Postbiotische Nahrungsergänzung, Zusammensetzung der Darmmikrobiota und durch körperliche Betätigung verursachte Entzündungen (PostBioExIn)

Akutes, heftiges und/oder ungewohntes exzentrisches Training kann Muskelverletzungen und Entzündungsreaktionen sowie oxidativen Stress, aber auch eine verminderte Muskelleistung hervorrufen. Aus diesem Grund konsumieren viele Profi- und Amateursportler häufig Nahrungsergänzungsmittel wie Antioxidantien, in der Hoffnung, Entzündungen und oxidativen Stress nach intensivem Training zu reduzieren.

Der menschliche Magen-Darm-Trakt wird von verschiedenen Mikroorganismen bewohnt, die als Darmmikrobiom (GM) bezeichnet werden. GM trägt unter anderem zur normalen Funktion des Immunsystems bei, trägt zur Produktion kurzkettiger Fettsäuren (SCFAs) und zur Vitaminsynthese sowie zur Verdauung und Aufnahme von Nahrungsmitteln bei, schützt vor Enteropathogenen und reguliert Entzündungen und Redox Antworten. Aktuelle Erkenntnisse deuten auch darauf hin, dass GM an der sportlichen Leistung beteiligt sein könnte. Im Gegensatz dazu ist eine Störung der gentechnisch veränderten Zusammensetzung (Dysbiose) durch eine verringerte Diversität, eine verringerte Häufigkeit gesundheitsfördernder Bakterien und eine erhöhte Häufigkeit gramnegativer und anderer pathogener Bakterien gekennzeichnet und wird mit verschiedenen Stoffwechselerkrankungen wie Fettleibigkeit, Diabetes usw. in Verbindung gebracht Formen von Krebs, systemischen Entzündungen, oxidativem Stress und verminderter Leistungsfähigkeit. Daher hat sich die Ergänzung mehrerer „Biotika“ als Mittel zur Regulierung der gentechnisch veränderten Bakterien zugunsten gesundheitsfördernder Bakterien herausgestellt.

Unter Postbiotika versteht man eine „Zubereitung unbelebter Mikroorganismen und/oder ihrer Bestandteile, die dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen verleiht“. Es gibt Hinweise darauf, dass eine Nahrungsergänzung mit Postbiotika den GM regulieren und folglich das Immunsystem stärken, die Darmpermeabilität verringern, antioxidative Mechanismen verbessern sowie die Erholung nach durch körperliche Betätigung verursachten Entzündungen beschleunigen, die Anpassung an körperliche Betätigung verbessern und die Leistung verbessern kann. Allerdings sind die wissenschaftlichen Daten zur möglichen positiven Wirkung einer zusätzlichen Gabe von Postbiotika begrenzt. Es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Rolle der Nahrungsergänzung mit Postbiotika auf die Zusammensetzung und Funktion gentechnisch veränderter Pflanzen, die durch körperliche Betätigung verursachte Entzündung und den Redoxstatus, aber auch auf die Leistung nach intensiver körperlicher Betätigung zu bestimmen.

