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# 健康科学# スポーツ医学

運動能力と腸内細菌:健康の大事な関係

運動が腸内細菌や全体の健康にどう影響するか。

David Martin, Mathis Bonneau, Luz Orfila, Mathieu Horeau, Mathilde Hazon, Romain Demay, Emmanuelle Lecommandeur, Rufin Boumpoutou, Arthur Guillotel, Pierrick Guillemot, Mickael Croyal, Pierre Cressard, Chrystèle Cressard, Anne Cuzol, Valérie Monbet, Frédéric Derbré

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腸の健康と運動の関係腸の健康と運動の関係身体活動が腸内細菌に与える影響を調べる。
目次

運動能力は、健康や長生きのチャンスに関して重要な要素だよ。これは、誰がどれだけの身体的努力を長時間維持できるかを示してる。身体が酸素をどれだけうまく使って脂肪を燃やすかを測る運動テストを行うことで、この能力を評価できるんだ。軽い活動の時は、健康な体は主に脂肪をエネルギー源として使うけど、活動レベルが上がると、体は筋肉や肝臓に蓄えられた糖から来る炭水化物に頼り始める。炭水化物のストックは限られてるから、エネルギーに脂肪をもっと使うことが、運動を長続きさせたり、全体的な運動能力を向上させたりするのに役立つんだ。

腸内細菌の役割

腸内細菌は、私たちの体がエネルギーを管理する上で重要な役割を果たしてる。腸内細菌がないマウスを使った研究では、これらのマウスは糖を吸収しにくく、筋肉の糖のストックが少ないため、運動能力が低いことがわかった。また、腸内細菌が正常に働いていないと、体は短鎖脂肪酸(SCFA)と呼ばれる有益な化合物をあまり生産しなくなっちゃうんだ。これは多くの身体プロセスにとって必要不可欠なんだ。

人間においては、トップアスリートはあまり活動しない人に比べて、腸内細菌の種類が豊富だって研究結果が出てる。しかし、多くの研究は、腸内細菌に影響を与える食事や体重を考慮してないから、結果が偏ってる可能性があるんだ。

人間における運動能力と腸内細菌の研究

最近の研究では、食事や体型に関係なく、人々の運動能力と腸内細菌の関連を調べたんだ。研究者たちは、運動能力が腸内細菌の生態系や糞便中のSCFAのレベルに影響を与えることを発見した。面白いことに、運動能力が極端に高い人は、腸内細菌の種類が少なくて、腸の特定の有益な機能が低いことがわかった。

さらに研究を進めるために、研究者たちは活発な人から糞便を取り出して、腸内細菌を除去したマウスに移植したんだ。結果は、活発な人の腸内細菌がマウスのインスリン管理や糖のストック能力に影響を与えたことを示して、運動能力に関連する腸内細菌が代謝の健康にどれだけ重要かを強調した。

人間の臨床研究とマウス実験

研究は、健康な人間の参加者を慎重に選んだパイロット臨床調査を含んでた。主な目的は、異なるグループ間での食事習慣の違いをあまり大きくしないことだった。各参加者は糞便サンプルを提供し、酸素消費量や脂肪使用量を測定する運動テストを受けた。

マウス実験では、特定の系統のマウスが選ばれて、治療を受けないグループと、人間のドナーから糞便を受け取るグループに分けられた。マウスは運動せずに制御された環境で飼育されて、観察された効果が移植された腸内細菌によるものであることを確実にするようにしたんだ。

参加者は食事頻度のアンケートに記入して、日々の栄養摂取量を推定した。研究者たちは皮膚の厚さで体脂肪も測定した。その後、参加者はさらなる分析のために糞便サンプルを集め、身体能力を評価するための運動テストを行った。

糞便移植の結果

マウスに糞便が移植された後、研究者たちはマウスの腸内細菌に大きな変化があったことを観察した。腸内細菌は、人間のドナーの運動能力に基づいて異なってたんだ。特に、高い運動能力を持つ人から糞便を受け取ったマウスでは、特定の腸内細菌の種類がより多く見られたよ。

マウスは運動能力、インスリン感受性、筋肉内の糖のストックレベルを評価された。結果は、ある腸内細菌とより良い代謝プロフィールとの明確な関係を示して、特定の腸内細菌を持つマウスはインスリン感受性が向上し、筋肉内の糖のレベルも高かった。

運動能力と腸内微生物群の関係

研究は、運動能力が腸内細菌とかなり関連があることを明らかにした。アスリートは多様性が欠けた腸内細菌の構造を持つ傾向があって、これはあまり活動しない人と対照的だ。この多様性の低下は、高いエネルギー需要に適応するための体の必要性に関連してるかもしれない。

さらに、研究は特定の腸内細菌群が、プロピオン酸という特定のSCFAの高レベルと関連していることを示した。プロピオン酸は、運動能力や脂肪燃焼を向上させるのに役立つ可能性があるって知られてるんだ。

