Vliv cvičení na střevní mikrobiom dospělých s nadváhou a obezitou s prediabetem

V USA má PreD 91,8 milionu dospělých. Prevence progrese PreD do diabetu 2. typu (T2D) je životně důležitá. Pravděpodobnost kardiovaskulárních onemocnění je vyšší u pacientů s T2D, s 327 miliardami dolarů ročně vynaloženými na léčbu T2D. Významné vědecké organizace proto požadovaly studie nových meziproduktů spojujících zdravotní chování s preklinickým kardiometabolickým onemocněním (CMD; např. PreD), aby se snížilo budoucí riziko klinického onemocnění. Fyzická aktivita (PA) je klíčovým modifikovatelným determinantem dobrého zdraví. Dodržování doporučení PA je spojeno s 25–35% snížením mortality ze všech příčin v závislosti na dávce, přičemž přínos pravidelné PA střední intenzity je pouze 75 minut/týden. Ve skutečnosti byla intervence v rámci Programu prevence diabetu zdůrazňující účast PA na doporučených úrovních stejně úspěšná jako metformin v prevenci incidentu T2D, pravděpodobně částečně díky snížení tělesné hmotnosti o 5 kg během této studie. Dopad PA na snížení rizika onemocnění však není zcela vysvětlen rizikovými faktory CMD nebo úbytkem hmotnosti, přičemž mechanismy jsou stále nejasné a je nutné je prozkoumat. Střevní mikroflóra a mikrobiom byly považovány za mechanické meziprodukty spojující PA s oslabeným vývojem CMD. Není však znám žádný výzkum, který by zkoumal změny související s cvičením v lidském střevním mikrobiomu nebo taxonech produkujících SCFA v populaci s preklinickým CMD, jako je PreD, a jak tyto změny zprostředkovávají změny v indexech CMD a tělesné hmotnosti.

Navrhovaný projekt je tedy inovativní minimálně ze dvou důvodů. Za prvé, jak bylo uvedeno, výzkumníci neznají žádnou studii u jedinců s PreD, která by zkoumala, jak může program chůze se střední intenzitou modifikovat střevní mikrobiom a taxony produkující SCFA. Za druhé, vyšetřovatelé použijí formální mediační analýzy, aby prozkoumali míru, do jaké změny související s cvičením ve střevním mikrobiomu a taxonech produkujících SCFA vysvětlují změny pozorované v indexech CMD a tělesné hmotnosti. Tyto průzkumné analýzy umožní hlubší interpretaci fyziologických mechanismů, kterými může cvičení zlepšit zdraví a poskytnout informace o budoucí konstrukci pokusů. Tato studie skutečně poskytne kritické předběžné důkazy pro větší studii financovanou NIH R01 předloženou NIDDK, NHLBI nebo NCI, přičemž NIH se zavázala financovat inovativní vědecké návrhy zahrnující mikrobiom. Vyšetřovatelé použijí pozorování této studie k určení: 1) které taxony ve střevním mikrobiomu jsou nejvíce ovlivněny středně intenzivní chůzí; 2) intra- a interpersonální variabilita změn střevní mikroflóry v důsledku středně intenzivní chůze; a 3) zda pevná frekvence, intenzita a trvání implementované chůze vede ke smysluplným změnám. Pozorování ve vztahu k těmto bodům budou informovat o návrhu a realizaci budoucích intervencí ke snížení preklinických chorobných stavů, jako je PreD, mechanisticky informovaným způsobem.