腸内微生物叢、体力レベル、運動に対する代謝反応の関係を探る (EXOMIC)
腸内微生物叢に基づくメタゲノム シグネチャ、体力レベル、および運動に対する代謝反応の関係の調査: 50 人の健康な男性ボランティアに関するパイロット研究
調査の概要
詳細な説明
腸内細菌叢は、人間や哺乳類の消化管に生息する細菌、古細菌、微視的真核生物を含むすべての微生物です。 これらの微生物はすべて、消化管内で恒常性を保ちながら生きており、宿主の免疫系とエネルギー代謝にさまざまな利益をもたらします。 逆に、共生細菌の多様性が特に肥満、癌、胃腸疾患などの慢性疾患で減少すると、共生細菌の状態が発生します。 過去 10 年間、多くの研究が、腸内微生物叢の組成とスポーツ パフォーマンスとの間に関連性が存在することを強調しました。 研究チームは特に、腸内細菌叢と、スポーツ パフォーマンスの重要な器官である骨格筋との間の直接的なつながりを特定しました (Nay et al. 2019)。 げっ歯類モデルを使用して、彼らは、1) 腸内微生物叢が実験的に破壊されたマウスでは持久力パフォーマンスが低下したこと (Nay et al. 2019)、および 2) 持久力パフォーマンスの低下は筋肉グリコーゲンレベルの低下によるものであることを観察しました。筋肉持久力の重要なエネルギー基質。
腸内細菌叢の組成と機能に対する身体活動の影響を特徴付けるために、ヒトで補完的な研究が行われてきました。 このように、1500 人の大規模なアメリカ人コホートで実施された研究では、腸内微生物叢の多様性は、身体的に不活発な人々と比較して、定期的な身体活動 (週に 3 ~ 5 回以上) を行っている個人においてはるかに重要であることが強調されています。 トップレベルのアスリートで実施されたいくつかの研究は、これらの結果と一致しています. 実際、国際的なアイルランドのラグビー選手は、短鎖脂肪酸(SCFA)、共生細菌によって生成されるいくつかの重要なエネルギー基質のより高い生産に関連する非活動的で座りがちな集団よりも明らかに高い微生物多様性を示したことが実証されています(Clarke et al. 2014 ; Barton et al. 2018)。 逆に、微小重力下の宇宙飛行士や寝たきりの患者など、人々が完全に身体的に体調を崩している場合、消化管で腸内微生物叢の構成が明らかに変化します (Voorhies and al. 2019)。 トップレベルのアスリート、活動的ではない、または非常に活動的でない個人の間のこのような違いは、ライフスタイル、特に食事だけでは説明できません. 実際、縦断的研究では、数週間のトレーニング期間がヒトの腸内微生物の多様性を高める可能性があることを明確に示しており、食物、特に食物繊維からエネルギーを抽出する腸内微生物叢の能力が高まることを示唆しています (Allen et al. 2018)。 まとめると、これらのデータは、腸内微生物叢が身体のエネルギー需要に適応できることを裏付けており、トップレベルのアスリートでは実際に高く、極端に活動的でない個人 (例えば、 宇宙飛行士または寝たきりの患者)。 これらのデータはまた、腸内微生物叢が個人の体の代謝状態を正確に知らせることができることを示唆しています.
これに関連して、この臨床研究は、座りがちな人々からトップレベルの運動選手までの連続体に位置する集団からの腸内微生物叢の細菌メタゲノムを特徴付けることを目的としています (すなわち. サッカー選手)、非常に高いエネルギー需要 (すなわち. サイクリスト)。 したがって、このプロジェクトの最終的な目的は、アスリートのエネルギー代謝を特徴付け、さらには予測することを可能にする何らかの細菌プロファイルが存在するかどうかを判断することであり、したがって、競技でパフォーマンスを発揮する可能性です.
この目的のために、さまざまな運動人口(つまり、 エリート サイクリストやサッカー選手など) と非活動的で適度に活動的な集団です。 すべてのボランティア (n=50) は、M2S ラボで 3 回の訪問を行います。次の 7 日間の糞便サンプル、2) インクリメンタル サイクリング テストを実行するための 2 回目の訪問、3) 基礎および最大下運動中の絶食状態での代謝測定を実行するための最後の訪問。 これらのテスト中に測定された代謝パラメータ (例: VO2max、有酸素性および無酸素性閾値のパワー、最大炭水化物および脂質酸化) は、糞便サンプルで得られたメタゲノム ショットガン データに関連付けられます。
研究の種類
入学 (実際)
連絡先と場所
研究場所
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Brittany
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Bruz、Brittany、フランス、35170
- University Rennes 2 - Laboratory "Movement, Sport and health Sciences"
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
サンプリング方法
調査対象母集団
説明
包含基準:
- BMI 18 ~ 25 kg/m²
- 非喫煙者
- 書面によるインフォームドコンセント
除外基準:
- 心血管リスク
- 代謝性疾患(例: 糖尿病)
- -過去3か月または研究への参加中の抗生物質、抗真菌剤または抗寄生虫剤の使用
- -研究開始前の7日間のサプリメントの形でのプレバイオティクスおよび/またはプロバイオティクスの使用(1日あたり100000000コロニー形成単位または生物以上)
- 慢性疼痛管理のために薬物治療を受けている(パラセタモール、血管拡張薬、ホメオパシー、1日500mgを超えるアスピリン)
- 人が関与する別の研究への同時参加、または除外期間が完了していない別の研究に最近参加した。
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 観測モデル:コホート
- 時間の展望:断面図
コホートと介入
グループ/コホート |
介入・治療 |
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低アクティブ被験者
介入なし
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酸素消費量が最大値に達するまで、エルゴサイクルのすべてのテスト中にガス交換が測定されます
絶食状態でのエルゴサイクルでの 25 分間の最大下運動テスト。
ガス交換は、すべてのテスト中に測定されます。
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適度に活動的な被験者
介入なし
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酸素消費量が最大値に達するまで、エルゴサイクルのすべてのテスト中にガス交換が測定されます
絶食状態でのエルゴサイクルでの 25 分間の最大下運動テスト。
ガス交換は、すべてのテスト中に測定されます。
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エリートサッカー選手
介入なし
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酸素消費量が最大値に達するまで、エルゴサイクルのすべてのテスト中にガス交換が測定されます
絶食状態でのエルゴサイクルでの 25 分間の最大下運動テスト。
ガス交換は、すべてのテスト中に測定されます。
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エリートサイクリスト
介入なし
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酸素消費量が最大値に達するまで、エルゴサイクルのすべてのテスト中にガス交換が測定されます
絶食状態でのエルゴサイクルでの 25 分間の最大下運動テスト。
ガス交換は、すべてのテスト中に測定されます。
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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腸内細菌叢の組成
時間枠:1週目
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ショットガン アプローチを使用した全メタゲノム シーケンス
