Unterschiedliche Übungsmodalitäten im Darmmikrobiom (DEMGUTS)

Das Darmmikrobiom ist ein wichtiger Regulator des Stoffwechsels und hat sich in letzter Zeit als relevanter Faktor für die Gesundheit und Erkrankung des Bewegungsapparats herausgestellt, insbesondere für Veränderungen der Skelettmuskelmasse und -funktion über eine Kommunikationsachse, die als Darm-Muskel-Achse bekannt ist. Dieser postulierte Darm-Muskel-Kommunikationsweg eröffnet die attraktive Möglichkeit, dass Wissenschaftler durch Manipulation der Zusammensetzung und Funktion der Darmmikrobiota Veränderungen in der Gesundheit der Skelettmuskulatur bewirken und gesundheitsschädliche Folgen der Sarkopenie verhindern könnten. Daher können therapeutische Strategien, die zur Modulation der Zusammensetzung des Darmmikrobioms entwickelt wurden, klinisch bedeutsame Auswirkungen auf den altersbedingten Muskelschwund und den Rückgang der körperlichen Funktion haben. Es hat sich gezeigt, dass Bewegung das Darmmikrobiom bei älteren Erwachsenen moduliert, es gibt jedoch kaum Belege aus gut konzipierten randomisierten klinischen Studien. Einerseits empfehlen aktuelle Leitlinien Krafttraining, um den altersbedingten Verlust der Skelettmuskulatur und die Beeinträchtigung der körperlichen Funktion zu reduzieren. Andererseits ist Aerobic-Training mit einer erhöhten Diversität der Mikrobiota und einem Anstieg der SCFA-produzierenden Taxa verbunden, was mit gesundheitlichen Vorteilen und einer verbesserten Funktion der Skelettmuskulatur in Verbindung gebracht wird. Angesichts der Tatsache, dass diese beiden Trainingsprogramme unterschiedliche bioenergetische Wege haben, stellte das Studienteam die Hypothese auf, dass jedes Programm unterschiedliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms fördert. Im Gegensatz dazu kann die Kombination beider Trainingsformen (Widerstand + Aerobic) zu einem zusätzlichen Effekt führen. Daher ist die Aufklärung der Auswirkungen dieser Trainingsprogramme auf das Darmmikrobiom von entscheidender Bedeutung, um diese relevante Wissenslücke zu schließen und zur Klärung des optimalen Trainingsprogramms zur Behandlung von Sarkopenie beizutragen. Das langfristige Ziel des Forschungsteams besteht darin, eine fortlaufende Forschungslinie zu entwickeln, um die Auswirkungen dieser verschiedenen Trainingsprogramme (d. h. Widerstands-, Aerobic- und gleichzeitiges Trainingstraining) auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms und der aus dem Darm stammenden Metaboliten zu untersuchen und deren Auswirkungen zu untersuchen auf Skelettmuskelmasse und -funktion bei älteren Erwachsenen mit Sarkopenie. Methodik: Studiendesign: Dieses Projekt wird eine dreiarmige, offene, randomisierte, kontrollierte Pilotstudie (RCT) verwenden, die darauf ausgelegt ist, die Auswirkungen unterschiedlicher Trainingsprogramme auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms bei älteren Erwachsenen (Alter ≥ 60 Jahre) mit Sarkopenie zu bewerten . Methoden: In dieser Studie werden die Rekrutierungs-, Logistik- und Materialressourcen eines Community-Übungsprogramms genutzt. Diejenigen, die unsere Vorauswahlkriterien erfüllt haben, werden von einem Studienteilnehmer kontaktiert und über die Ziele, Verfahren, Risiken/Unannehmlichkeiten und Vorteile der Studie informiert. Teilnehmer, die damit einverstanden sind, werden zu einem persönlichen medizinischen Screening-Besuch eingeladen, um die endgültigen Einschluss-/Ausschlusskriterien zu beurteilen und ihre schriftliche Einverständniserklärung (vor der Einschreibung) abzugeben. Bei diesem Besuch werden die Freiwilligen durch klinische Untersuchung, Medikamentenanamnese und einen Handgriff-Dynamometrietest (ein objektiver Indikator für Sarkopenie) beurteilt, um die Eignung der Teilnehmer zu beurteilen. Diejenigen, die alle Einschluss-/Ausschlusskriterien erfüllen, werden nach dem Zufallsprinzip (N=69; 23/Gruppe) drei verschiedenen Trainingsprogrammen