Как антибиотики влияют на тренировки?
Новые эксперименты показали, что мыши предпочитают меньше бегать после приема антибиотиков, хотя их выносливость не изменилась.
Неудивительно, что большинство людей после приема антибиотиков не чувствуют себя хорошо, тренируясь в спортзале. В конце концов, если вы принимаете эти препараты, это означает, что вы либо больны, либо недавно переболел. В последнее время наблюдается всплеск научного интереса к концепции “ось кишечник-мышцы”. Согласно ей, деятельность микроорганизмов в вашем кишечнике зависит от физической активности, а микроорганизмы, в свою очередь, влияют на способность выполнять физическую активность. Возникает интересный вопрос: оказывают ли антибиотики, уничтожающие большую часть кишечной микрофлоры, прямое влияние на спортивные результаты?
Было проведено множество исследований, в основном на мышах, подтверждающих идею наличия двусторонней оси, связи между кишечником и мышцами. Пересадка фекальных бактерий от здоровых пожилых людей мышам делает их сильнее. Уничтожение кишечных бактерий у мышей с помощью антибиотиков широкого спектра действия снижает выносливость при беге. Наиболее заметное исследование на эту тему было проведено в 2019 году, когда бактерии, уничтожающие лактат, обнаруженные в кале финишеров Бостонского марафона, сделали мышей быстрее. Но если не обращать внимание на громкие заголовки, результаты исследований остаются запутанными и противоречивыми: кажется, что каждое новое исследование находит свой волшебный микроорганизм.
Хорошая новость: два новых исследования по влиянию антибиотиков на физические упражнения пришли к схожим выводам. Тем не менее, нужно помнить о целом ряде ограничений — прежде всего о том, что оба исследования проводились на мышах. Но оба этих исследования предлагают интересную теорию: самый большой спортивный эффект антибиотики могут оказывать на мозг, а не на мышцы.
В первом исследовании, проведенном под руководством Моники Макнамара и Теодора Гарланда из Калифорнийского университета в Риверсайде, опубликованном в журнале Behavioral Processes, сравнивались два разных типа мышей. Одной из них была знаменитая линия High Runner. Еще в далеком 1993 году исследователи начали отбирать мышей, демонстрирующих необычно высокую способность самопроизвольно бегать в колесе, и скрещивать их друг с другом. Мыши, включенные в исследование Калифорнийского университета, относятся к 89-му поколению этой программы скрещивания, и теперь они предпочитают бегать в день примерно в три раза больше, чем мыши из контрольной группы, которые взяты из той же исходной группы мышей, но не подвергались выборочному скрещиванию, улучшающему их беговые способности.
После двух недель “базового” периода, мышам вводили антибиотики широкого спектра действия (это означает, что такие препараты уничтожали большинство кишечных бактерий, а не только определенные штаммы) в течение десяти дней. Вот как выглядел их усредненный “беговой журнал”, измеренный в оборотах колес, находящихся в их клетках:
У мышей-бегунов (линия High Runner) ежедневная дистанция падала на 21% и не возвращалась к норме в течение последующих 12 дней. С другой стороны, у контрольных мышей ничего не менялось. Ни одна из групп не показала никаких признаков болезни: их вес и потребление пищи не изменились. Это говорит о том, что антибиотики повлияли на некоторые качества, имеющиеся у специально выведенной линии мышей High Runner.
Одно из предположений заключается в том, что эффект антибиотиков реализовался через ось кишечник-мышцы. У мышей линии High Runner есть своего рода микробное преимущество — что-то вроде поедающего лактат микроба, имевшегося у финишеров Бостонского марафона, — что делает бег для этих мышей физически более легким, и поэтому они бегают так много. Уберите это преимущество, бег уже будет не таким веселым, и мыши они будут бегать меньше.
Другой возможный механизм такого действия антибиотиков состоит в том, что ось кишечник-мозг начинает активно работать. Моника Макнамара цитирует некоторые предыдущие исследования, показывающие, что кишечный микробиом (совокупность микроорганизмов в кишечнике) может влиять на мотивацию и механизмы системы вознаграждения в мозге: антибиотики влияют на то, как определенные аминокислоты всасываются из кишечника в кровь, после чего они попадают в мозг, где трансформируются в химические вещества, такие как дофамин и серотонин. Эксперимент Макнамары не может различить эти два механизма, но в любом случае мотивация к упражнениям у мышей, похоже, снижается.
Второе исследование, проведенное Ноем Хатчинсоном и Джеффри Вудсом из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и опубликованное в журнале Medicine & Science in Sports & Exercise, имело аналогичную схему. Ученые сравнили нормальных лабораторных мышей с использованием у них антибиотиков широкого спектра действия и без них, а также группу “безмикробных” мышей, которые были специально выведены таким образом, чтобы у них вообще не было микробиома. В этом случае исследователей интересовало, как антибиотики повлияли на тренировочную адаптацию: улучшат ли “безмикробные” мыши и животные, которым не вводили антибиотики физическую форму также хорошо, как и контрольная группа после шести недель бега в колесе? Авторы предположили, что нет.
В очередной раз, бег в колесе в группе мышей, кому вводили антибиотики, снизился на 22%, а у безмикробных мышей — на 26%. Вот как выглядели их ежедневный бег (квадраты — контрольная группа, кружки — использование антибиотиков, треугольники — безмикробные мыши):
Но реакция мышей на тренировку говорит о немного другой истории. В тесте до истощения, проводимого на беговой дорожке, мыши, получавшие антибиотики, улучшили результат так же, как и мыши, не получавшие антибиотики (их улучшение было немного меньше, но разница не была статистически значимой, и ее в любом случае можно было ожидать, поскольку они меньше бегали в течение тренировочного периода). Более того, тесты активности генов и свойств мышц также показали, что группа мышей, которым вводили антибиотики, показала себя не хуже.
С другой стороны, безмикробные мыши не так сильно улучшили результат после периода тренировок. Поскольку на результат мышей после введения им антибиотиков не повлияло отсутствие микробиома, это говорит о том, что у безмикробных мышей изначально имелся какой-то дефицит развития из-за того, что они росли без микробиома, что ставило под угрозу их способность реагировать на тренировки.
Практический вывод, согласно Хатчинсону и его соавторам, заключается в том, что если вам нужно принимать антибиотики в преддверии важного соревнования, маловероятно, что это повлияет на вашу тренировочную адаптацию или производительность. Я думаю, что это разумная и обнадеживающая позиция, учитывая все нюансы, связанные с экстраполяцией исследований, проведенных на мышах, применительно к человеческому поведению.
Но меня действительно заинтриговало очевидное изменение мотивации к занятиям спортом. Есть ли в этом что-то, что помогает объяснить, кто из нас в конечном итоге заканчивает, как мыши линии High Runner? Если да, то можем ли мы манипулировать этим? Легко понять, что вы можете увлекаться потенциальной пользой новых пробиотиков, которые изменяют не только ваши способности, но и ваше желание заниматься спортом. Теодор Гарланд намекает на такую возможность в пресс-релизе Калифорнийского университета в Риверсайде. Но его совет на данный момент основан на текущих данных и реальной картине. Если вы хотите иметь здоровый микробиом, вам следует придерживаться сбалансированной диеты и регулярно заниматься спортом.