„Táplálkozásdopping” – avagy hogyan vezet a mikrobiom-sérülés élsportolók esetén a sportolói karrier lezárását követően a megnövekedett betegségkockázathoz

A MIKROBIOM-SÉRÜLÉS FORMÁI ÉS OBJEKTÍV VIZSGÁLATA

A emésztőrendszerünkben velünk élő mikrobiális közösség, a mikrobiom mintegy 80%-át a vastagbélben honos baktériumok adják, ami a székletből vett mintából elemezhető, feltérképezhető. Az új generációs szekvenáláson alapuló mikrobiom-vizsgálatokkal – amelyek a biodiverzitás matematikai mérőszámát is képesek meghatározni, illetve tetszőleges, korábban ismeretlen dysbioticus fajok kimutatására is alkalmasak – ma már objektíven számszerűsíteni lehet a mikrobiom-sérülést. A különböző betegségcsoportokban tapasztalható, statisztikailag összegzett diverzitás- és dysbiosis mutatók változásának követése lehetővé teszi ezek összehasonlítását, az ezzel kapcsolatos terápiás és életmódbeli tényezők objektív vizsgálatát. 

A csökkent diverzitás az ökológiai instabilitás egyik forrása, és kiemelt kockázati tényező olyan úgynevezett dysbioticus fajok túlnövekedése tekintetében, amelyek egyrészt metabolikus hatásuk, illetve gyulladáskeltő potenciáljuk alapján igazolt patogenetikus szerepet játszhatnak pl. inzulinrezisztencia, ízületi gyulladások vagy Alzheimer-kór kialakulásában.

A mikrobiom-sérülés nyomán kialakuló kórélettani változások egy másik fontos tényezője az intesztinális barrier sérülése. Ennek épsége döntő jelentőséggel bír annak tekintetében, hogy egy adott dysbioticus eltérés milyen mértékben eredményez gyulladásos megbetegedést. 

Habár a sport jótékony hatással van a mikrobiom összetételére, tanulmányok azt állapították meg, hogy a testmozgás különböző formái különböző módon befolyásolják a mikrobiomot; míg a heti 6-8 óra testmozgás kedvezően hat a mikrobiomra, az ennél nagyobb megterhelést jelentő, élsportolókra jellemző  testmozgás káros következményekkel jár mind a mikorbiom összetétele, mind bél barrier funkciója tekintetében.

SPORTOLÓK, TÁPLÁLKOZÁS, MIKROBIOM
Élsportban a táplálkozás jelentőségét nem kell hangsúlyozni. Ugyanakkor a sporttáplálkozásra jellemző, fehérjében gazdag/növényi rostokban szegényebb étrenddel kapcsolatban kialakuló mikrobiom változásokról – mind a diverzitás indexek, mind a dysbiosis kialakulásának tekintetében – ma már rendelkezünk adatokkal. A legtöbb vizsgálat elsősorban aktív sportolók esetén a bélflóra változás és a teljesítmény összefüggésére koncentrál. Ugyanakkor legalább ilyen fontos kérdés, hogy ezek a változások hogyan befolyásolják a sportolói karrier lezárását követően a morbiditási kockázatokat, későbbi életminőséget és életkilátásokat. 

A középtávú kockázatok esetében már az aktív sportolói karriert is döntően befolyásoló sportsérülések kockázatának növekedését és mentális állapot változását is figyelembe kell venni, illetve az aktív élsport lezárása után kialakuló tüneteket, szövődményeket is fontos mérlegelni. Az intesztinális barrier károsodása és a dysbiosis következtében a keringésbe kerülő gyulladásos bakteriális metabolitok összessége (PAMP, patogénnel asszociált molekuláris mintázat) szerepet játszik számos betegség kialakulásában, így pl. az osteoarthritisek patogenezisében. A bakteriális metabolitok szerepe valószínűsíthető a tendinitisek kialakulásának hátterében, ami az ízületi szalagok terheléses sérüléseihez vezethet, ami az élsportoló karrierjét döntően befolyásolhatja. 

