Charakterizace signatury střevní mikrobioty podle fyzické kondice a její důsledky pro zdraví střev. (MICROPEPS)

Střevní mikrobiota zahrnuje všechny mikroorganismy – bakterie, viry a houby – které osídlují trávicí trakt. Kolonizace začíná při narození a vyvíjí se po celý život pod vlivem četných faktorů, jako je strava, užívání antibiotik, spánek, stres, fyzická aktivita, vystavení environmentálním činitelům, stejně jako věk, pohlaví a etnický nebo migrační původ (Hou et al., 2022).

Tento mikrobiální ekosystém plní několik zásadních funkcí pro svého hostitele, včetně trávení a vstřebávání živin, imunitní regulace a ochrany proti patogenům (Estaki et al., 2016). Fermentací složitých sacharidů, zejména dietních vláken nestravitelných lidskými enzymy, určité bakterie produkují mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA), především butyrát, propionát a acetát. Tyto metabolity hrají klíčovou roli při udržování integrity střevní bariéry a v energetickém metabolismu kolonocytů (Estaki et al., 2016).

Když je složení nebo funkce mikrobioty narušena, ať už v diverzitě, relativních poměrech nebo metabolických drahách, nastává stav dysbiózy. Tato nerovnováha je často pozorována u různých patologických stavů a byla spojena s rozvojem onemocnění, jako je diabetes, určité typy rakoviny, ateroskleróza, astma, zánětlivá onemocnění střev (IBD) a dokonce deprese (Hou et al., 2022).

IBD zahrnuje Crohnovu chorobu (CD) a ulcerózní kolitidu (UC). Zatímco CD je charakterizována nespojitými lézemi v celém gastrointestinálním traktu, UC zahrnuje kontinuální a povrchový zánět tlustého střeva. Tyto patologie postihují 0,3–0,5 % světové populace (Ng et al., 2017). Četné studie prokázaly významné rozdíly ve složení mikrobioty mezi pacienty s IBD a zdravými jedinci (Oligschlaeger et al., 2019), což vede ke zhoršené funkci střevní bariéry (Qiu et al., 2022).

Paralelně rostoucí množství důkazů naznačuje, že střevní mikrobiota fyzicky aktivních jedinců se liší od mikrobioty lidí se sedavým způsobem života (Estaki et al., 2016; Clarke et al., 2014; Barton et al., 2017; Mohr et al., 2020).

V nedávné době naše laboratoř charakterizovala střevní mikrobiotu 50 dobrovolníků, od neaktivních jedinců až po elitní sportovce s vysokou (elitní fotbalisté) a velmi vysokou (elitní cyklisté) pohybovou kapacitou (EXOMIC, NCT05220657). Naše data odhalila, že pohybová kapacita ovlivňuje ekologii střevních mikrobů a hladiny fekálních SCFA, nezávisle na stravě. Zajímavé je, že jedinci s velmi vysokou pohybovou kapacitou vykazovali sníženou mikrobiální diverzitu, hustotu a množství funkčních drah, což vyvolává otázky, zda jsou takové mikrobiální ekosystémy prospěšné pro energetický metabolismus hostitele a sportovní výkon. Použitím FMT od lidských dárců z naší kohorty na antibiotiky léčené myši jsme dále prokázali, že mikrobiota dárce, spojená s pohybovou kapacitou, ovlivňuje inzulinovou senzitivitu a zásoby svalového glykogenu u příjemců myší, čímž zdůrazňuje kritickou roli střevní mikrobioty spojené s pohybovou aktivitou při formování metabolických odpovědí hostitele (Martin et al., 2025).

V tomto kontextu si tato klinická studie klade za cíl charakterizovat bakteriální metagenom střevní mikrobioty napříč kontinuem od sedavých jedinců až po elitní sportovce s vysokými nebo velmi vysokými energetickými nároky a určit, zda jsou specifické složení střevní mikrobioty a funkční profily spojeny s různými úrovněmi pohybové kapacity. Konečným cílem tohoto projektu je vytvořit biobanku fekální mikrobioty pro budoucí výzkum střevního zdraví.

Klinický protokol MICROPEPS je prospektivní, jednocentrová, komparativní a minimálně intervenční studie. V rámci tohoto protokolu nebude testován žádný lék, zdravotnický prostředek nebo produkt. Studie bude provedena na platformě Exermove (laboratoř M2S) za účelem vyhodnocení pohybové kapacity a metagenomického profilu střevní mikrobioty u aktivních, trénovaných a vysoce trénovaných vytrvalostních mužů. Účastníci absolvují tři laboratorní návštěvy:

1. Inkluzní návštěva: antropometrická měření, dotazníky o stravě a fyzické aktivitě. Účastníci následně obdrží sadu pro odběr stolice, aby odebrali a zaslali vzorek stolice do sedmi dnů.
2. Druhá návštěva: inkrementální cyklistický test ke stanovení VO₂max.
3. Třetí návštěva: metabolická hodnocení v podmínkách lačnění, v klidu a během submaximální zátěže.

Metabolické parametry měřené během těchto testů (např. VO₂max, výkon na aerobním a anaerobním prahu, maximální oxidace sacharidů a lipidů) budou korelovány s metagenomickými daty získanými z fekálních vzorků.

Dále studie založí biobanku fekální mikrobioty dárců stratifikovaných podle pohybové kapacity. Použitím myšího modelu transplantace fekální mikrobioty kombinovaného s DSS-indukovanou kolitidou je konečným cílem určit, jak pohybová kapacita dárce a střevní mikrobiální ekosystémy ovlivňují zánětlivé odpovědi a střevní permeabilitu.