Suplementacja postbiotykami, skład mikroflory jelitowej i zapalenie wywołane wysiłkiem fizycznym (PostBioExIn)

Ostre, energiczne i/lub nietypowe ćwiczenia ekscentryczne mogą powodować uszkodzenie mięśni i reakcje zapalne, a także stres oksydacyjny, ale także zmniejszoną wydajność mięśni. Z tego powodu wielu zawodowych i amatorskich sportowców często spożywa suplementy diety, takie jak przeciwutleniacze, spodziewając się zmniejszenia stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego po intensywnych ćwiczeniach.

Przewód pokarmowy człowieka zamieszkują różne mikroorganizmy zwane mikrobiomem jelitowym (GM). GMO między innymi przyczynia się do prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego, przyczynia się do produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) i syntezy witamin, a także trawienia i wchłaniania pokarmu, chroni przed enteropatogenami oraz reguluje stany zapalne i redoks odpowiedzi. Najnowsze dowody sugerują również, że GM może mieć wpływ na wyniki sportowe. Natomiast zaburzenie składu GMO (dysbioza) charakteryzuje się zmniejszoną różnorodnością, zmniejszoną liczebnością bakterii prozdrowotnych oraz zwiększoną obfitością bakterii Gram-ujemnych i innych bakterii chorobotwórczych i jest związane z różnymi chorobami metabolicznymi, takimi jak otyłość, cukrzyca i różne choroby metaboliczne. nowotworów, ogólnoustrojowego stanu zapalnego, stresu oksydacyjnego i obniżonej wydajności. W związku z tym pojawiła się suplementacja kilku „biotyków” jako sposób na regulację GMO na korzyść bakterii prozdrowotnych.

Postbiotykę definiuje się jako „preparat nieożywionych mikroorganizmów i/lub ich składników, który zapewnia gospodarzowi korzyści zdrowotne”. Dowody sugerują, że suplementacja postbiotykami może regulować GMO, a w konsekwencji wzmacniać układ odpornościowy, zmniejszać przepuszczalność jelit, poprawiać mechanizmy antyoksydacyjne, a także przyspieszać powrót do zdrowia po stanach zapalnych wywołanych wysiłkiem fizycznym, poprawiać adaptację do ćwiczeń i poprawiać wydajność. Jednak dane naukowe dotyczące możliwego korzystnego efektu dodatkowego podawania postbiotyków są ograniczone. Konieczne są dalsze badania w celu określenia roli suplementacji postbiotykami na skład i działanie GMO, stan zapalny wywołany wysiłkiem fizycznym i stan redoks, ale także na wydajność po intensywnych ćwiczeniach.