Ugyanakkor ennél is nyilvánvalóbb az összefüggés a bélmikrobiom sérülése, illetve az anyagcsere-rendellenességek kialakulása (elhízás, inzulinrezisztencia, cukorbetegség, stb.) között. Az aktív sportolói életben az anyagcsere-eltérés tünetei jellemzően nem jelennek meg, és nem feltétlenül lesznek szembetűnőek a sportoló extrém energiafelhasználással jellemezhető energia-egyensúlya miatt. A túlsúly, mint veszélyt jelentő tünet hiánya ellenére a kialakuló dysbiosis és a rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) egyensúlyának felborulása azonban időzített bombaként funkcionál. Amint csökken az energiafelhasználás, jellemzően a sportolói karrier végén, az energiamérleg egyensúlya felborul, elkezdődik a zsírlerakódás, és kialakulnak olyan kardiovaszkuláris gyulladásos szövődmények, mint az endothel-diszfunkció és annak talaján a hipertónia, illetve az inzulinrezisztencia, és ennek következményeként a diabétesz. Több ikonikus sportolónk is van, aki sajnálatos módon ezt a „betegségkarriert” szinte teljes spektrumában megélte.

A MIKROBIOM-MONITOROZÁSON ALAPULÓ DIÉTÁS TERVEZÉS ÉS A PROBIOTIKUMOK JELENTŐSÉGE
Ma már egyértelmű, hogy a sportolói diétát vezérlő céloknak változniuk kell. Mai elképzelésünk szerint ebben kiemelt jelentősége van az egészséges diverzitás helyreállításának, a szervezet barrierrendszerei védelmének és a megismert dysbioticus kockázatok eliminációjának. A diverzitáscsökkenés proinflammatorikus hatása jól dokumentált, és monitorozható is, így helyreállítása új táplálási protokollok bevezetésére ad lehetőséget. Ebben nagy jelentősége van mai tudásunk szerint a nyers, vegán dominanciájú táplálkozásnak, ami azt jelenti, hogy a feldolgozott/főtt ételek arányát drasztikusan csökkentve (de nem elhagyva!) minél több nyers zöldséget és gyümölcsöt fogyasszunk. A dysbiosis csökkenthető, illetve helyreállítható megfelelő probiotikus készítmény illetve magas rosttartalmú étrend alkalmazásával.

KÖVETKEZTETÉSEK
A sportot támogató étrend mind az amatőr, mind a profi élsport tekintetében paradigmaváltás előtt áll. A mikrobiom kutatás eredményei lehetővé teszik a visszavonult, mind a ma ismert szövődményekkel küzdő sportolók tercier, mind a tünetmentes sportolók szekunder prevencióját (rehabilitációját), illetve az aktív sportolók primer prevencióját is.

A mikrobiom-kutatás jelenlegi eredményei alapján mindennek a teljesítményt tekintve nem kell kompromisszumokat jelentenie, ugyanakkor jelentős életminőség javulást és a betegség kockázatok csökkenését eredményezheti sportolóink számára.

Forrás: METABOLIZMUS • 2021. •XIX . évfolyam 1. szám 3 8-4 2

A publikáció teljes hivatkozáslistája lentebb olvasható:

1 Gevers D, Knight R, Petrosino JF, Huang K, McGuire AL, Birren BW, Nelson KE, White O, Methé BA, Huttenhower C. 2012. The Human Microbiome Project: a community resource for the healthy human microbiome. PLoS Biol 10:e1001377. doi:10.1371/journal.pbio.1001377. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3419203/ 

2 Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature 2012; 486(7402): 207–14. 

