Karakterisering af tarmmikrobiotas signatur i forhold til fysisk form og dens implikationer for tarmens sundhed. (MICROPEPS)

Tarmmikrobiotaen omfatter alle mikroorganismer - bakterier, vira og svampe - der bebor fordøjelseskanalen. Kolonisering begynder ved fødsel og udvikler sig gennem livet under påvirkning af adskillige faktorer såsom kost, antibiotikabrug, søvn, stress, fysisk aktivitet, eksponering for miljøfaktorer samt alder, køn og etnisk eller migratorisk baggrund (Hou et al., 2022).

Dette mikrobielle økosystem udfører flere essentielle funktioner for sin vært, herunder fordøjelse og næringsoptagelse, immunregulering og beskyttelse mod patogener (Estaki et al., 2016). Gennem fermentering af komplekse kulhydrater, især kostfibre som ikke kan fordøjes af humane enzymer, producerer visse bakterier kortkædede fedtsyrer (SCFA'er), primært butyrat, propionat og acetat. Disse metabolitter spiller en nøglerolle i at opretholde tarmbarrierens integritet og i energimetabolismen i kolonocytter (Estaki et al., 2016).

Når den mikrobielle sammensætning eller funktion ændres, uanset om det er i diversitet, relative proportioner eller metaboliske veje, opstår en tilstand af dysbiose. Denne ubalance observeres hyppigt i forskellige patologiske tilstande og er blevet associeret med udviklingen af sygdomme såsom diabetes, visse kræftformer, aterosklerose, astma, inflammatoriske tarmsygdomme (IBD) og endda depression (Hou et al., 2022).

IBD omfatter Crohns sygdom (CD) og ulcerøs colitis (UC). Mens CD karakteriseres ved diskontinuerlige læsioner i hele mave-tarmkanalen, involverer UC kontinuerlig og overfladisk inflammation i tyktarmen. Disse patologier rammer 0,3-0,5% af den globale befolkning (Ng et al., 2017). Adskillige undersøgelser har påvist signifikante forskelle i mikrobiotasammensætning mellem IBD-patienter og raske individer (Oligschlaeger et al., 2019), hvilket fører til nedsat tarmbarrierefunktion (Qiu et al., 2022).

Parallelt med dette antyder en voksende mængde evidens, at tarmmikrobiotaen hos fysisk aktive individer adskiller sig fra den hos stillesiddende mennesker (Estaki et al., 2016; Clarke et al., 2014; Barton et al., 2017; Mohr et al., 2020).

For nylig karakteriserede vores laboratorium tarmmikrobiotaen hos 50 frivillige, spændende fra inaktive individer til eliteatleter med høj (elitefodboldspillere) og meget høj (elitecykelryttere) træningskapacitet (EXOMIC, NCT05220657). Vores data afslørede, at træningskapacitet påvirker tarmens mikrobielle økologi og fækale SCFA-niveauer uafhængigt af kost. Interessant nok viste individer med meget høj træningskapacitet reduceret mikrobiel diversitet, tæthed og funktionel vejrigdom, hvilket rejser spørgsmål om, hvorvidt sådanne mikrobielle økosystemer er gavnlige for værtens energimetabolisme og træningspræstation. Ved at bruge FMT fra humane donorer i vores kohort til antibiotikabehandlede mus demonstrerede vi yderligere, at donnermikrobiota, forbundet med træningskapacitet, påvirker insulinfølsomhed og muskelglykogenlagring i modtager-mus, hvilket fremhæver den kritiske rolle af trænings-associeret tarmmikrobiota i at forme værtens metaboliske responser (Martin et al., 2025).

I denne sammenhæng sigter denne kliniske undersøgelse mod at karakterisere det bakterielle metagenom af tarmmikrobiotaen på tværs af et kontinuum spændende fra stillesiddende individer til eliteatleter med høje eller meget høje energikrav, og at afgøre, hvorvidt specifik tarmmikrobiotasammensætning og funktionelle profiler er associeret med forskellige niveauer af træningskapacitet. Det ultimative mål med dette projekt er at skabe en fækal mikrobiotabiobank til fremtidig forskning i tarmens sundhed.

MICROPEPS kliniske protokol er en prospektiv, single-center, komparativ og minimalt interventionel undersøgelse. Ingen lægemidler, medicinsk udstyr eller produkter vil blive testet inden for denne protokol. Undersøgelsen vil blive gennemført på Exermove-platformen (M2S Laboratorium) for at evaluere træningskapacitet og metagenomisk signatur af tarmmikrobiotaen hos aktive, trænede og højttrænede udholdenhedsmænd. Deltagere vil deltage i tre laboratoriebesøg:

1. Inklusionsbesøg: antropometriske målinger, spørgeskemaer om kost og fysisk aktivitet. Deltagere vil derefter modtage et fækalsamlingssæt til at indsamle og sende en afføringsprøve inden for syv dage.
2. Andet besøg: inkrementel cykeltest til bestemmelse af VO₂max.
3. Tredje besøg: metaboliske vurderinger under fastende forhold, i hvile og under submaksimal træning.

Metaboliske parametre målt under disse test (f.eks. VO₂max, effekt ved aerobe og anaerobe tærskler, maksimal kulhydrat- og lipidoxidation) vil blive korreleret med metagenomiske shotgun-data opnået fra fækale prøver.

Derudover vil undersøgelsen etablere en fækal mikrobiotabiobank af donorer stratificeret efter træningskapacitet. Ved at bruge en musemodel for fækal mikrobiotatransplantation kombineret med DSS-induceret colitis er det endelige mål at afgøre, hvordan donorernes træningskapacitet og tarmens mikrobielle økosystemer påvirker inflammatoriske responser og tarmpermeabilitet.