Karakterisering van de handtekening van de darmmicrobiota volgens fysieke fitheid en de implicaties ervan voor de darmgezondheid. (MICROPEPS)

De darmmicrobiota omvat alle micro-organismen - bacteriën, virussen en schimmels - die het spijsverteringskanaal bewonen. Kolonisatie begint bij de geboorte en evolueert gedurende het hele leven onder invloed van talrijke factoren zoals voeding, antibioticagebruik, slaap, stress, fysieke activiteit, blootstelling aan omgevingsfactoren, evenals leeftijd, geslacht en etnische of migratieachtergrond (Hou et al., 2022).

Dit microbiële ecosysteem vervult verschillende essentiële functies voor zijn gastheer, waaronder spijsvertering en opname van voedingsstoffen, immuneregulatie en bescherming tegen pathogenen (Estaki et al., 2016). Door de fermentatie van complexe koolhydraten, met name voedingsvezels die niet verteerbaar zijn door menselijke enzymen, produceren bepaalde bacteriën korteketenvetzuren (SCFA's), voornamelijk butyraat, propionaat en acetaat. Deze metabolieten spelen een sleutelrol bij het behoud van de integriteit van de darmbarrière en in het energiemetabolisme van colonocyten (Estaki et al., 2016).

Wanneer de microbiële samenstelling of functie verandert, hetzij in diversiteit, relatieve verhoudingen of metabole routes, treedt een toestand van dysbiose op. Deze disbalans wordt vaak waargenomen bij verschillende pathologische aandoeningen en is geassocieerd met de ontwikkeling van ziekten zoals diabetes, bepaalde vormen van kanker, atherosclerose, astma, inflammatoire darmziekten (IBD) en zelfs depressie (Hou et al., 2022).

IBD omvat de ziekte van Crohn (CD) en colitis ulcerosa (CU). Terwijl CD wordt gekenmerkt door discontinue laesies in het gehele maagdarmkanaal, betreft CU een continue en oppervlakkige ontsteking van de dikke darm. Deze pathologieën treffen 0,3-0,5% van de wereldbevolking (Ng et al., 2017). Talrijke studies hebben significante verschillen aangetoond in de microbiota-samenstelling tussen IBD-patiënten en gezonde individuen (Oligschlaeger et al., 2019), wat leidt tot een verminderde darmbarrièrefunctie (Qiu et al., 2022).

Tegelijkertijd suggereert een groeiend aantal bewijzen dat de darmmicrobiota van fysiek actieve individuen verschilt van die van sedentaire mensen (Estaki et al., 2016; Clarke et al., 2014; Barton et al., 2017; Mohr et al., 2020).

Onlangs heeft ons laboratorium de darmmicrobiota gekarakteriseerd van 50 vrijwilligers variërend van inactieve personen tot elite-atleten met hoge (elite-voetballers) en zeer hoge (elite-wielrenners) inspanningscapaciteiten (EXOMIC, NCT05220657). Onze gegevens toonden aan dat inspanningscapaciteit de darmmicrobiële ecologie en fecale SCFA-niveaus beïnvloedt, onafhankelijk van voeding. Interessant genoeg vertoonden personen met een zeer hoge inspanningscapaciteit een verminderde microbiële diversiteit, dichtheid en abundantie van functionele routes, wat vragen oproept over of dergelijke microbiële ecosystemen gunstig zijn voor het energiemetabolisme van de gastheer en inspanningsprestaties. Door gebruik te maken van FMT van menselijke donoren in onze cohort bij met antibiotica behandelde muizen, hebben we verder aangetoond dat donormicrobiota, gekoppeld aan inspanningscapaciteit, de insulinegevoeligheid en glycogeenopslag in spieren van ontvangermuizen beïnvloedt, wat de cruciale rol van inspannings-geassocieerde darmmicrobiota bij het vormgeven van metabole reacties van de gastheer benadrukt (Martin et al., 2025).

In deze context beoogt deze klinische studie het bacteriële metagenoom van de darmmicrobiota te karakteriseren over een continuüm variërend van sedentaire individuen tot elite-atleten met hoge of zeer hoge energievraag, en te bepalen of specifieke darmmicrobiota-samenstelling en functionele profielen geassocieerd zijn met verschillende niveaus van inspanningscapaciteit. Het uiteindelijke doel van dit project is het creëren van een fecale microbiota-biobank voor toekomstig onderzoek naar darmgezondheid.

Het MICROPEPS klinische protocol is een prospectieve, single-center, vergelijkende en minimaal interventionele studie. Geen medicijn, medisch hulpmiddel of product zal binnen dit protocol worden getest. De studie zal worden uitgevoerd op het Exermove-platform (M2S Laboratorium) om de inspanningscapaciteit en de metagenomische signatuur van de darmmicrobiota te evalueren bij actieve, getrainde en zeer getrainde duursportmannen. Deelnemers zullen drie laboratoriumbezoeken bijwonen:

1. Inclusiebezoek: antropometrische metingen, vragenlijsten over voeding en fysieke activiteit. Deelnemers ontvangen vervolgens een fecesverzamelkit om binnen zeven dagen een ontlastingsmonster te verzamelen en op te sturen.
2. Tweede bezoek: incrementele fietstest om VO₂max te bepalen.
3. Derde bezoek: metabole beoordelingen onder nuchtere omstandigheden, in rust en tijdens submaximale inspanning.

Metabole parameters gemeten tijdens deze tests (bijv. VO₂max, vermogen bij aerobe en anaerobe drempels, maximale koolhydraat- en lipidenoxidatie) zullen worden gecorreleerd met metagenomische shotgun-gegevens verkregen uit fecale monsters.

Daarnaast zal de studie een fecale microbiota-biobank opzetten van donoren gestratificeerd op inspanningscapaciteit. Met behulp van een muismodel voor fecale microbiota-transplantatie gecombineerd met DSS-geïnduceerde colitis, is het uiteindelijke doel te bepalen hoe donor-inspanningscapaciteit en darmmicrobiële ecosystemen inflammatoire reacties en darmpermeabiliteit beïnvloeden