W tym badaniu zbadany zostanie potencjał suplementacji postbiotykami w zakresie zmiany składu GMO i wpływu na regenerację stresu oksydacyjnego wywołanego wysiłkiem fizycznym i wydajność po intensywnych, ostrych ćwiczeniach o charakterze ekscentrycznym. Badanie będzie miało charakter krzyżowy, randomizowane, z podwójnie ślepą próbą, kontrolowane i będzie prowadzone w dwóch cyklach. Uczestnicy zostaną przede wszystkim poinformowani o przebiegu badania, korzyściach i możliwych zagrożeniach oraz podpiszą formularz świadomej zgody na udział w badaniu. Przed procedurą eksperymentalną zostaną oni objęci tygodniowym zapoznawaniem się z testami oceniającymi i protokołem ćwiczeń, o niskiej intensywności. Uczestnicy zostaną poddani podstawowym pomiarom: cech antropometrycznych (wysokość ciała, masa ciała, wskaźnik masy ciała) za pomocą skali stadiometru (Stadiometr 208; Seca, Birmingham, Wielka Brytania), składu ciała (ilość tkanki tłuszczowej, beztłuszczowa masa ciała, masa tłuszczu, gęstość kości) metodą absorpcjometrii rentgenowskiej z podwójną emisją (DXA, GE-Healthcare, Lunar DPX NT, Belgia), wydolności tlenowej (VO2max) za pomocą automatycznego analizatora gazów płucnych online (Vmax Encore 29, BEBJO296, Yorba Linda, Kalifornia, USA ) podczas stopniowanego protokołu ćwiczeń na bieżni (Stex 8025T, Korea), siły izokinetycznej (izometryczny, koncentryczny i mimośrodowy moment obrotowy prostowników i zginaczy stawu kolanowego) na dynamometrze izokinetycznym (Cybex, HUMAC NORM 360, Ronkonkoma, NY), oraz siłę mięśni poprzez ocenę skoku w przeciwstawnym ruchu (CMJ) za pomocą optycznego systemu pomiarowego (Optojump next, Microgate, USA). Ponadto uczestnicy będą rejestrować swoją dietę poprzez 7-dniowe wycofanie przed udziałem w pierwszym warunku eksperymentalnym, a dane dietetyczne zostaną przeanalizowane za pomocą programu do analizy diety ScienceFit Diet 200A (Science Technologies, Ateny, Grecja), w celu oszacowania aby nie spożywały składników odżywczych, które mogą mieć wpływ na uszkodzenia mięśni, stany zapalne i stres oksydacyjny (np. przeciwutleniacze itp.). Uczestnicy zostaną następnie losowo przydzieleni do jednego z dwóch warunków: i) suplementacja postbiotykami (50 mg/dzień Heatkilled Lactobacillus plantarum L-137, Immuno-LP20TM) przez 4 tygodnie lub ii) suplementacja placebo przez 4 tygodnie. Randomizacja warunków zostanie przeprowadzona za pomocą oprogramowania generującego losowe liczby całkowite dostępnego w Internecie (Random.org). Następnie uczestnicy wykonają protokół ćwiczeń składający się z 45-minutowego biegu w dół (nachylenie -15%, ~70-75% VO2max) na bieżni, a następnie próby czasowej (0% nachylenie, ~95% VO2max) aż do wyczerpania. Przed protokołem ćwiczeń, a także 24, 48 i 72 godziny po wysiłku, uszkodzenie mięśni wywołane wysiłkiem fizycznym (EIMD) [opóźnione wystąpienie bolesności mięśni (DOMS) poprzez badanie palpacyjne prostowników i zginaczy stawu kolanowego w skali od 1 do 10 (1 = brak bólu; 10 = silny ból) oraz wydajność mięśni (CMJ, izometryczny, koncentryczny i ekscentryczny moment obrotowy prostowników i zginaczy stawu kolanowego)]. W tym samym czasie pobierane będą próbki kału do analizy składu i funkcji GMO oraz metabolitów GMO, a także próbki krwi do oceny pełnej morfologii krwi (CBC), stanu zapalnego krwi (kinaza kreatynowa, czynnik martwicy nowotworu) alfa, interleukina 6, białko C-reaktywne), stan zapalny jelit (białko wiążące lipopolisacharydy, zonulina) i status redoks we krwi [zredukowany glutation (GSH), utleniony glutation (GSSG), stosunek GSH/GSSG, całkowita zdolność przeciwutleniająca, katalaza , karbonylki białek, kwas moczowy, bilirubina). Ponadto oceniany będzie metabolizm (kwas mlekowy) przed wysiłkiem i 4 minuty po wysiłku poprzez analizę krwi włośniczkowej za pomocą przenośnego analizatora mleczanu (Lactate Plus, Nova Biomedical, USA). Następnie uczestnicy otrzymają suplement postbiotyków lub placebo przez 4 tygodnie i powtórzą protokół ćwiczeń oraz pomiary EIMD, CBC, stanu zapalnego krwi, stanu redoks krwi i wydajności w tych samych punktach czasowych. W drugim cyklu uczestnicy powtórzą dokładnie te same procedury dla pozostałego warunku. Pomiędzy cyklami stosowany będzie 14-dniowy okres wymywania. Dodatkowo, 7-dniowa dieta przypominająca z pierwszego cyklu zostanie przekazana uczestnikom w celu stosowania tej samej diety przed protokołem ćwiczeń eksperymentalnych w drugim cyklu.