vollkornprodukten, Sojamilch, Sojapulver und dem Konsum von Milchprodukten und der Häufigkeit von Bifidobacterium adolescentis bei Sportlern. Diese Korrelationen wurden in unjustierten explorativen Analysen identifiziert.

Bedeutung der Studie

Die Studie zeigt, dass Sprinter spezifische mikrobiale Signaturen im Darm aufweisen, die durch höhere Häufigkeiten der Bakterienarten Segatella copri und Bifidobacterium adolescentis gekennzeichnet sind. Diese mikrobiellen Signaturen gehen mit einer vorhergesagten Anreicherung von Wegen einher, die mit dem Energiestoffwechsel und dem Aminosäurestoffwechsel in Verbindung stehen.

Im Gegensatz zu einigen Studien über Ausdauersportler, die eine erhöhte alpha-Diversität berichteten, zeigten Sprinter in dieser Studie keine signifikanten Unterschiede in der Alpha-Diversität der Darmmikrobiota im Vergleich zu Nicht-Sportlern, obwohl sich ihre gesamte mikrobielle Gemeinschaftsstruktur signifikant unterschied. Dies könnte an den unterschiedlichen physiologischen Anforderungen des Sprint- und Ausdauertrainings liegen. Aerobes, langandauerndes Ausdauertraining kann ausgeprägtere Veränderungen in der Funktion der Darmbarriere und im Nährstoffstoffwechsel bewirken, was zu einer höheren mikrobiellen Diversität führt. Anaerobes, kurzzeitiges Sprinttraining hingegen könnte in erster Linie die Struktur der mikrobielen Gemeinschaft beeinflussen, jedoch nicht die Diversität.

Die Studie fand eine signifikant höhere Häufigkeit von Segatella copri und Bifidobacterium adolescentis bei Sprintern im Vergleich zu Nicht-Sportlern. Vorhandene Beweise verbinden Segatella copri mit dem Kohlenhydratstoffwechsel und der Produktion kurzkettiger Fettsäuren (SCFA). SCFAs sind Stoffwechselprodukte, die von den darmmikrobiellen Gemeinschaften produziert werden und als wichtige Energiequellen für die Zellen des Darms dienen sowie den Glukosestoffwechsel und die Insulinsensitivität verbessern können. Diese Beobachtungen bieten eine vorläufige, korrelative Begründung, die das metabolische Potenzial von Segatella copri mit der Verfügbarkeit von Glukose als Substrat in Verbindung bringt, das relevant für die hohen Energiebedürfnisse beim Sprinten ist.

Bifidobacterium adolescentis ist ein gut dokumentiertes Probiotikum, das berichtet wurde, das Integrität der Darmbarriere zu verbessern, schädliche bakterielle Besiedlungen zu unterdrücken und Entzündungen sowie oxidativen Stress im Darm zu reduzieren, was wichtige Prozesse sind, die mit intensivem Sport verbunden sind. Diese Bakterienart wurde auch mit einer erhöhten Aufnahme und Nutzung von Aminosäuren, Calcium und anderen Nährstoffen in Verbindung gebracht.

Zusammenfassend deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Darmmikrobiota von Sprint-Sportlern eine ausgeprägte mikrobiale Gemeinschaftsstruktur und ein vorhergesagtes funktionelles Profil aufweist, das durch ein höheres Potenzial für den Kohlenhydrat- und Aminosäurestoffwechsel gekennzeichnet ist.

Die relativ kleine Stichprobe von Studenten könnte die statistische Aussagekraft verringern und die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass die Variabilität in der individuellen Darmmikrobiota die Ergebnisse beeinflusste.

Die Ernährungsinformationen wurden selbstberichtend erfasst, was zu Erinnerungsverzerrungen führen kann. Zukünftige Forschungen mit quantitativen Ernährungsanalysen in größerem Maßstab sind daher erforderlich, um diese Ergebnisse zu validieren.

Da die Studie beobachtend war, konnte sie keinen ursächlichen Zusammenhang zwischen Darmmikrobiota und Sprintleistung feststellen. Darüber hinaus wurden die Analysen nicht vollständig für potenzielle Störfaktoren wie die gesamte Energiezufuhr, diätetische Ergänzungen, Trainingsbelastungen, Schlafqualität und Stressniveaus angepasst. Zukünftige Forschungen, die diese Störfaktoren berücksichtigen, sind daher erforderlich, um zu klären, ob diese bakteriellen Signaturen die Sprintleistung direkt beeinflussen.

Quellen: