Różne sposoby ćwiczeń na mikrobiomie jelitowym (DEMGUTS)

Mikrobiom jelitowy jest ważnym regulatorem metabolizmu, a ostatnio okazał się istotnym czynnikiem wpływającym na zdrowie i choroby układu mięśniowo-szkieletowego, w szczególności na zmiany w masie mięśni szkieletowych i funkcjonowaniu poprzez oś komunikacyjną zwaną osią jelito-mięśnie. Ten przypuszczalny szlak komunikacji jelito-mięśnie stwarza atrakcyjną możliwość, że manipulując składem i funkcją mikroflory jelitowej, naukowcy mogliby pośredniczyć w zmianach w zdrowiu mięśni szkieletowych i zapobiegać niekorzystnym skutkom zdrowotnym sarkopenii. Zatem strategie terapeutyczne opracowane w celu modulowania składu mikrobiomu jelitowego mogą mieć klinicznie istotne implikacje w postaci związanej z wiekiem utraty mięśni i pogorszenia funkcji fizycznych. Wykazano, że ćwiczenia modulują mikrobiom jelitowy u osób starszych, ale dowody z dobrze zaprojektowanych, randomizowanych badań klinicznych są nieliczne. Z jednej strony aktualne wytyczne zalecają trening oporowy w celu ograniczenia związanej z wiekiem utraty mięśni szkieletowych i upośledzenia funkcji fizycznych. Z drugiej jednak strony trening aerobowy wiąże się ze zwiększoną różnorodnością mikroflory i wzrostem taksonów wytwarzających SCFA, co powiązano z korzyściami dla zdrowia mięśni szkieletowych i poprawą ich funkcji. Biorąc pod uwagę, że te dwa schematy treningu wysiłkowego mają różne ścieżki bioenergetyczne, zespół badawczy postawił hipotezę, że każdy schemat sprzyja wyraźnym zmianom w składzie mikrobiomu jelitowego. Natomiast połączenie obu form ćwiczeń (oporowych + aerobowych) może przynieść dodatkowy efekt. Dlatego też poznanie wpływu tych schematów ćwiczeń na mikrobiom jelitowy ma kluczowe znaczenie, aby wypełnić tę lukę w wiedzy i pomóc w określeniu optymalnego schematu ćwiczeń w leczeniu sarkopenii. Długoterminowym celem zespołu badawczego jest opracowanie kolejnej linii badań mających na celu zbadanie wpływu różnych schematów treningu wysiłkowego (tj. treningu oporowego, aerobowego i ćwiczeń równoległych) na skład mikrobiomu jelitowego i metabolity pochodzące z jelit oraz zbadanie jego wpływu na masę i funkcjonowanie mięśni szkieletowych u osób starszych z sarkopenią. Metodologia: Projekt badania: W tym projekcie wykorzystane zostanie pilotażowe, 3-ramienne, otwarte, randomizowane badanie kontrolowane (RCT), zaprojektowane w celu oceny wpływu różnych schematów treningu wysiłkowego na skład mikrobiomu jelitowego u osób starszych (w wieku ≥ 60 lat) chorych na sarkopenię . Metody: W badaniu tym zostaną wykorzystane zasoby rekrutacyjne, logistyczne i materialne z programu ćwiczeń społecznościowych. Z osobami, które spełniły nasze kryteria wstępnej selekcji, członek badania skontaktuje się, przedstawiając cele badania, procedury, ryzyko, dyskomfort i korzyści. Uczestnicy, którzy wyrażą zgodę, zostaną zaproszeni na osobistą wizytę przesiewową w celu oceny ostatecznych kryteriów włączenia/wykluczenia i przedstawienia pisemnej świadomej zgody (przed rejestracją). Podczas tej wizyty ochotnicy zostaną poddani ocenie klinicznej, historii leczenia i badaniu dynamometrii uścisku dłoni (obiektywny wskaźnik sarkopenii), aby ocenić, czy uczestnicy kwalifikują się do udziału w badaniu. Osoby spełniające wszystkie kryteria włączenia/wyłączenia zostaną losowo przydzielone (N= 69; 23/grupę) do trzech odrębnych programów ćwiczeń fizycznych: i) trening aerobowy (AER), ii) ćwiczenia