食事の影響

興味深いことに、腸内細菌の構成は運動能力に基づいて異なったけど、腸内細菌に対する食事の全体的な影響も依然として重要だった。食事が役割を果たすかもしれないけど、非常に高い身体活動レベルの人々の場合、運動の影響が腸内細菌構成に対する食事の習慣を超えたんだ。

腸内細菌とエネルギーレベルの関係は、身体活動を通じてどれだけのエネルギーを消費できるかに影響されるようだ。身体的にうまくいく人々には、腸内細菌に変化があって、多様性が低下するけど、エネルギー生産が向上する可能性があるんだ。

糞便微生物移植の含意

糞便微生物移植(FMT)は、肥満や糖尿病のようなさまざまな健康状態の治療に役立つことが認識されているよ。この研究の洞察から、運動能力に基づいて健康な人間のドナーを選ぶことがFMTの利点を高めるかもしれないって示唆された。つまり、高い身体活動をもつ人は、他の人の代謝問題の治療に役立つより有益な腸内細菌を持つ可能性があるんだ。

全体的に、この研究の結果は、運動能力腸内細菌、代謝の健康との複雑な相互作用を示唆してる。高い運動レベルは、腸内細菌の種類に影響を与えるだけじゃなくて、これらの細菌の機能を再形成するんだ。

今後の研究の方向性

この研究は、運動、食事、腸の健康がどのように関連するかを理解するための新しい研究の道を切り開いてるよ。運動能力のあるドナーをFMTのために選ぶことの含意は、さまざまな健康問題の治療戦略を革命的に変える可能性があるね。さらに、運動活動を取り入れることで、アスリートでも非アスリートでも腸内細菌の管理を向上させる方法を探るために、さらなる調査が必要なんだ。

運動能力が腸内微生物叢にどのように影響を与えるかを詳しく見ることで、ライフスタイルの変化が健康改善にどれだけの可能性があるかを理解できるかもしれないよ。この研究は、運動と栄養を組み合わせて腸の健康や全体的な幸福を最適化する重要性を強調してるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Atypical gut microbial ecosystem from athletes with very high exercise capacity improves insulin sensitivity and muscle glycogen store in mice

概要: BackgroundThe gut bacterial ecosystem plays a key role in the hosts energy metabolism, and potentially in the hosts exercise capacity, recognized as a powerful predictor of health status and risk of mortality. ObjectiveTo deepen our understanding of the gut bacterial ecosystem relationship with hosts exercise capacity and energy metabolism, we characterized the gut microbiota in a cohort of healthy humans with heterogeneous exercise capacities, and next determined the impact of fecal microbiota transplantation (FMT) from donors of this cohort on energy metabolism and exercise capacity of recipient mice. Design50 male normo-weight participants (from inactive to elite endurance athletes) performed food frequency questionnaire (FFQ) and exercise tests to determine exercise capacity parameters (VO2max, fat oxidation, exercise energy expenditure). Metagenomic shotgun and metabolomic analyses were performed to characterize gut microbiota ecosystem and short-chain fatty acids (SCFAs) on human and mice fecal samples. Mice performed running exercise capacity tests and metabolic parameters were determined in skeletal muscle and plasma samples. ResultsWhile our data support that the bacterial ecosystem appears to be modestly altered between individuals with low to high exercise capacities, we report that gut bacterial -diversity, density, and functional richness are significantly reduced in athletes with very high exercise capacity. By using FMT, we report that the engraftment of these atypical gut microbiota improves insulin sensitivity and muscle glycogen stores into transfected mice. ConclusionOur data highlight promising therapeutic perspectives in fecal transplantation from human donors selected based on exercise capacity parameters. What is already known on this topic- Gut microbiota ecosystem directly affects exercise capacity and muscle energy metabolism. - Athletes with high exercise capacity exhibit greater gut microbiota diversity and an over-representation of some bacterial species compared to inactive individuals, but current available data present major bias including the lack of consideration of dietary habits and body composition. What this study adds- Exercise capacity is associated with atypical gut microbiota communities, independently of food habits and body composition. - Atypical gut microbial ecosystem from athletes with very high exercise capacity are related to high fecal propionate content, but negatively associated with gut microbiota -diversity, bacterial density and gut microbiota functional abundance. - Depending on the donors exercise capacity, gut bacterial ecosystems affect insulin sensitivity, but not exercise capacity, of transfected mice. How this study might affect research, practice or policy: - These data open promising research perspectives: 1) to improve the management of the gut microbiota ecosystem of elite athletes and patients performing adapted physical activity for therapeutic purposes, and 2) to personalize FMT in patients treated for non-communicable diseases by including exercise capacity parameters in the clinical criteria for donor selection.

著者: David Martin, Mathis Bonneau, Luz Orfila, Mathieu Horeau, Mathilde Hazon, Romain Demay, Emmanuelle Lecommandeur, Rufin Boumpoutou, Arthur Guillotel, Pierrick Guillemot, Mickael Croyal, Pierre Cressard, Chrystèle Cressard, Anne Cuzol, Valérie Monbet, Frédéric Derbré

最終更新: Sep 30, 2024

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.27.24314273

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.27.24314273.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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