Karakterisering av tarmmikrobiota-signaturen i henhold til fysisk form og dens implikasjoner for tarmhelse. (MICROPEPS)

Tarmmikrobiotaen inkluderer alle mikroorganismer – bakterier, virus og sopp – som befolker fordøyelseskanalen. Koloniseringen begynner ved fødselen og utvikler seg gjennom hele livet under påvirkning av mange faktorer som kosthold, antibiotikabruk, søvn, stress, fysisk aktivitet, eksponering for miljøagenter, samt alder, kjønn og etnisk eller migrasjonsbakgrunn (Hou et al., 2022).

Dette mikrobielle økosystemet utfører flere essensielle funksjoner for verten, inkludert fordøyelse og næringsopptak, immunregulering og beskyttelse mot patogener (Estaki et al., 2016). Gjennom gjæring av komplekse karbohydrater, spesielt kostfiber som ikke kan fordøyes av humane enzymer, produserer visse bakterier kortkjedede fettsyrer (SCFAer), hovedsakelig butyrat, propionat og acetat. Disse metabolittene spiller en nøkkelrolle i opprettholdelsen av tarmbarrierens integritet og i energimetabolismen til kolonocytter (Estaki et al., 2016).

Når den mikrobielle sammensetningen eller funksjonen endres, enten i mangfold, relative proporsjoner eller metaboliske veier, oppstår en tilstand av dysbiose. Denne ubalansen observeres ofte i ulike patologiske tilstander og har blitt assosiert med utviklingen av sykdommer som diabetes, visse kreftformer, aterosklerose, astma, inflammatoriske tarmsykdommer (IBD), og til og med depresjon (Hou et al., 2022).

IBD omfatter Crohns sykdom (CD) og ulcerøs kolitt (UC). Mens CD er preget av diskontinuerlige lesjoner gjennom hele gastrointestinalkanalen, innebærer UC kontinuerlig og overfladisk betennelse i tykktarmen. Disse patologiene rammer 0,3–0,5 % av verdens befolkning (Ng et al., 2017). Mange studier har påvist betydelige forskjeller i mikrobiotasammensetningen mellom IBD-pasienter og friske individer (Oligschlaeger et al., 2019), noe som fører til svekket tarmbarrierefunksjon (Qiu et al., 2022).

Parallelt med dette tyder en økende mengde bevis på at tarmmikrobiotaen hos fysisk aktive individer skiller seg fra den hos inaktive personer (Estaki et al., 2016; Clarke et al., 2014; Barton et al., 2017; Mohr et al., 2020).

Mer nylig karakteriserte laboratoriet vårt tarmmikrobiotaen til 50 frivillige, fra inaktive personer til toppidrettsutøvere med høy (elitefotballspillere) og svært høy (elitesyklisters) treningskapasitet (EXOMIC, NCT05220657). Våre data avdekket at treningskapasiteten påvirker tarmens mikrobielle økologi og nivåene av fekale SCFAer, uavhengig av kosthold. Interessant nok viste individer med svært høy treningskapasitet redusert mikrobielt mangfold, tetthet og overflod av funksjonelle veier, noe som reiser spørsmål om slike mikrobielle økosystemer er gunstige for vertens energimetabolisme og treningsytelse. Ved å bruke FMT fra humane donorer i vår kohort til antibiotikabehandlede mus, demonstrerte vi videre at donormikrobiotaen, knyttet til treningskapasitet, påvirker insulinfølsomheten og muskelglykogenlagringen i mottakermus, noe som fremhever den kritiske rollen til treningsassosiert tarmmikrobiota i å forme vertens metabolske responser (Martin et al., 2025).

I denne sammenheng har denne kliniske studien som mål å karakterisere det bakterielle metagenomet til tarmmikrobiotaen over et kontinuum som strekker seg fra inaktive individer til toppidrettsutøvere med høye eller svært høye energibehov, og å fastslå om spesifikke tarmmikrobiotasammensetninger og funksjonelle profiler er assosiert med ulike nivåer av treningskapasitet. Det endelige målet med dette prosjektet er å opprette en fekalmikrobiota-biobank for fremtidig forskning på tarmhelse.

MICROPEPS kliniske protokoll er en prospektiv, enkelt-senter, komparativ og minimalt intervensjonell studie. Ingen legemidler, medisinske instrumenter eller produkter vil bli testet innenfor denne protokollen. Studien vil bli utført på Exermove-plattformen (M2S-laboratoriet) for å evaluere treningskapasitet og metagenomisk signatur av tarmmikrobiotaen hos aktive, trente og høyt trente utholdenhetsidrettsutøvere (menn). Deltakerne vil delta på tre laboratoriebesøk:

1. Inklusjonsbesøk: antropometriske målinger, kostholds- og fysisk aktivitets-spørreskjemaer. Deltakerne vil deretter motta et avføringsoppsamlingssett for å samle og sende en avføringsprøve innen syv dager.
2. Andre besøk: inkrementell sykkeltest for å bestemme VO₂max.
3. Tredje besøk: metabolske vurderinger under fasteforhold, i hvile og under submaximal trening.

Metaboliske parametere målt under disse testene (f.eks. VO₂max, effekt ved aerobe og anaerobe terskler, maksimalt karbohydrat- og lipidoksidasjon) vil bli korrelert med metagenomiske shotgun-data fra avføringsprøver.

I tillegg vil studien etablere en fekalmikrobiota-biobank av donorer stratifisert etter treningskapasitet. Ved å bruke en musemodell for fekalmikrobiotatransplantasjon kombinert med DSS-indusert kolitt, er det endelige målet å fastslå hvordan donor-treningskapasitet og tarmens mikrobielle økosystemer påvirker inflammatoriske responser og tarmpermeabilitet.