Что такое микробиом и как он влияет на ваши тренировки
Микроорганизмы в микробиоме кишечника могут влиять на ваши тренировки и результаты в соревнованиях. В свежем номере журнала Triathlete рассказывают, как сделать работу кишечника более эффективной, и приводят новейшие научные данные о микробиоме спортсмена.
Эта мысль может дать пищу для размышлений: в каком-то смысле вы больше бактерия, чем человек. В вас обитает так много микроскопических организмов, что если посчитать каждый из них, то окажется, что количество бактерий равно количеству клеток в организме. Звучит пугающе, но на самом деле это хорошо, особенно если вы спортсмен.
По мере того, как ученые узнают больше о микроорганизмах в человеке, они получают важную информацию о том, какое влияние эти микроорганизмы могут оказать на спортсменов. Оказывается, баланс бактерий внутри вас может иметь такое же или даже большее влияние на здоровье, как и генетика.
Какой у вас микробиом?
Сегодня большинство людей слышали слово «микробиом», но мало кто понимает, что это такое на самом деле. Микробиом человека состоит из разных видов бактерий (а также вирусов и грибов) и их генов, которые живут в нашем теле – это примерно 100 триллионов микробов, большая часть которых живет в нашем кишечнике. Поэтому микробиом кишечника больше всего изучается.
Но кишечник — не единственное место, где живут эти организмы. Знаете ли вы, что во рту тоже есть свой микробиом? И он обладает уникальным эффектом. Полезные бактерии на задней части языка преобразуют нитраты в таких продуктах, как свекла, в ту форму, которая делает аэробные упражнения более эффективными. (Подумайте об этом в следующий раз, когда будете пить свекольный сок в надежде получить преимущество, и поблагодарите свой микробиом).
Однако независимо от того, о какой области микробиома мы говорим, в нем все подчинено числовым законам и закономерностям. Чтобы улучшить здоровье, необходимо, чтобы полезные бактерии (называемые пробиотиками) существовали в такой пропорции, которая могла бы уравновесить вредные бактерии. Результаты последних исследований говорят, что баланс пробиотиков связан со всем: от повышения уровня холестерина до лучшего функционирования мозга, от диабета и ожирения до болезни сердца. Было установлено, что микробы оказывают большее влияние на возникновение определённых заболеваний, чем генетика.
Микробиом спортсмена
Чтобы улучшить свои спортивные результаты, нужно тренировать не только сердечно-сосудистую систему и мышцы, но и кишечник. Есть доказательства, что микробиом кишечника может способствовать или препятствовать спортивным результатам и влиять на выработку микробных метаболитов, физиологию желудочно-кишечного тракта и иммунную модуляцию.
В настоящее время в научном сообществе нет единого мнения о том, какое истинное влияние микробиом «здорового кишечника» оказывает на спортивные результаты. Но есть некоторые многообещающие исследования, позволяющие предположить, что это влияние микробиома огромно. Исследование, проведенное в Университете Тасмании, показало, что бегуны показали лучшие результаты на беговой дорожке при 35-градусной жаре после приема пробиотика с несколькими штаммами в течение четырех недель. Теоретически, этот пробиотик мог улучшить состав микробиома кишечника. Исследование 2022 года, опубликованное в Международном журнале экологических исследований и общественного здравоохранения, показало, что велосипедисты, которые в течение четырех месяцев потребляли пробиотик, в состав которого входило несколько штаммов полезных бактерий, увеличили свою аэробную тренированность. Исследователи из Тайваня обнаружили, что введение в кишечник определенного штамма лактобактерий усилило физическую адаптацию спортсменов к тренировкам и улучшило их выносливость. В микробиоме были обнаружены бактерии, представители рода Veillonella, которые способны преобразовать лактат, вырабатываемого на фоне физической нагрузки, в пропионат – жирную кислоту с короткой цепью, которая, как полагают, улучшает выносливость.
При этом мы еще очень далеки от полного понимания роли, которую микробиом человека играет в выполнении физических упражнений. Учёные находятся на ранних стадиях выяснения того, какие виды микробиоты оказывают наибольшее влияние на спортсменов и как лучше всего изменить микробиом, чтобы получить наибольшую пользу.
