Udforskning af forholdet mellem tarmmikrobiomet, fysiske konditionsniveauer og metaboliske reaktioner på træning (EXOMIC)

Tarmmikrobiota er alle mikroorganismer inklusive bakterier, archaea og mikroskopiske eukaryoter, der lever i fordøjelseskanalen hos mennesker eller pattedyr. Alle disse mikroorganismer lever i homeostase i mave-tarmkanalen og giver en række fordele til værtens immunsystem og energimetabolisme i en tilstand kaldet eubiose. Tværtimod opstår en tilstand af dysbiose, når mangfoldigheden af ​​kommensale bakterier reduceres, især i nogle kroniske sygdomme, herunder fedme, cancer eller mave-tarmsygdomme. I løbet af det sidste årti har omfattende undersøgelser fremhævet, at der eksisterer en sammenhæng mellem sammensætning af tarmmikrobiota og sportspræstation. Forskerholdet identificerede især en direkte forbindelse mellem tarmmikrobiota og skeletmuskulatur, et nøgleorgan i sportspræstationer (Nay et al. 2019). Ved hjælp af gnavermodeller observerede de, at 1) udholdenhedsydelsen blev reduceret hos mus, for hvilke tarmmikrobiomet var blevet eksperimentelt destrueret (Nay et al. 2019), og 2) reduktionen af ​​udholdenhedsydelsen skyldtes lavere muskelglykogenniveauer, en nøgleenergisubstrat for muskeludholdenhed.

Supplerende forskning er blevet udført i mennesker for at karakterisere virkningen af ​​fysisk aktivitet på tarmens mikrobiota sammensætning og funktion. En undersøgelse udført i en stor amerikansk kohorte på 1500 individer har således fremhævet, at tarmmikrobiota-diversiteten var meget vigtigere hos individer, der udfører regelmæssig fysisk aktivitet (3-5 gange om ugen eller mere) sammenlignet med fysisk inaktive mennesker. De få undersøgelser, der er udført i top-atleter, er i overensstemmelse med disse resultater. Det er faktisk blevet påvist, at internationale irske rugbyspillere udviste en klart højere mikrobiel diversitet end inaktive og stillesiddende populationer forbundet med højere produktion af kortkædede fedtsyrer (SCFA), nogle vigtige energisubstrater produceret af kommensale bakterier (Clarke et al. 2014) ; Barton et al. 2018). Omvendt, når mennesker er fuldstændig fysisk dekonditionerede såsom astronauter under mikrotyngdekraft eller sengeliggende patienter, sker der en tydelig ændring af tarmmikrobiotasammensætningen i mave-tarmkanalen (Voorhies og al. 2019). Sådanne forskelle mellem atleter på topniveau, inaktive eller ekstremt inaktive individer kan ikke kun forklares med livsstil, især diæt. Longitudinelle undersøgelser har faktisk klart vist, at en træningsperiode på flere uger kan øge tarmens mikrobielle mangfoldighed hos mennesker, hvilket tyder på en øget kapacitet af tarmmikrobiota til at udvinde energi fra mad, især fra kostfibre (Allen et al. 2018). Alt i alt understøtter disse data, at tarmmikrobiotaen kunne tilpasse sig kroppens energibehov, virkelig højere hos top-atleter eller betydeligt lavere hos ekstremt inaktive individer (f.eks. astronauter eller sengeliggende patienter). Disse data tyder også på, at tarmmikrobiota kunne informere om kroppens metaboliske tilstand hos et individ.

I denne sammenhæng sigter denne kliniske undersøgelse på at karakterisere det bakterielle metagenom af tarmmikrobiota fra populationer placeret i et kontinuum fra stillesiddende mennesker til top-niveau atleter med høj (dvs. fodboldspillere), selv meget høje energibehov (dvs. cyklister). Det endelige i dette projekt er således at afgøre, om det eksisterer en eller anden bakteriel profil, der gør det muligt at karakterisere, endda at forudsige, energimetabolismen hos en atlet og dermed sandsynligheden for at præstere i konkurrence.

Til dette formål vil vi vurdere de metaboliske reaktioner på træning fra forskellige atletiske populationer (dvs. elitecyklister og fodboldspillere) og ikke-aktive af moderat aktive befolkningsgrupper. Alle frivillige (n=50) vil udføre 3 besøg i M2S-laboratoriet: 1) et inklusionsbesøg inklusive antropometriske målinger, kost- og fysisk aktivitetsundersøgelser, og hvorefter den frivillige vil forlade laboratoriet med et Nahibu-kit, der gør det muligt at sende os en fækal prøve inden for de næste 7 dage, 2) et andet besøg for at udføre den inkrementelle cyklustest, 3) et sidste besøg for at udføre metaboliske målinger i fastende tilstand i basale og under submaksimale øvelser. De metaboliske parametre målt under disse tests (f.eks. VO2max, effekt i aerobe og anaerobe tærskler, maksimal kulhydrat og lipidoxidation) vil derefter blive relateret til de metagenomiske haglgeværdata opnået i fækale prøver.