Explorando la relación entre el microbioma intestinal, los niveles de aptitud física y las respuestas metabólicas al ejercicio (EXOMIC)

La microbiota intestinal son todos los microorganismos, incluidas las bacterias, las arqueas y los eucariotas microscópicos que viven en el tracto digestivo de los humanos o los mamíferos. Todos estos microorganismos viven en homeostasis en el tracto gastrointestinal y brindan una variedad de beneficios al sistema inmunológico del huésped y al metabolismo energético en un estado llamado eubiosis. Por el contrario, se produce un estado de disbiosis cuando se reduce la diversidad de bacterias comensales, especialmente en algunas enfermedades crónicas como la obesidad, el cáncer o las enfermedades gastrointestinales. Durante la última década, importantes estudios destacaron que existe un vínculo entre la composición de la microbiota intestinal y el rendimiento deportivo. El equipo de investigación identificó especialmente un vínculo directo entre la microbiota intestinal y el músculo esquelético, un órgano clave en el rendimiento deportivo (Nay et al. 2019). Usando modelos de roedores, observaron que 1) el rendimiento de resistencia se redujo en ratones en los que se había destruido experimentalmente el microbioma intestinal (Nay et al. 2019), y 2) la reducción del rendimiento de resistencia se debió a niveles más bajos de glucógeno muscular, un sustrato energético clave para la resistencia muscular.

Se han realizado investigaciones complementarias en humanos para caracterizar el impacto de la actividad física en la composición y función de la microbiota intestinal. Un estudio realizado en una gran cohorte estadounidense de 1500 personas ha destacado que la diversidad de la microbiota intestinal era mucho más importante en las personas que realizaban actividad física regular (3-5 veces por semana o más) en comparación con las personas físicamente inactivas. Los pocos estudios realizados en deportistas de alto nivel están en consonancia con estos resultados. De hecho, se ha demostrado que los jugadores internacionales de rugby irlandeses exhibieron una diversidad microbiana claramente mayor que las poblaciones inactivas y sedentarias asociadas con una mayor producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC), algunos sustratos energéticos clave producidos por bacterias comensales (Clarke et al. 2014). ; Barton et al. 2018). Por el contrario, cuando las personas están completamente desacondicionadas físicamente, como los astronautas en condiciones de microgravedad o los pacientes postrados en cama, se produce una clara modificación de la composición de la microbiota intestinal en el tracto gastrointestinal (Voorhies y otros, 2019). Estas diferencias entre deportistas de alto nivel, personas inactivas o extremadamente inactivas no pueden explicarse únicamente por el estilo de vida, especialmente la dieta. De hecho, los estudios longitudinales han demostrado claramente que un período de entrenamiento de varias semanas puede aumentar la diversidad microbiana intestinal en humanos, lo que sugiere una mayor capacidad de la microbiota intestinal para extraer energía de los alimentos, especialmente de las fibras dietéticas (Allen et al. 2018). En conjunto, estos datos respaldan que la microbiota intestinal podría adaptarse a las necesidades energéticas del cuerpo, realmente más altas en atletas de alto nivel o considerablemente más bajas en individuos extremadamente inactivos (p. astronautas o pacientes postrados en cama). Estos datos también sugieren que la microbiota intestinal podría informar puntualmente del estado metabólico del organismo de un individuo.

En este contexto, este estudio clínico tiene como objetivo caracterizar el metagenoma bacteriano de la microbiota intestinal de poblaciones ubicadas en un continuo desde personas sedentarias hasta atletas de alto nivel con alta (i.e. jugadores de fútbol), incluso necesidades energéticas muy altas (es decir, ciclistas). La finalidad de este proyecto es pues determinar si existe algún perfil bacteriano que permita caracterizar, incluso predecir, el metabolismo energético de un atleta y por tanto la probabilidad de rendir en competición.

Para este propósito, evaluaremos las respuestas metabólicas al ejercicio de diferentes poblaciones atléticas (es decir, ciclistas de élite y futbolistas) y no activos de poblaciones moderadamente activas. Todos los voluntarios (n=50) realizarán 3 visitas en el laboratorio de M2S: 1) una visita de inclusión que incluirá medidas antropométricas, encuestas dietéticas y de actividad física, y tras la cual el voluntario saldrá del laboratorio con un kit Nahibu que le permitirá enviarnos un muestra de heces en los próximos 7 días, 2) una segunda visita para realizar la prueba de ciclismo incremental, 3) una última visita para realizar mediciones metabólicas en ayunas en ejercicios basales y submáximos. Los parámetros metabólicos medidos durante estas pruebas (p. VO2máx, potencia en los umbrales aeróbico y anaeróbico, oxidación máxima de carbohidratos y lípidos) se relacionarán luego con los datos de escopeta metagenómicos obtenidos en muestras fecales.