Published 2012 Jun 13 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3564958/ 

3 Yohe S, Thyagarajan B. Review of Clinical Next-Generation Sequencing. Arch Pathol Lab Med. 2017;141(11):1544-1557. doi:10.5858/arpa.2016-0501-RA https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28782984/ 

4 Stackebrandt E, Goebel BM. Taxonomic Note: A Place for DNA-DNA Reassociation and 16S rRNA Sequence Analysis in the Present Species Definition in Bacteriology. Int J Syst Evol Microbiol 1994; 44: 846–849. https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/ijsem/10.1099/00207713-44-4-846 9 

5 Qin, Junjie et al. “A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing.” Nature vol. 464,7285 (2010): 59-65. doi:10.1038/nature08821 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3779803/ 

6 Simpson, G. G. (1943) Mammals and the Nature of Continents. American Journal of Science, 241, 1-31. 

7 Simpson, G. G. (1960) Notes on the measurement of faunal resemblance. American Journal of Science, 258, 300-311. 

8 http://www.annclinlabsci.org/content/36/2/163.full 

9 Mahmoud S, MD’Rania KY, et al. Early inflammation and risk of long-term development of heart failure and mortality in survivors of acute myocardial infarction: predictive role of c reactive protein. Journal of the American College of Cardiology 

2006;47(5)962-8. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2005.10.055 

10 Lee CJ, Sears CL, Maruthur N. Gut microbiome and its role in obesity and insulin resistance. Ann N Y Acad Sci. 2020 Feb;1461(1):37-52. doi: 10.1111/nyas.14107. Epub 2019 May 14. PMID: 31087391. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31087391/ 

11 Lin L, Zheng LJ, Zhang LJ. Neuroinflammation, Gut Microbiome, and Alzheimer's Disease. Mol Neurobiol. 2018 Nov;55(11):8243-8250. doi: 10.1007/s12035-018-0983-2. Epub 2018 Mar 9. PMID: 29524051. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29524051/ 

12 Myers B, Brownstone N, Reddy V, Chan S, Thibodeaux Q, Truong A, Bhutani T, Chang HW, Liao W. The gut microbiome in psoriasis and psoriatic arthritis. Best Pract Res Clin Rheumatol. 2019 Dec;33(6):101494. doi: 10.1016/j.berh.2020.101494. Epub 2020 Apr 29. PMID: 32360228. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32360228/ 

13 Jang LG, Choi G, Kim SW, Kim BY, Lee S, Park H. The combination of sport and sport-specific diet is associated with characteristics of gut microbiota: an observational study. J Int Soc Sports Nutr. 2019 May 3;16(1):21. doi: 10.1186/s12970-019-0290-y. PMID: 31053143; PMCID: PMC6500072. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31053143/ 

14 Bailén M, Bressa C, Martínez-López S, González-Soltero R, Montalvo Lominchar MG, San Juan C, Larrosa M. Microbiota Features Associated With a High-Fat/Low-Fiber Diet in Healthy Adults. Front Nutr. 2020 Dec 18;7:583608. doi: 10.3389/fnut.2020.583608. PMID: 33392236; PMCID: PMC7775391. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33392236/ 

15 Clark A, Mach N. Exercise-induced stress behavior, gut-microbiota-brain axis and diet: a systematic review for athletes. J Int Soc Sports Nutr. 2016 Nov 24;13:43. doi: 10.1186/s12970-016-0155-6. PMID: 27924137; PMCID: PMC5121944. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27924137/ 

16 Szychlinska MA, Di Rosa M, Castorina A, Mobasheri A, Musumeci G. A correlation between intestinal microbiota dysbiosis and osteoarthritis. Heliyon. 2019 Jan 12;5(1):e01134. doi: 10.1016/j.heliyon.2019.e01134. PMID: 30671561; PMCID: PMC6330556. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30671561/ 

17 Berthelot JM, Sellam J, Maugars Y, Berenbaum F. Cartilage-gut-microbiome axis: a new paradigm for novel therapeutic opportunities in osteoarthritis. RMD Open. 2019 Sep 20;5(2):e001037. doi: 10.1136/rmdopen-2019-001037. PMID: 31673418; PMCID: PMC6803002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31673418/ 

