Einfluss von Bewegung auf das Darmmikrobiom von übergewichtigen und fettleibigen Erwachsenen mit Prädiabetes

In den USA haben 91,8 Millionen Erwachsene PreD. Das Verhindern des Fortschreitens von PreD zu Typ-2-Diabetes (T2D) ist von entscheidender Bedeutung. Die Wahrscheinlichkeit einer Herz-Kreislauf-Erkrankung ist bei Patienten mit T2D höher, wobei 327 Milliarden US-Dollar pro Jahr für die Behandlung von T2D ausgegeben werden. Große wissenschaftliche Organisationen haben daher Studien zu neuartigen Zwischenprodukten gefordert, die das Gesundheitsverhalten mit präklinischen kardiometabolischen Erkrankungen (CMD; z. B. PreD) in Verbindung bringen, um das zukünftige klinische Krankheitsrisiko zu senken. Körperliche Aktivität (PA) ist eine wichtige modifizierbare Determinante für eine gute Gesundheit. Die Einhaltung der PA-Empfehlung ist mit einer dosisabhängigen Reduzierung der Gesamtmortalität um 25-35 % verbunden, wobei nur 75 Minuten/Woche regelmäßiger PA von moderater Intensität von Vorteil sind. Tatsächlich war eine Intervention innerhalb des Diabetes-Präventionsprogramms, bei der die PA-Teilnahme in empfohlenen Mengen betont wurde, bei der Vorbeugung von T2D-Ereignissen ebenso erfolgreich wie Metformin, was wahrscheinlich teilweise auf eine Reduzierung des Körpergewichts um 5 kg während dieser Studie zurückzuführen ist. Der Einfluss von PA auf die Verringerung des Krankheitsrisikos lässt sich jedoch nicht vollständig durch CMD-Risikofaktoren oder Gewichtsverlust erklären, da die mechanistischen Wege noch unklar und unbedingt zu untersuchen sind. Die Darmmikrobiota und das Mikrobiom wurden als mechanistische Zwischenstufen postuliert, die PA mit der abgeschwächten CMD-Entwicklung verbinden. Es ist jedoch keine Forschung bekannt, die belastungsbedingte Veränderungen im menschlichen Darmmikrobiom oder SCFA-produzierende Taxa in einer Population mit einer präklinischen CMD wie PreD untersucht hat und wie diese Veränderungen Veränderungen der CMD-Indizes und des Körpergewichts vermitteln.

Das vorgeschlagene Projekt ist daher aus mindestens zwei Gründen innovativ. Erstens kennen die Forscher, wie bereits erwähnt, keine Studie an Personen mit PreD, die untersuchten, wie ein Gehprogramm mit moderater Intensität das Darmmikrobiom und SCFA-produzierende Taxa verändern kann. Zweitens werden die Forscher formale Mediationsanalysen verwenden, um zu untersuchen, inwieweit übungsbedingte Veränderungen des Darmmikrobioms und SCFA-produzierende Taxa die beobachteten Veränderungen der CMD-Indizes und des Körpergewichts erklären. Diese explorativen Analysen ermöglichen eine tiefere Interpretation der physiologischen Mechanismen, durch die Bewegung die Gesundheit verbessern kann, und informieren über zukünftige Studienkonstruktionen. Tatsächlich wird diese Studie wichtige vorläufige Beweise für eine größere, vom NIH R01 finanzierte Studie liefern, die beim NIDDK, NHLBI oder NCI eingereicht wird, wobei sich das NIH verpflichtet, innovative wissenschaftliche Vorschläge zum Mikrobiom zu finanzieren. Die Forscher werden die Beobachtungen dieser Studie verwenden, um zu bestimmen: 1) welche Taxa innerhalb des Darmmikrobioms am stärksten von mäßigem Gehen betroffen sind; 2) die Intra- und Inter-Person-Variabilität der Darmmikrobiota verändert sich aufgrund von Gehen mit mäßiger Intensität; und 3) ob die feste Häufigkeit, Intensität und Dauer des implementierten Gehens zu sinnvollen Änderungen führt. Beobachtungen in Bezug auf diese Punkte werden das Design und die Implementierung zukünftiger Interventionen beeinflussen, um präklinische Krankheitszustände wie PreD auf mechanistisch informierte Weise zu reduzieren.