zugeordnet: i) Aerobic-Training (AER), ii) Widerstandstraining (RES) oder iii) gleichzeitiges Training (RES+AER). Ziel dieses Projekts ist die Randomisierung von bis zu n=69 Teilnehmern (n=23/Gruppe) auf der Grundlage von Erkenntnissen aus einer kürzlich durchgeführten systematischen Überprüfung mit Metaanalyse (11). Die Teilnehmer nehmen an beaufsichtigten, zentrumsbasierten Übungsinterventionen teil (12 Wochen, 3 Tage/Woche, 60 Minuten/Tag), die entweder aus moderatem Aerobic-Training [60-70 % HRmax] oder Widerstandstraining [8 Übungen/Hauptmuskelgruppen; 6-12 Wiederholungen; 60-75 % 1RM] oder eine Kombination aus beidem (RES+AER). Bewertungen: Alle Teilnehmer werden zu folgenden Zeitpunkten bewertet: i) zu Studienbeginn; ii) Ende der Intervention (14 Wochen); und iii) bei Abschluss (26 Wochen). Die Gesamtdauer der Studie beträgt 26 Wochen. Bei jedem Studienbesuch absolvieren die Teilnehmer einen Skelettmuskelkrafttest, körperliche Leistungstests, eine Beurteilung der Körperzusammensetzung und geben eine Blut-, Urin- und Stuhlprobe im nüchternen Zustand ab. Weitere wichtige Störvariablen werden ebenfalls erfasst, darunter die Nahrungsaufnahme (anhand eines 3-Tage-Tagebuchs), die tägliche körperliche Aktivität (unter Verwendung eines Fitness-Trackers – Fitbit am Handgelenk), die Einnahme von Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln sowie damit verbundene Komorbiditäten (bewertet anhand eines Fragebogens zur Krankengeschichte und zur Medikamentenhistorie). . Gemäß dem Studiendesign wird das Studienteam außerdem Folgendes bewerten: a) Bindungs- und Fluktuationsraten; b) Einhaltung von Übungsinterventionen; c) Sicherheit; d) Interventionseffekt auf abhängige Ergebnisse. Der Erfolg der Rekrutierungs- und Retentionsraten wird an der Anzahl der rekrutierten Teilnehmer, der Anzahl der Abbrecher und den Verlusten gemessen, die während der gesamten Studie nachverfolgt werden müssen. Die Einhaltung der Übungsintervention wird vom Studienpersonal sorgfältig dokumentiert und anhand der Anzahl der besuchten Sitzungen gemessen. Die Sicherheit wird anhand der Anzahl und/oder Schwere der unerwünschten Ereignisse gemessen, die auf die Intervention zurückzuführen sind, und vom Studienpersonal während der gesamten Studie überwacht und aufgezeichnet. Ziele: Primäres Ziel: Das primäre Ergebnis wird die Veränderung der relativen Häufigkeit von Faecalibacterium prausnitzii und anderen SCFA-produzierenden Bakterien nach dem Eingriff (14 Wochen) sein. Zu den sekundären Ergebnissen gehören: 1) Veränderung der relativen Häufigkeit von Faecalibacterium prausnitzii bei Abschluss (26 Wochen); 2) Veränderung der relativen Häufigkeit der Gattungen Lactobacillus und Bifidobacterium nach dem Eingriff und am Ende der Nachbeobachtung. Sekundäres Ziel: Eine Reihe komplementärer Ergebnisse wird ebenfalls bewertet, um die Auswirkungen jedes Übungseingriffs umfassend zu charakterisieren, einschließlich Körperzusammensetzung, Skelettmuskelfunktion, funktionelle Leistung und allgemeine Zusammensetzung des Darmmikrobioms. Diese breite Reihe von Ergebnissen wird eine umfassende Bewertung der Auswirkungen dieser unterschiedlichen Trainingsprogramme auf die Darmmikrobiota und auf mehrere Gesundheitsergebnisse ermöglichen, die für die Modulation des Darmmikrobioms und der Sarkopenie von entscheidender Bedeutung sind, und kann auf andere mechanistische Zusammenhänge hinweisen, die derzeit noch ungeklärt sind. Erwartete Ergebnisse: Das Untersuchungsteam stellte die Hypothese auf, dass die Kombination von Aerobic- und Krafttraining einen größeren Einfluss auf das Darmmikrobiom haben wird, insbesondere durch die Erhöhung der relativen Häufigkeit von Faecalibacterium prausnitzii und anderen SCFA-produzierenden Bakterienstämmen sowie eine Steigerung der Skelettmuskelmasse und -stärke sowie verbesserte körperliche Leistungsmessungen in der Trainingsgruppe für gleichzeitiges Training.