Нужно ли спортсменам принимать добавки или можно достичь оптимального микробиома для достижения результатов только с помощью диеты?
Несмотря на то, что реклама и блогеры пытаются убедить нас, что это возможно, у учёных пока недостаточно научных доказательств, чтобы сделать окончательные выводы.
Маловероятно, что кишечный микробиом и пробиотики приносят какую-либо прямую эргогенную пользу спортсменам. Однако, они могут косвенно способствовать улучшению физической формы посредством нескольких механизмов, в том числе повышения иммунитета, улучшения функции желудочно-кишечного тракта, выработки полезных метаболитов и улучшения использования питательных веществ из пищи.
Давайте подробнее рассмотрим несколько возможных способов, с помощью которых микробиом может помочь спортсменам достичь лучших результатов.
Множество научных исследованией показывают, что желудочно-кишечные расстройства, такие как вздутие живота, тошнота, спазмы и диарея, распространены у спортсменов — особенно у тех, кто участвует в соревнованиях на выносливость. И эти проблемы, по понятным причинам, часто ухудшают результаты.
Не совсем ясно, что именно вызывает эти ненавистные проблемы и как их можно предотвратить, но предварительные результаты нескольких исследований предполагают, что если “заполнить” пищеварительный тракт большим количеством пробиотиков, то это может помочь снизить частоту или тяжесть симптомов во время тренировок.
Некоторые ученые считают, что пробиотики помогают сделать слизистую оболочку кишечника более здоровой, тем самым уменьшить стресс от физических упражнений, а также улучшить пищеварение. Считается, что нарушение всасывания углеводов в пищеварительном тракте во время физических упражнений приносит проблемы с желудком, а пробиотики могут помочь кишечнику переработать углеводы из во время движения.
Но не все исследования показали, что пробиотики – это решение проблем с желудочно-кишечным трактом. Переменных слишком много, и все они влияют на результаты. Например, стоит учитывать диету каждого отдельного спортсмена, ведь это тоже влияет на микробиом. Напряженные тренировки триатлонистов могут подорвать иммунитет и сделать их более уязвимыми для заражения вирусами, которые приводят к простуде и гриппу, особенно в периоды пиковых нагрузок (именно поэтому так много спортсменов заболевают после объемных тренировок на выносливость). Но ежедневная доза «хороших» бактерий поможет вернуть иммунную систему в норму.
Согласно исследованию, опубликованному в Британском журнале спортивной медицины, бегуны, принимающие пробиотик Lactobacillus Fermentum, вдвое сократили частоту респираторных заболеваний во время четырехмесячного зимнего тренировочного блока. Похожий результат был обнаружен у некоторых велосипедистов, участвовавших в соревнованиях. Исследование 2022 года также показало, что пробиотики могут помочь спортсменам снизить риск развития насморка, а также уменьшить тяжесть течения болезни.
Улучшение баланса бактерий в микробиоме кишечника за счет определенной диеты и добавок может улучшить иммунитет слизистой оболочки или способность клеток бороться с инфекциями. Другими словами, здоровый кишечник может сделать вас более выносливым спортсменом. Однако еще предстоит определить, насколько это влияет на шанс заболеть и являются ли одни штаммы бактерий более мощными, чем другие.
Лучшее функционирование мышц
Связь кишечник-мозг — это двусторонняя биохимическая передача сигналов, которая происходит между желудочно-кишечным трактом и центральной нервной системой, связывая эмоциональные и когнитивные центры мозга с функциями кишечника — именно поэтому мы чувствуем изменение аппетита или тошноту перед гонкой. Некоторые исследователи предполагают также о существовании связи между кишечником и мышцами.
В этом случае оптимальный состав кишечной микробиоты принесет пользу спортсмену, влияя на все: от синтеза мышечного белка (т. е. создания новых мышц) до выработки энергии в мышечных клетках, уровня воспаления мышц после тренировки и количества накопленного гликогена. Исследование на мышах, которым вводили антибиотики, нарушающие баланс бактерий в кишечнике, показывают, что изменение микробиома кишечника может нарушать рост мышц в ответ на нагрузки.
