Distinkte treningsformer på tarmmikrobiom (DEMGUTS)

Tarmmikrobiomet er en viktig regulator av metabolisme og har nylig dukket opp som en relevant bidragsyter til muskel- og skjeletthelse og sykdom, spesielt til endringer i skjelettmuskelmasse og funksjon gjennom en kommunikasjonsakse kjent som tarm-muskelaksen. Denne posisjonerte tarm-muskel-kommunikasjonsveien øker den attraktive muligheten for at forskere ved å manipulere tarmmikrobiotaens sammensetning og funksjon kan formidle endringer i skjelettmuskelhelsen og forhindre uønskede helseutfall av sarkopeni. Dermed kan terapeutiske strategier utviklet for å modulere sammensetningen av tarmmikrobiom ha klinisk betydningsfulle implikasjoner i aldersrelatert muskeltap og fysisk funksjonsnedgang. Trening har vist seg å modulere tarmmikrobiomet hos eldre voksne, men bevisene fra godt utformede randomiserte kliniske studier er knappe. På den ene siden anbefaler gjeldende retningslinjer styrketrening for å redusere aldersrelatert skjelettmuskeltap og fysisk funksjonsnedsettelse. Likevel, på den annen side, er aerob treningstrening assosiert med økt mikrobiota-mangfold og en økning i SCFA-produserende taxa, som har vært knyttet til skjelettmuskelhelsefordeler og forbedret funksjon. Gitt at disse to treningsregimene har forskjellige bioenergetiske veier, antok studieteamet at hvert regime fremmer distinkte endringer i tarmmikrobiomsammensetningen. Derimot kan det å kombinere begge treningsformene (motstand + aerobic) føre til en ekstra effekt. Derfor er det avgjørende å avdekke virkningen av disse treningsregimene på tarmmikrobiomet for å fylle dette relevante kunnskapsgapet og for å avklare det optimale treningsregimet for å håndtere sarkopeni. Forskerteamets langsiktige mål er å utvikle en påfølgende forskningslinje for å utforske virkningen av disse forskjellige treningsregimene (dvs. motstand, aerobic og samtidig trening) på tarmmikrobiomsammensetning og tarmavledede metabolitter og undersøke effektene av det. på skjelettmuskelmasse og funksjon hos eldre voksne med sarkopeni. Metodikk: Studiedesign: Dette prosjektet vil bruke en pilot 3-arms åpen randomisert kontrollert studie (RCT), designet for å evaluere effekten av forskjellige treningsregimer på tarmmikrobiomsammensetningen hos eldre voksne (alder ≥ 60 år) med sarkopeni . Metoder: Denne studien vil bruke rekrutterings-, logistikk- og materielle ressurser fra et fellesskapsøvelsesprogram. De som oppfylte våre forhåndsscreeningskriterier vil bli kontaktet av et studiemedlem, og avsløre studiens formål, prosedyrer, risiko-ubehag og fordeler. Deltakere som samtykker, vil bli invitert til et personlig medisinsk screeningbesøk for å vurdere de endelige inkluderings-/eksklusjonskriteriene og for å gi sitt skriftlige informerte samtykke (før påmelding). I dette besøket vil frivillige bli evaluert gjennom klinisk undersøkelse, medikamenthistorie og en håndgrepsdynamometritest (en objektiv indikator på sarkopeni) for å vurdere deltakernes kvalifisering. De som oppfyller alle inkluderings-/ekskluderingskriterier vil bli tilfeldig tildelt (N= 69; 23/gruppe) til tre forskjellige treningstreningsprogrammer: i) aerobic trening (AER), ii) motstandstrening (RES), eller iii) samtidig trening (RES+AER). Dette prosjektet har som mål å randomisere opptil n=69 deltakere (n=23 / gruppe) basert på bevis fra en fersk systematisk oversikt med metaanalyse (11). Deltakerne vil delta i veiledet senterbaserte treningsintervensjoner (12 uker, 3d/w, 60min/d) bestående av enten moderat aerobic trening [60-70% HRmax], eller motstandstrening [8 øvelser/store muskelgrupper; 6-12 reps; 60-75 % 1RM] eller en kombinasjon av begge (RES+AER). Vurderinger: Alle deltakere vil bli vurdert ved: i) baseline; ii) slutt på intervensjonen (14 uker); og iii) ved avslutning (26 uker). Total lengde på studien er 26 uker. Ved hvert studiebesøk vil deltakerne gjennomføre en skjelettmuskelstyrketest, fysiske ytelsestester, vurdering av kroppssammensetning og gi en fastende blod-, urin- og avføringsprøve. Andre viktige forstyrrende variabler vil også bli registrert, inkludert ernæringsinntak (ved bruk av en 3-dagers dagbok), daglig fysisk aktivitet (ved bruk av en fysisk aktivitets-tracker-Fitbit), bruk av medisiner og kosttilskudd og tilknyttede komorbiditeter (vurdert gjennom spørreskjema for medisinsk og medikamenthistorie) . I henhold til studiedesignet vil studieteamet også evaluere: a) retensjons- og utmattelsesrater; b) overholdelse av treningsintervensjon; c) sikkerhet; d) intervensjonseffekt på avhengige utfall. Suksessen til rekruttering og oppbevaring vil bli målt ved antall rekrutterte deltakere, antall frafall og tap for oppfølging gjennom hele forsøket. Overholdelse av treningsintervensjonen vil bli nøye dokumentert av studiepersonell og vil bli målt etter antall økter som er deltatt. Sikkerhet vil bli målt ved antall og/eller alvorlighetsgrad av uønskede hendelser som kan tilskrives intervensjonen og overvåkes og registreres av studiepersonell gjennom hele studien. Mål: Primært mål: Det primære resultatet vil være endringen i den relative forekomsten av Faecalibacterium prausnitzii og andre SCFA-produserende bakterier etter intervensjonen (14 uker). Sekundære utfall inkluderer: 1) endring av Faecalibacterium prausnitzii relative overflod ved avslutning (26 uker); 2) endring av relativ forekomst av Lactobacillus og Bifidobacterium slekter etter intervensjonen og ved slutten av oppfølgingen. Sekundært mål: Et sett med komplementære resultater vil også bli vurdert for å karakterisere virkningen av hver treningsintervensjon, inkludert kroppssammensetning, skjelettmuskelfunksjon, funksjonell ytelse og generell tarmmikrobiomsammensetning. Dette brede settet av utfall vil tillate en omfattende evaluering av virkningen av disse distinkte treningsregimene på tarmmikrobiota og på flere helseutfall som er avgjørende for å modulere tarmmikrobiom og sarkopeni og kan peke på andre mekanistiske koblinger som foreløpig er ubestemte. Forventede resultater: Undersøkelsesteamet antok at det å kombinere aerobic og motstandstrening vil ha en større innvirkning på tarmmikrobiomet, spesielt ved å øke den relative mengden av Faecalibacterium prausnitzii og andre SCFA-produserende bakteriestammer, en økning i skjelettmuskelmasse og styrke, som samt forbedrede fysiske ytelsesmål i gruppen med samtidig treningstrening.