18 Dietrich-Zagonel F, Hammerman M, Eliasson P, Aspenberg P. Response to mechanical loading in rat Achilles tendon healing is influenced by the microbiome. PLoS One. 2020 Mar 10;15(3):e0229908. doi: 10 

10.1371/journal.pone.0229908. PMID: 32155184; PMCID: PMC7064237. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32155184/ 

19 GBD 2016 Alcohol Collaborators. Alcohol use and burden for 195 countries and territories, 1990–2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet 2018;392:1015-35 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30146330/ 

20 Swann OG, Kilpatrick M, Breslin M, Oddy WH. Dietary fiber and its associations with depression and inflammation. Nutr Rev. 2020 May 1;78(5):394-411. doi: 10.1093/nutrit/nuz072. PMID: 31750916. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31750916/ 

21 Amedei A, Morbidelli L. Circulating Metabolites Originating from Gut Microbiota Control Endothelial Cell Function. Molecules. 2019 Nov 5;24(21):3992. doi: 10.3390/molecules24213992. PMID: 31694161; PMCID: PMC6864778. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31694161/ 

22 Molinaro, Antonio et al. “Imidazole propionate is increased in diabetes and associated with dietary patterns and altered microbial ecology.” Nature communications vol. 11,1 5881. 18 Nov. 2020, doi:10.1038/s41467-020-19589-w https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7676231/ 

23 Jang SE, Lim SM, Jeong JJ, Jang HM, Lee HJ, Han MJ, Kim DH. Gastrointestinal inflammation by gut microbiota disturbance induces memory impairment in mice. Mucosal Immunol. 2018 Mar;11(2):369-379. doi: 10.1038/mi.2017.49. Epub 2017 Jun 14. PMID: 28612842. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28612842/ 

24 http://www.alzheimer-kor.hu/hirek/hires-emberek-akik-alzheimer-korban-szenvedtek_1470745593 

25 Mozaffarian D, Rosenberg I, Uauy R. History of modern nutrition science-implications for current research, dietary guidelines, and food policy. s. BMJ. 2018;361:k2392. Published 2018 Jun 13. doi:10.1136/bmj.k2392 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5998735/ 

26 Atkins RC, Sears B, Eaton B, Ornish D. Dissecting the diets. Newsweek. 2003 Jan 20;141(3):55. PMID: 12545934. 

27 Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature 2012; 486(7402): 207–14. 

Published 2012 Jun 13 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3564958/ 

28 Kriss M, Hazleton KZ, Nusbacher NM, Martin CG, Lozupone CA. Low diversity gut microbiota dysbiosis: drivers, functional implications and recovery. Curr Opin Microbiol. 2018 Aug;44:34-40. doi: 10.1016/j.mib.2018.07.003. Epub 2018 Jul 20. PMID: 30036705; PMCID: PMC6435260. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30036705/ 

29 Mas-Lloret J, Obón-Santacana M, Ibáñez-Sanz G, Guinó E, Pato ML, Rodriguez-Moranta F, Mata A, García-Rodríguez A, Moreno V, Pimenoff VN. Gut microbiome diversity detected by high-coverage 16S and shotgun sequencing of paired stool and colon sample. Sci Data. 2020 Mar 16;7(1):92. doi: 10.1038/s41597-020-0427-5. PMID: 32179734; PMCID: PMC7075950. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32179734/ 

30 Tomova A, Bukovsky I, Rembert E, et al. The Effects of Vegetarian and Vegan Diets on Gut Microbiota. Front Nutr. 2019;6:47. Published 2019 Apr 17. doi:10.3389/fnut.2019.00047 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6478664/ 

31 Hohmann, G. (2009). The Diets of Non-human Primates: Frugivory, Food Processing, and Food Sharing. Vertebrate Paleobiology and Paleoanthropology, 1–14. doi:10.1007/978-1-4020-9699-0_1 11 

10.1007/978-1-4020-9699-0_1 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4034684/ 