In dieser Studie wird das Potenzial einer Postbiotika-Supplementierung zur Veränderung der GM-Zusammensetzung und zur Beeinflussung der Erholung von durch körperliche Betätigung verursachtem oxidativem Stress und der Leistung nach intensiver, exzentrisch voreingenommener akuter körperlicher Betätigung untersucht. Die Studie wird Crossover, randomisiert, doppelblind und kontrolliert sein und in zwei Zyklen durchgeführt. Die Teilnehmer werden in erster Linie über den Studienablauf sowie die Vorteile und möglichen Risiken informiert und unterzeichnen eine Einverständniserklärung zur Teilnahme an der Studie. Vor dem experimentellen Verfahren werden sie eine Woche lang mit den Bewertungstests und dem Übungsprotokoll bei geringer Intensität vertraut gemacht. Die Teilnehmer werden Basismessungen unterzogen: anthropometrische Merkmale (Körpergröße, Körpermasse, Body-Mass-Index) über eine Stadiometer-Skala (Stadiometer 208; Seca, Birmingham, UK), Körperzusammensetzung (Körperfettmenge, fettfreie Körpermasse, Fettmasse, Knochendichte) mittels Dual-Emissions-Röntgenabsorptiometrie (DXA, GE-Healthcare, Lunar DPX NT, Belgien), aerobe Kapazität (VO2max) mittels eines automatisierten Online-Lungengasanalysators (Vmax Encore 29, BEBJO296, Yorba Linda, CA, USA). ) während eines abgestuften Trainingsprotokolls auf einem Laufband (Stex 8025T, Korea), isokinetische Kraft (isometrisches, konzentrisches und exzentrisches Drehmoment der Kniestrecker und Kniebeuger) auf einem isokinetischen Dynamometer (Cybex, HUMAC NORM 360, Ronkonkoma, NY) und Muskelkraft über die Beurteilung des Gegenbewegungssprungs (CMJ) über ein optisches Messsystem (Optojump next, Microgate, USA). Darüber hinaus zeichnen die Teilnehmer ihre Ernährung durch einen 7-tägigen Rückruf auf, bevor sie an der ersten Versuchsbedingung teilnehmen, und die Ernährungsdaten werden mit dem Ernährungsanalyseprogramm ScienceFit Diet 200A (Science Technologies, Athen, Griechenland) analysiert, um eine Schätzung vorzunehmen dass sie keine Nährstoffe zu sich nehmen, die sich auf Muskelverletzungen, Entzündungen und oxidativen Stress auswirken können (z. B. Antioxidantien usw.). Die Teilnehmer werden dann in eine der beiden Bedingungen randomisiert: i) Postbiotika-Supplementierung (50 mg/Tag durch Hitze abgetöteter Lactobacillus plantarum L-137, Immuno-LP20TM) für 4 Wochen oder ii) Placebo-Supplementierung für 4 Wochen. Die Randomisierung der Bedingungen erfolgt durch eine Software, die zufällige Ganzzahlen generiert und im Internet verfügbar ist (Random.org). Anschließend führen die Teilnehmer ein Trainingsprotokoll durch, das aus 45-minütigem Bergablaufen (-15 % Steigung, ~70–75 % VO2max) auf einem Laufband und anschließendem Zeitfahren (0 % Steigung, ~95 % VO2max) bis zur Erschöpfung besteht. Vor dem Trainingsprotokoll sowie 24 h, 48 h und 72 h nach dem Training wurden belastungsinduzierte Muskelschäden (EIMD) [verzögerter Beginn von Muskelkater (DOMS)“ durch Abtasten der Kniestrecker und Kniebeuger auf einer Skala von 1 festgestellt bis 10 (1 = überhaupt keine Schmerzen; 10 = extreme Schmerzen) und Muskelleistung (CMJ, isometrisches, konzentrisches und exzentrisches Drehmoment der Kniestrecker und Kniebeuger)] werden bewertet. Zu den gleichen Zeitpunkten werden Kotproben zur Analyse der GM-Zusammensetzung und -Funktion und der GM-Metaboliten sowie Blutproben zur Beurteilung des vollständigen Blutbildes (CBC) und des Blutentzündungsstatus (Kreatinkinase, Tumornekrosefaktor) entnommen Alpha, Interleukin 6, C-reaktives Protein), Darmentzündungsstatus (Lipopolysaccharid-bindendes Protein, Zonulin) und Blutredoxstatus [reduziertes Glutathion (GSH), oxidiertes Glutathion (GSSG), GSH/GSSG-Verhältnis, Gesamtantioxidationskapazität, Katalase , Proteincarbonyle, Harnsäure, Bilirubin). Darüber hinaus wird der Stoffwechsel (Milchsäure) vor und 4 Minuten nach dem Training durch Analyse des Kapillarbluts mit einem tragbaren Laktatanalysator (Lactate Plus, Nova Biomedical, USA) beurteilt. Anschließend erhalten die Teilnehmer 4 Wochen lang das Postbiotika-Ergänzungsmittel oder das Placebo und wiederholen zu den gleichen Zeitpunkten das Trainingsprotokoll und die Messungen von EIMD, CBC, Blutentzündungsstatus, Blutredoxstatus und Leistung. Im zweiten Zyklus wiederholen die Teilnehmer genau die gleichen Verfahren für den verbleibenden Zustand. Zwischen den Zyklen wird eine 14-tägige Auswaschphase angewendet. Darüber hinaus wird den Teilnehmern der 7-Tage-Ernährungsrückruf aus dem ersten Zyklus zur Verfügung gestellt, damit sie vor dem experimentellen Übungsprotokoll im zweiten Zyklus dieselbe Diät einhalten können.