Считается, что метаболиты микробного происхождения могут проникать в скелетные мышцы, где они могут регулировать их функционирование – другими словами, так кишечник "разговаривает" с мышцами. Некоторые полагают, что если точно настроить эту связь "кишечник - мышцы", мы сможем вырастить суперспортсменов, а также помочь пожилым людям поддерживать мышцы в тонусе.
Предстоит пройти долгий путь, прежде чем наука раскроет тонкости этого процесса (исследований пока мало), но идея в том, что здоровый микробиом может заставить наши мышцы работать лучше, а также лучше справляться с трудностями тренировок. Это, конечно, интригует.
Больше энергии
Состав наших кишечных микробов, по-видимому, влияет на то, сколько энергии мы извлекаем из пищи, которую едим. Некоторые спортсмены имеют преимущество, поскольку имеют микробиом, содержащий больше бактерий (особенно Bacteroides), поэтому они более эффективно извлекают энергию из пищи. Структура вашего микробиома может сделать так, чтобы вы ели макароны и не толстели, а все углеводы шли на питание мышц во время движения.
С другой стороны, состав микробиома может быть причиной того, что некоторые люди склонны к набору веса и быстро полнеют.
Улучшение усвоения витамина D
Витамин D должен не только поступить в организм (через добавки в пищу или солнечные лучи), но и преобразоваться в активную форму. Есть доказательства, что достаточное количество активного витамина D может быть важно для улучшения показателей выносливости.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что разнообразие микробиома (разнообразие типов бактерий в кишечнике человека) тесно связано уровнем активного витамина D в организме. У тех людей, у которых в кишечном микробиоме было 12 определенных типов бактерий, было много и активного витамина D. Возможно, важную роль в этом преобразовании играют определенные виды бактерий в здоровом микробиоме.
Больше мотивации для тренировок
Когда дело доходит до тренировок, важную роль играет мотивация. Когда вы чувствуете себя подавленным, шансы на то, что вы захотите совершить длительную пробежку, довольно малы. Но это не только психологический феномен — влияние на мотивацию может оказывать и микробиом.
Из всего огромного количества способов, которым изобилующая микробами экосистема вашего тела может повлиять на здоровье, самое сильное влияние - это воздействие на мозг. Исследование двух больших групп европейцев выявило, что несколько видов кишечных бактерий, включая штаммы Coprococcus и Dialister, отсутствуют у тех, кто страдает депрессией. Исследователи не могут сказать, является ли это причиной или следствием заболевания, но данные показывают, что некоторые бактерии влияют на функцию нервных клеток в мозге и могут менять наше настроение. Например, бактерия Coprococcus, по-видимому, как-то связана с дофамином и влияет на настроение. Также она вырабатывает противовоспалительное вещество под названием бутират, а усиление воспаления в мозге приводит к депрессии.
Исследование в журнале Nature показывает, что из всех факторов, протестированных на мышах (включая генетику), больше всего на желание заниматься спортом влиял состав кишечных бактерий. Срабатывает взаимосвязь «кишечник-мозг» и происходит воздействие на ту область мозга, которая отвечает за мотивацию. Исследователи обнаружили, что мыши с определенными кишечными бактериями (в данном случае Eubacterium Rectale и Coprococcus eutactus) имели лучшие беговые показатели. Микроорганизмы производят небольшие молекулы, известные как амиды жирных кислот, которые стимулируют нервные рецепторы кишечника, которые соединяются напрямую от позвоночника к мозгу. Так происходит влияние на мотивацию, увеличивается высвобождение нейромедиатора дофамина. Имейте в виду, что исследование было проведено на животных, поэтому нельзя точно сказать, применимо ли это к людям.
Когда речь идёт о микробиоме и влиянии пробиотиков на производительность, вопросов по-прежнему гораздо больше, чем ответов. Пока мы не поймем больше о механизме работы микробов, преждевременно объявлять микробиом лучшим другом спортсмена. Но если вы один из тех спортсменов, которые всегда стремятся использовать преимущества, то лучше следить за своим микробиомом и поддерживать его в отличной форме.
Вот пять советов, как это сделать
Когда вы едите, вы не просто насыщаете свое тело — вы также кормите триллионы микробов, живущих в вашем кишечнике. То, как вы питаетесь, оказывает огромное влияние на микробный состав кишечника, в свою очередь влияя на ряд метаболических, гормональных и неврологических процессов.
Пока не удалось установить точную связь микробиома и результатов в гонке. Тем не менее, если вы серьезный спортсмен, кажется очевидным, что нужно следить за питанием и обращать внимание на то, что происходит в кишечнике. Важно, чтобы хорошие бактерии в микробиоме сдерживали плохих. В этом поможет диета. Диета - это один из важных факторов, влияющих на здоровье, ее влияние на состав микробиоты является приоритетной областью исследований. Вот несколько способов позаботиться о своем микробиоме:
1. Ешьте больше полезных продуктов
Исследования единодушны в том, что здоровый режим питания принесет пользу вашему микробиому. Масштабное исследование, опубликованное в Американском журнале клинического питания, показывает, что потребление продуктов, которые чаще всего считаются «полезными» (например, рыба и фрукты), дают микробиому больше полезных бактерий, а менее желательные продукты питания (например, сладкие напитки, обработанное мясо и жареная пища) негативно влияют на микробиом.
По данным исследований, опубликованных в журнале Nature Medicine, кишечный микробиом получает пользу от овощей, орехов, яиц и морепродуктов, поскольку они, по-видимому, питают полезные бактерии в кишечнике, в то время как подслащенные напитки и переработанные злаковые питают вредные бактерии. В другом исследовании говорится, что более строгое соблюдение Индекса здорового питания (показателя качества диеты, используемого для оценки того, насколько хорошо набор продуктов соответствует ключевым рекомендациям по питанию) были в значительной степени связаны с увеличением количества потенциально полезных бактерий и со снижением количества вредных. Другое исследование показывает, что употребление слишком большого количества добавленного сахара может напрямую помешать полезным микробам закрепиться в нашем кишечнике. А голландское исследование с участием 1425 человек показало, что те, кто придерживался диеты с высоким содержанием переработанных жирных продуктов и продуктов животного происхождения (другими словами, продуктов быстрого питания), получили больше вредных бактерий, производящих токсины и ухудшающих работу кишечника.
Все это означает, что сосредоточение внимания в основном на употреблении в пищу цельных продуктов и меньшего количества ультраобработанных продуктов принесет пользу вашему микробиому. И это может в конечном итоге дать вам конкурентное преимущество.
2. Включите в рацион больше растительной пищи
Вам не обязательно становиться вегетарианцем или веганом, чтобы создать здоровый микробиом, но добавление большего количества пищи растительного происхождения, — это путь к более здоровому кишечнику. Исследования показывают что диеты, включающие больше растительных продуктов, как правило, приводят к большему разнообразию полезной микробиоты в кишечнике людей. И есть доказательства, что состав наших микробиомов может быстро меняться в ответ на изменения в рационе, включая употребление большего количества растительной пищи.
В рамках проекта «Американский кишечник» исследователи медицинского факультета Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что люди, которые ели более 30 различных видов растительной пищи в неделю имели большее разнообразие кишечной микробиоты, чем те, кто ел 10 или меньше видов растительной пищи в неделю. Аналогичным образом, исследование 2022 года, опубликованное в Американском журнале клинического питания показало, что большее разнообразие рациона связано с большим разнообразием микробиома и выработкой потенциальных метаболитов бактериального происхождения, повышающих здоровье и работоспособность.
Определенные компоненты растительных продуктов, такие как клетчатка и полифенолы, содержащиеся в таких продуктах, как бобовые и овощи, могут служить источником энергии для вашего микробиома. Другими словами, растительная пища действует как пребиотики, которые питают бактерии, уже находящиеся в вашем организме. В свою очередь, микробная ферментация растительных компонентов в толстой кишке приводит к образованию метаболитов, способствующих укреплению здоровья и, возможно, повышению производительности.
С другой стороны, некоторые исследования показывают что диета с высоким содержанием мяса может изменить типы микробов в кишечнике, в пользу менее полезных видов. Кроме того, слишком большое количество белка животного происхождения может способствовать метаболизму микробного белка, который генерирует потенциально вредные побочные продукты. Они могут оставаться в кишечнике и увеличивать риск негативных последствий для здоровья.
Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Microbiology, показало, что некоторые кишечные микробы, обнаруженные в больших количествах у людей, которые едят красное мясо, может быть ответственным за превращение пищевого питательного вещества карнитина в химическое вещество ТМАО, которое связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Так что, возможно, стоит подумать о том, чтобы отказаться от бекона и вместо этого добавить цельнозерновые продукты, бобы, чечевицу, овощи, орехи, семена и фрукты. Это никоим образом не означает, что здоровая разнообразная диета, включающая большое количество растительной пищи и умеренное количество обработанного мяса, повредит микробиому.
3. Полюбите ферментированные продукты
Оказывается, один из способов запустить в свой организм большое количество бактерий и таким образом улучшить свою производительность — это ввести в свой рацион ферментированные продукты (например, простоквашу) и пробиотики. Проанализировав образцы крови и стула 36 здоровых взрослых участников, исследователи Стэнфордской школы медицины обнаружили, что 10-недельная диета с высоким содержанием ферментированных продуктов, включая йогурты, кефир, кимчи и квашеную капусту (шесть порций в день) привели к заметному улучшению разнообразия микробиома и снижению маркеров воспаления, что свидетельствует об улучшении иммунного статуса. Здоровые люди и, возможно, более результативные спортсмены, обычно имеют более разнообразный состав микробиома, чем те, кто страдает хроническими заболеваниями. Интересно, что диета с высоким содержанием ферментированных продуктов оказала большее влияние на микробиом, чем диета с высоким содержанием клетчатки. Возможно, для диеты с клетчаткой нужно больше времени.
Ферментация — это анаэробный процесс, в котором микроорганизмы, такие как дрожжи и бактерии, расщепляют компоненты пищи (например, сахара, такие как глюкоза) на другие продукты (например, органические кислоты или спирт). Исторически это использовалось для продления срока хранения таких продуктов, как овощи и молочные продукты. Помимо потенциального пробиотического эффекта микроорганизмов, процесс ферментации может принести и другие важные преимущества, включая генерацию биологически активных соединений в пище и добавление новых вкусов (например, йогурт не похож по вкусу на молоко).
Это отличная идея — попробовать включить в свой тренировочный рацион больше ферментированных продуктов. Например, можно добавить квашеную капусту, или добавить кефир в смузи. Хороший способ восстановить водный баланс после тренировки и одновременно принести пользу кишечнику - это чайный гриб.
Ищите те продукты, которые не подвергались термической обработке (иногда с надписью «непастеризованные»). Йогурт с надписью «живые активные биокультуры» указывает на то, что он не подвергался нагреванию после ферментации и содержит не менее 100 миллионов бифидобактерий на грамм.
Поскольку количество пробиотиков в кишечнике может уменьшаться, если не прибудет подкрепление, важно добавить ферментированную пищу а свой рацион. Если вы не привыкли к такой еде, стоит начать с малого - по чуть-чуть, небольшими кусочками. Так кишечник привыкнет к новой пище и не будет реагировать большим количеством газов.
4. Потребляйте больше углеводов
Недостаточное количество углеводов во время тренировок на выносливость может снизить вашу производительность и негативно повлиять на микробиом.
Исследования показывают, что хорошо тренированные бегуны, которые сидели на диете с низким содержанием углеводов (30% калорий из углеводов), имели худшие результаты в сравнении с теми, кто придерживался диеты с высоким содержанием углеводов (60% калорий из углеводов). В этом нет ничего удивительного, но любопытно, что падение производительности на низкоуглеводной диете сопровождалось значительным уменьшением разнообразия и изменением состава кишечного микробиома у участников исследования. Повышенный стресс из-за употребления недостаточного количества углеводов для удовлетворения потребностей в тренировках может нарушить микробиом кишечника, что, в свою очередь, может оказать пагубное влияние на производительность. Поэтому, если вы много и тяжело тренируетесь, убедитесь, что вы потребляете достаточно углеводов.
5. Двигайтесь
Физические упражнения изменяют микробиом в лучшую сторону. Исследования показывают, что микробиом спортсмена сильно отличается от микробиома человека, ведущего малоподвижный образ жизни. Например, ирландские исследователи сравнили микробный состав кишечника 40 профессиональных игроков в регби с контрольной группой, не являющейся спортсменом, и обнаружили , что у регбистов в среднем в два раза больше разнообразных микробов. Физические упражнения делают микробный состав кишечника более разнообразным, и это не зависит от диеты (разнообразие микробов даёт полезное соединение бутират).
