Характеристика сигнатуры микробиоты кишечника в зависимости от физической подготовки и её значение для здоровья кишечника. (MICROPEPS)

Микробиота кишечника включает все микроорганизмы — бактерии, вирусы и грибы, — обитающие в пищеварительном тракте. Колонизация начинается при рождении и развивается на протяжении всей жизни под влиянием многочисленных факторов, таких как диета, применение антибиотиков, сон, стресс, физическая активность, воздействие факторов окружающей среды, а также возраст, пол и этническое или миграционное происхождение (Hou et al., 2022).

Эта микробная экосистема выполняет несколько важных функций для своего хозяина, включая пищеварение и усвоение питательных веществ, иммунную регуляцию и защиту от патогенов (Estaki et al., 2016). Благодаря ферментации сложных углеводов, в частности пищевых волокон, не перевариваемых человеческими ферментами, некоторые бактерии производят короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), в основном бутират, пропионат и ацетат. Эти метаболиты играют ключевую роль в поддержании целостности кишечного барьера и в энергетическом метаболизме колоноцитов (Estaki et al., 2016).

Когда состав или функция микробиоты нарушается, будь то в разнообразии, относительных пропорциях или метаболических путях, возникает состояние дисбиоза. Этот дисбаланс часто наблюдается при различных патологических состояниях и ассоциируется с развитием таких заболеваний, как диабет, некоторые виды рака, атеросклероз, астма, воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) и даже депрессия (Hou et al., 2022).

ВЗК включают болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК). В то время как БК характеризуется прерывистыми поражениями по всему желудочно-кишечному тракту, ЯК представляет собой непрерывное и поверхностное воспаление толстой кишки. Эти патологии затрагивают 0,3–0,5% населения мира (Ng et al., 2017). Многочисленные исследования показали значительные различия в составе микробиоты между пациентами с ВЗК и здоровыми людьми (Oligschlaeger et al., 2019), что приводит к нарушению функции кишечного барьера (Qiu et al., 2022).

Параллельно растущее количество данных свидетельствует о том, что микробиота кишечника физически активных людей отличается от таковой у малоподвижных людей (Estaki et al., 2016; Clarke et al., 2014; Barton et al., 2017; Mohr et al., 2020).

Совсем недавно наша лаборатория охарактеризовала микробиоту кишечника 50 добровольцев — от неактивных людей до элитных спортсменов с высокой (элитные футболисты) и очень высокой (элитные велосипедисты) физической работоспособностью (EXOMIC, NCT05220657). Наши данные показали, что физическая работоспособность влияет на экологию кишечной микробиоты и уровень фекальных КЖК независимо от диеты. Интересно, что у людей с очень высокой физической работоспособностью наблюдалось снижение микробного разнообразия, плотности и обилия функциональных путей, что ставит вопрос о том, являются ли такие микробные экосистемы полезными для энергетического метаболизма хозяина и спортивной результативности. Используя трансплантацию фекальной микробиоты (ТФМ) от доноров из нашей когорты мышам, обработанным антибиотиками, мы дополнительно продемонстрировали, что микробиота донора, связанная с физической работоспособностью, влияет на чувствительность к инсулину и запасы гликогена в мышцах у реципиентных мышей, подчеркивая критическую роль связанной с физической нагрузкой кишечной микробиоты в формировании метаболических ответов хозяина (Martin et al., 2025).

В этом контексте данное клиническое исследование направлено на характеристику бактериального метагенома кишечной микробиоты в континууме от малоподвижных людей до элитных спортсменов с высокой или очень высокой потребностью в энергии, а также на определение того, связаны ли специфический состав кишечной микробиоты и функциональные профили с разными уровнями физической работоспособности. Конечная цель этого проекта — создание биобанка фекальной микробиоты для будущих исследований здоровья кишечника.

Клинический протокол MICROPEPS представляет собой проспективное, одноцентровое, сравнительное и минимально интервенционное исследование. В рамках этого протокола не будут тестироваться лекарственные средства, медицинские изделия или продукты. Исследование будет проводиться на платформе Exermove (лаборатория M2S) для оценки физической работоспособности и метагеномной сигнатуры кишечной микробиоты у активных, тренированных и высокотренированных мужчин, занимающихся выносливостью. Участники посетят три лабораторных визита:

1. Визит включения: антропометрические измерения, анкеты по питанию и физической активности. Затем участники получат набор для сбора фекалий, чтобы собрать и отправить образец стула в течение семи дней.
2. Второй визит: инкрементальный велоэргометрический тест для определения VO₂max.
3. Третий визит: метаболические оценки в условиях голодания, в покое и во время субмаксимальной нагрузки.

Метаболические параметры, измеренные во время этих тестов (например, VO₂max, мощность на аэробном и анаэробном порогах, максимальное окисление углеводов и липидов), будут коррелировать с данными метагеномного шотган-секвенирования, полученными из образцов фекалий.

Кроме того, в исследовании будет создан биобанк фекальной микробиоты доноров, стратифицированных по физической работоспособности. Используя модель мышей с трансплантацией фекальной микробиоты в сочетании с колитом, индуцированным DSS, конечная цель состоит в том, чтобы определить, как физическая работоспособность донора и кишечные микробные экосистемы влияют на воспалительные реакции и кишечную проницаемость.