oporowe (RES) lub iii) trening równoległy (OZE+AER). Celem tego projektu jest randomizacja maksymalnie n=69 uczestników (n=23 na grupę) w oparciu o dowody z ostatniego przeglądu systematycznego z metaanalizą (11). Uczestnicy wezmą udział w nadzorowanych w ośrodku ćwiczeniach (12 tygodni, 3 dni/tydzień, 60 minut/d) składających się albo z umiarkowanego treningu aerobowego [60-70% HRmax], albo ćwiczeń oporowych [8 ćwiczeń/główne grupy mięśni; 6-12 powtórzeń; 60-75% 1RM] lub połączenie obu (OZE+AER). Oceny: Wszyscy uczestnicy zostaną poddani ocenie na poziomie: i) wartości wyjściowych; ii) koniec interwencji (14 tygodni); oraz iii) w momencie zamknięcia (26 tygodni). Całkowita długość badania wynosi 26 tygodni. Podczas każdej wizyty studyjnej uczestnicy przeprowadzą badanie siły mięśni szkieletowych, testy wydolności fizycznej, ocenę składu ciała oraz pobiorą próbkę krwi, moczu i kału na czczo. Rejestrowane będą również inne ważne zmienne zakłócające, w tym spożycie pożywienia (za pomocą 3-dniowego dzienniczka), codzienna aktywność fizyczna (za pomocą trackera aktywności fizycznej na nadgarstku Fitbit), zażywanie leków i suplementacji oraz powiązane choroby współistniejące (oceniane na podstawie kwestionariusza historii medycznej i leczenia). . Zgodnie z projektem badania zespół badawczy oceni także: a) wskaźniki retencji i utraty danych; b) przestrzeganie interwencji ćwiczeń; c) bezpieczeństwo; d) wpływ interwencji na zależne wyniki. Miarą powodzenia rekrutacji i wskaźników retencji będzie liczba zrekrutowanych uczestników, liczba osób, które zrezygnowały z udziału w programie oraz brak możliwości monitorowania przez cały okres trwania badania. Przestrzeganie interwencji ćwiczeniowej zostanie dokładnie udokumentowane przez personel badawczy i będzie mierzone liczbą sesji, w których uczestniczyli. Bezpieczeństwo będzie mierzone liczbą i/lub powagą zdarzeń niepożądanych związanych z interwencją oraz monitorowane i rejestrowane przez personel badawczy przez cały czas trwania badania. Cele: Cel główny: Głównym rezultatem będzie zmiana względnej liczebności Faecalibacterium prausnitzii i innych bakterii wytwarzających SCFA po interwencji (14 tygodni). Drugorzędne wyniki obejmują: 1) zmianę względnej liczebności Faecalibacterium prausnitzii przy zamknięciu (26 tygodni); 2) zmiana względnej liczebności rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium po interwencji i na koniec obserwacji. Cel drugorzędny: Oceniony zostanie również zestaw wyników uzupełniających, aby ogólnie scharakteryzować wpływ każdej interwencji ćwiczeń, w tym skład ciała, funkcję mięśni szkieletowych, wydajność funkcjonalną i ogólny skład mikrobiomu jelitowego. Ten szeroki zestaw wyników umożliwi wszechstronną ocenę wpływu tych odrębnych schematów ćwiczeń na mikroflorę jelitową i kilka skutków zdrowotnych, które są kluczowe dla modulowania mikrobiomu jelitowego i sarkopenii, a także mogą wskazywać na inne powiązania mechaniczne, które są obecnie nieokreślone. Oczekiwane wyniki: Zespół badawczy postawił hipotezę, że połączenie treningu aerobowego i treningu oporowego będzie miało większy wpływ na mikrobiom jelitowy, w szczególności poprzez zwiększenie względnej liczebności Faecalibacterium prausnitzii i innych szczepów bakterii wytwarzających SCFA, wzrost masy i siły mięśni szkieletowych, jak również jak również ulepszone pomiary wydajności fizycznej w grupie wykonującej ćwiczenia równoległe.