На данный момент неясно, что больше влияет на микробиом кишечника: тренировки, диета или что-то ещё. Но упражнения точно оказывают влияние, и микробиому спортсменов и тех, кто не занимается спортом, совершенно разные. Это ещё одна мотивация больше заниматься спортом.
Полезны ли продукты, обогащенные пробиотиками, для спортсменов?
Если вы ходите по магазинам, то, вероятно, обращали внимание, что на этикетках довольно часто можно увидеть информацию о том, что продукт обогащён пробиотиками. Это во многом маркетинговая уловка: все мюсли, протеиновые порошки, фруктовые соки и творог обогащаются пробиотиками, и все это в попытке производителей извлечь выгоду из пробиотического ажиотажа.
Хотя эти продукты, безусловно, не могут навредить (особенно тем, кто не любит продукты, богатые натуральными пробиотиками, такие как йогурт), имейте в виду, что существует очень мало данных, указывающих на то, что продукты, обогащенные пробиотиками, оказывают заметное влияние на качество микроорганизмов в кишечнике. Польза от приема пробиотиков не доказана и зависит от конкретного человека: штамм в этих обогащенных пробиотиками злаках должен соответствовать бактериальному штамму, которого не хватает в вашем кишечнике. Хотя нет никакого вреда в том, чтобы попробовать новейший энергетический батончик, наполненный пробиотиками, он может не дать вашему организму того, что ему нужно.
Более того, часто невозможно узнать, сколько пробиотиков вы на самом деле получаете в этих обогащенных продуктах и действительно ли они принесут вам пользу. Расплывчатые утверждения на этикетке вроде «улучшает пищеварение» совершенно бессмысленны. Вам необходимо учитывать общий рацион питания и следить за потреблением полезных продуктов, минимизировать добавленный сахар, рафинированные зерна и жиры, которые сводят на нет любую пользу пробиотиков.
Лучше сосредоточиться на более проверенных способах укрепления вашего микробиома, таких как употребление цельных продуктов.
Должны ли спортсмены принимать пробиотические добавки?
Несмотря на всю шумиху вокруг пробиотиков, у атлета может сложиться впечатление о том, что можно принять чудодейственную добавку и сразу улучшить свой микробиом. Но здесь есть подводные камни:
- Нет точных данных, подтверждающих пользу добавок
- Многие исследования проплачены заинтересованными компаниями
- Нет регулирования со стороны какого-либо государственного органа по производству и продаже пробиотиков
- Плохое понимание того, какие штаммы пробиотиков наиболее полезны для каждого конкретного человека
Если вы хотите принимать добавки, выбирайте такие, которые содержат несколько штаммов бактерий (не менее пяти миллиардов колониеобразующих единиц), чтобы дать кишечнику разнообразие бактерий. Lactobacillus и Bifidobacterium — два хорошо изученных штамма. На этикетке должен быть указан род, вид и штамм каждого микроорганизма в продукте, а также количество колониеобразующих единиц, которое показывает, сколько живых микроорганизмов содержится в каждой дозе. Также обратите внимание на сроки годности и инструкции по хранению.
Правильно подобранные добавки могут стать простым способом получить определенные пробиотики в дозах, которых нет в продуктах питания.
Выводы
Очень важно помнить, что микробиом каждого спортсмена совершенно уникален. Из-за этого сложно сделать одну добавку или продукт эффективным для всех, и еще сложнее определить, какой из них подойдет вам лучше всего. Хотя определенные штаммы пробиотиков могут помочь улучшить проблемы с желудочно-кишечным трактом во время соревнований или помочь защититься от простуды во время пиковых тренировок, они не всегда содержатся в конкретной добавке. Ответственность за поиск продуктов, содержащих нужные штаммы, лежит на потребителе, при этом научных данных недостаточно.
Когда дело касается микробиома спортсмена, профилактика – это лучший способ не допустить развития какой-то проблемы. Лучше всего соблюдать здоровую диету, поддерживать баланс своего микробиома, а не нагружать его и ждать, когда все выйдет из строя.
Что такое постбиотики: результаты новых исследований