В первом исследовании ученые пересаживали фекалии от тренированных и сидячих мышей в толстую кишку сидячих мышей, свободных от микробов, которые были выращены в стерильном помещении и не имели собственной микробиоты. Во втором исследовании команда отслеживала изменения в составе кишечной микробиоты у участников-людей, когда они переходили от малоподвижного образа жизни к более активному — и обратно.«Это первые исследования, показывающие, что упражнения могут влиять на кишечник независимо от диеты или других факторов», — сказал Джеффри Вудс, профессор кинезиологии и общественного здоровья Университета Иллинойса, который руководил исследованием вместе с бывшим докторантом Джейкобом Алленом. в настоящее время работает научным сотрудником в Национальной детской больнице в Колумбусе, штат Огайо.
Работа с мышами проводилась в Университете штата Айленд и с учеными из клиники Мэйо в Рочестере, штат Миннесота, которые вырабатывают и поддерживают стерильных мышей. Работа над людьми проводилась в Иллинойсе.В исследовании на мышах изменения в микробиоте мышей-реципиентов отражали изменения у мышей-доноров с четкими различиями между теми, кто получал микробы от мышей, ведущих тренировку, и мышей, ведущих сидячий образ жизни.
«Это доказало нам, что трансплантат сработал», — сказал Вудс.У реципиентов микробиоты тренированных мышей также была более высокая доля микробов, которые производят бутират, короткоцепочечную жирную кислоту, которая способствует здоровью кишечных клеток, уменьшает воспаление и генерирует энергию для хозяина. Они также оказались более устойчивыми к экспериментальному язвенному колиту, воспалительному заболеванию кишечника.«Мы обнаружили, что животные, которые получали микробиоту в процессе тренировок, имели ослабленную реакцию на химические вещества, вызывающие колит», — сказал Аллен. «Было уменьшение воспаления и увеличение количества регенеративных молекул, которые способствуют более быстрому выздоровлению».
В исследовании на людях команда набрала 18 худощавых и 14 тучных людей, ведущих сидячий образ жизни, взяла образцы их кишечного микробиома и начала выполнять программу упражнений, во время которой они выполняли контролируемые сердечно-сосудистые упражнения в течение 30-60 минут три раза в неделю в течение шести недель. Исследователи снова взяли образцы кишечного микробиома участников в конце программы упражнений и еще через шесть недель малоподвижного поведения. На протяжении всего исследования участники придерживались своей обычной диеты.
Концентрация SCFAs, в частности бутирата, в фекалиях увеличилась в кишечнике человека в результате физических упражнений. Эти уровни снова снизились после того, как участники вернулись к малоподвижному образу жизни.
Генетические тесты микробиоты подтвердили, что это соответствует изменениям в пропорции микробов, продуцирующих бутират и другие SCFA.Наиболее значительный рост наблюдался у худых участников, у которых изначально был значительно более низкий уровень микробов, продуцирующих SCFA, в кишечнике.
Участники с ожирением отметили лишь незначительное увеличение доли микробов, продуцирующих SCFA. По словам исследователей, соотношение различных микробов в кишечнике у худых и страдающих ожирением участников также различалось на каждом этапе исследования.
«Суть в том, что существуют явные различия в том, как микробиом человека с ожирением и худощавого человека реагирует на упражнения», — сказал Вудс. «Нам нужно еще поработать, чтобы определить, почему это так».