32 Davis DR, Epp MD, Riordan HD. Changes in USDA food composition data for 43 garden crops, 1950 to 1999. J Am Coll Nutr. 2004 Dec;23(6):669-82. doi: 10.1080/07315724.2004.10719409. PMID: 15637215. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15637215/ 

33 van der Heijden MG, Bardgett RD, van Straalen NM. The unseen majority: soil microbes as drivers of plant diversity and productivity in terrestrial ecosystems. Ecol Lett. 2008 Mar;11(3):296-310. doi: 10.1111/j.1461-0248.2007.01139.x. Epub 2007 Nov 29. Erratum in: Ecol Lett.2008 Jun;11(6):651. PMID: 18047587. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18047587/ 

34 Onwona-Kwakye M, Plants-Paris K, Keita K, et al. Pesticides Decrease Bacterial Diversity and Abundance of Irrigated Rice Fields. Microorganisms. 2020;8(3):318. Published 2020 Feb 25. doi:10.3390/microorganisms8030318 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7142973/ 

35 Ibekwe AM, Papiernik SK, Gan J, Yates SR, Yang CH, Crowley DE. Impact of fumigants on soil microbial communities. Appl Environ Microbiol. 2001;67(7):3245-3257. doi:10.1128/AEM.67.7.3245-3257.2001 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC93007/ 

36 Zobiole LH, Kremer RJ, Oliveira RS Jr, Constantin J. Glyphosate affects micro-organisms in rhizospheres of glyphosate-resistant soybeans. J Appl Microbiol. 2011 Jan;110(1):118-27. doi: 10.1111/j.1365-2672.2010.04864.x. Epub 2010 Sep 29. PMID: 20880215. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20880215/ 

37 Cook RJ. From the Academy: Colloquium perspective. Toward cropping systems that enhance productivity and sustainability. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006;103(49):18389-18394. doi:10.1073/pnas.0605946103 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1693674/ 

38 Liu X, Zhang J, Gu T, et al. Microbial community diversities and taxa abundances in soils along a seven-year gradient of potato monoculture using high throughput pyrosequencing approach. PLoS One. 2014;9(1):e86610. Published 2014 Jan 30. doi:10.1371/journal.pone.0086610 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3907449/ 

39 Loladze I. Hidden shift of the ionome of plants exposed to elevated CO₂depletes minerals at the base of human nutrition. Elife. 2014;3:e02245. Published 2014 May 7. doi:10.7554/eLife.02245 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4034684/ 

40 Tilg H, Zmora N, Adolph TE, Elinav E. The intestinal microbiota fuelling metabolic inflammation. Nat Rev Immunol. 2020 Jan;20(1):40-54. doi: 10.1038/s41577-019-0198-4. Epub 2019 Aug 6. PMID: 31388093. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31388093/ 

41 Hiippala K, Jouhten H, Ronkainen A, Hartikainen A, Kainulainen V, Jalanka J, Satokari R. The Potential of Gut Commensals in Reinforcing Intestinal Barrier Function and Alleviating Inflammation. Nutrients. 2018 Jul 29;10(8):988. doi: 10.3390/nu10080988. PMID: 30060606; PMCID: PMC6116138. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30060606/ 

42 Antón M, Rodríguez-González A, Ballesta A, et al. Alcohol binge disrupts the rat intestinal barrier: the partial protective role of oleoylethanolamide. Br J Pharmacol. 2018;175(24):4464-4479. doi:10.1111/bph.14501 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6255955/ 

43 Ticinesi A, Lauretani F, Tana C, Nouvenne A, Ridolo E, Meschi T. Exercise and immune system as modulators of intestinal microbiome: implications for the gut-muscle axis hypothesis. Exerc Immunol Rev. 2019;25:84-95. PMID: 30753131. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30753131/ 12 

44 Wosinska L, Cotter PD, O'Sullivan O, Guinane C. The Potential Impact of Probiotics on the Gut Microbiome of Athletes. Nutrients. 2019;11(10):2270. Published 2019 Sep 21. doi:10.3390/nu11102270 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6835687/