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1週目
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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腸内細菌叢の機能
時間枠:1週目
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ショットガン アプローチを使用した全メタゲノム シーケンス
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1週目
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便中の短鎖脂肪酸レベル
時間枠:1週目
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腸内微生物叢の代謝産物の定量化は、超高性能液体クロマトグラフィー - 質量分析法を使用して凍結便懸濁液で行われます。
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1週目
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便中のアミノ酸レベル
時間枠:1週目
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腸内微生物叢の代謝産物の定量化は、超高性能液体クロマトグラフィー - 質量分析法を使用して凍結便懸濁液で行われます。
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1週目
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最大酸素消費量 (VO2max)
時間枠:2週目
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最大酸素消費量 (ml/分/kg) は、最大増分エルゴサイクル テスト中に決定されます。
ガス交換は、テスト全体で測定されます。
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2週目
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運動中の脂質酸化
時間枠:3週目
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サブマキシマル エルゴサイクル テストは絶食状態で実施されます。
4 分間のウォームアップ (60W) の後、被験者は 50% VO2max で 10 分間、無酸素性閾値の 90% で 2 番目の 10 分間のステップを実行します。
呼吸ガス交換の測定値は、酸化された基質の種類と量、および運動中に生成されるエネルギー量 (kcal/分) を推定するために使用されます。
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3週目
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運動中の炭水化物の酸化
時間枠:3週目
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サブマキシマル エルゴサイクル テストは絶食状態で実施されます。
4 分間のウォームアップ (60W) の後、被験者は 50% VO2max で 10 分間、無酸素性閾値の 90% で 2 番目の 10 分間のステップを実行します。
呼吸ガス交換の測定値は、酸化された基質の種類と量、および運動中に生成されるエネルギー量 (kcal/分) を推定するために使用されます。
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3週目
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協力者と研究者
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協力者
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Clarke SF, Murphy EF, O'Sullivan O, Lucey AJ, Humphreys M, Hogan A, Hayes P, O'Reilly M, Jeffery IB, Wood-Martin R, Kerins DM, Quigley E, Ross RP, O'Toole PW, Molloy MG, Falvey E, Shanahan F, Cotter PD. Exercise and associated dietary extremes impact on gut microbial diversity. Gut. 2014 Dec;63(12):1913-20. doi: 10.1136/gutjnl-2013-306541. Epub 2014 Jun 9.
- Nay K, Jollet M, Goustard B, Baati N, Vernus B, Pontones M, Lefeuvre-Orfila L, Bendavid C, Rue O, Mariadassou M, Bonnieu A, Ollendorff V, Lepage P, Derbre F, Koechlin-Ramonatxo C. Gut bacteria are critical for optimal muscle function: a potential link with glucose homeostasis. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2019 Jul 1;317(1):E158-E171. doi: 10.1152/ajpendo.00521.2018. Epub 2019 Apr 30.
- Barton W, Penney NC, Cronin O, Garcia-Perez I, Molloy MG, Holmes E, Shanahan F, Cotter PD, O'Sullivan O. The microbiome of professional athletes differs from that of more sedentary subjects in composition and particularly at the functional metabolic level. Gut. 2018 Apr;67(4):625-633. doi: 10.1136/gutjnl-2016-313627. Epub 2017 Mar 30.
- Voorhies AA, Mark Ott C, Mehta S, Pierson DL, Crucian BE, Feiveson A, Oubre CM, Torralba M, Moncera K, Zhang Y, Zurek E, Lorenzi HA. Study of the impact of long-duration space missions at the International Space Station on the astronaut microbiome. Sci Rep. 2019 Jul 9;9(1):9911. doi: 10.1038/s41598-019-46303-8.
- Allen JM, Mailing LJ, Niemiro GM, Moore R, Cook MD, White BA, Holscher HD, Woods JA. Exercise Alters Gut Microbiota Composition and Function in Lean and Obese Humans. Med Sci Sports Exerc. 2018 Apr;50(4):747-757. doi: 10.1249/MSS.0000000000001495.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (見積もり)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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