Karakterisering av tarmmikrobiotas signatur enligt fysisk prestationsförmåga och dess implikationer för tarmhälsa. (MICROPEPS)

Tarmens mikrobiota inkluderar alla mikroorganismer - bakterier, virus och svampar - som bebor matsmältningskanalen. Koloniseringen börjar vid födseln och utvecklas under hela livet under påverkan av många faktorer som kost, antibiotikaanvändning, sömn, stress, fysisk aktivitet, exponering för miljöfaktorer samt ålder, kön och etniskt eller migrationsbakgrund (Hou et al., 2022).

Detta mikrobiella ekosystem utför flera väsentliga funktioner för sin värd, inklusive matsmältning och näringsupptag, immunreglering och skydd mot patogener (Estaki et al., 2016). Genom jäsning av komplexa kolhydrater, särskilt kostfibrer som inte kan smältas av mänskliga enzymer, producerar vissa bakterier kortkedjiga fettsyror (SCFA), främst butyrat, propionat och acetat. Dessa metaboliter spelar en nyckelroll i att upprätthålla tarmbarriärens integritet och i kolonocyters energimetabolism (Estaki et al., 2016).

När den mikrobiella sammansättningen eller funktionen förändras, oavsett om det gäller mångfald, relativa proportioner eller metaboliska vägar, uppstår ett tillstånd av dysbios. Denna obalans observeras ofta vid olika patologiska tillstånd och har kopplats till utvecklingen av sjukdomar som diabetes, vissa cancerformer, ateroskleros, astma, inflammatoriska tarmsjukdomar (IBD) och till och med depression (Hou et al., 2022).

IBD omfattar Crohns sjukdom (CD) och ulcerös kolit (UC). Medan CD kännetecknas av diskontinuerliga skador i hela mag-tarmkanalen, innebär UC kontinuerlig och ytlig inflammation i tjocktarmen. Dessa patologier drabbar 0,3-0,5% av världens befolkning (Ng et al., 2017). Många studier har visat betydande skillnader i mikrobiotans sammansättning mellan IBD-patienter och friska individer (Oligschlaeger et al., 2019), vilket leder till nedsatt tarmbarriärfunktion (Qiu et al., 2022).

Parallellt med detta växer bevisen för att tarmens mikrobiota hos fysiskt aktiva individer skiljer sig från den hos stillasittande personer (Estaki et al., 2016; Clarke et al., 2014; Barton et al., 2017; Mohr et al., 2020).

Mer nyligen karakteriserade vårt laboratorium tarmens mikrobiota hos 50 volontärer som sträckte sig från inaktiva individer till elitidrottare med hög (elitfotbollsspelare) och mycket hög (elitcyklister) träningskapacitet (EXOMIC, NCT05220657). Våra data visade att träningskapaciteten påverkar tarmens mikrobiella ekologi och fekala SCFA-nivåer, oberoende av kost. Intressant nog visade individer med mycket hög träningskapacitet minskad mikrobiell mångfald, densitet och funktionell vägrikedom, vilket väcker frågor om huruvida sådana mikrobiella ekosystem är fördelaktiga för värdens energimetabolism och idrottsprestation. Genom att använda FMT från mänskliga donatorer i vår kohort till antibiotikabehandlade möss visade vi vidare att donatorns mikrobiota, kopplad till träningskapacitet, påverkar insulin-känsligheten och muskelglykogenlagringen hos mottagarmössen, vilket belyser den kritiska rollen av träningsrelaterad tarmmikrobiota för att forma värdens metaboliska svar (Martin et al., 2025).

I detta sammanhang syftar denna kliniska studie till att karakterisera det bakteriella metagenomet i tarmens mikrobiota över ett kontinuum från stillasittande individer till elitidrottare med hög eller mycket hög energibehov, och att avgöra om specifik tarmmikrobiotasammansättning och funktionella profiler är associerade med olika nivåer av träningskapacitet. Det slutliga målet med detta projekt är att skapa en fekal mikrobiotabiobank för framtida forskning om tarmhälsa.

MICROPEPS kliniska protokoll är en prospektiv, encentrerad, jämförande och minimalt interventionell studie. Inget läkemedel, medicintekniskt produkt eller annan produkt kommer att testas inom detta protokoll. Studien kommer att genomföras på Exermove-plattformen (M2S-laboratoriet) för att utvärdera träningskapacitet och metagenomisk signatur i tarmens mikrobiota hos aktiva, tränade och högt tränade uthållighetsidrottare (män). Deltagarna kommer att delta i tre laboratoriebesök:

1. Inklusionsbesök: antropometriska mätningar, kost- och fysisk aktivitetsformulär. Deltagarna kommer sedan att få ett avföringssamlingskit för att samla in och skicka ett avföringsprov inom sju dagar.
2. Andra besöket: inkrementellt cykeltest för att bestämma VO₂max.
3. Tredje besöket: metaboliska bedömningar under fasta förhållanden, i vila och under submaximal träning.

Metabola parametrar som mäts under dessa tester (t.ex. VO₂max, effekt vid aeroba och anaeroba trösklar, maximal kolhydrat- och lipidoxidation) kommer att korreleras med metagenomiska shotgun-data som erhållits från avföringsprover.

Dessutom kommer studien att etablera en fekal mikrobiotabiobank av donatorer stratifierade efter träningskapacitet. Genom att använda en mössmodell för fekal mikrobiotatransplantation kombinerat med DSS-inducerad kolit är det slutliga målet att avgöra hur donatorns träningskapacitet och tarmens mikrobiella ekosystem påverkar inflammatoriska svar och tarmpermeabilitet.