A gyomor-bél traktus (GI) szövetei gazdagok myeloid és limfoid sejtekben, amelyek közül sok a szervekben lévő limfoid szövetekben található. Egyre több bizonyíték támasztja alá, hogy a mikrobiota fontos szerepet játszik az immunrendszer érésében és a különféle fertőző ágensek elleni védelemben. Az immunrendszer összes komponensét és mediátorát a mikrobiom szabályozza, akár közvetlenül, akár közvetve. Például, a mikrobiom metabolikus melléktermékei közvetlenül vagy a hámsejtek beavatkozásán keresztül befolyásolják a dendritikus sejteket és a makrofágokat. Ez a sejtaktivitás mikrobiota által vezérelt epigenetikai mechanizmusokkal szabályozható. A közelmúltban nyilvánvalóvá vált, hogy az egyes kommenzális fajok befolyásolják a lamina propria T-limfocita alcsoportjainak megtelepedését, amelyek eltérő effektor funkcióval rendelkeznek. A bélnyálkahártyában a homeosztázist a potenciálisan gyulladást előidéző sejtek közötti ellenőrzések és egyensúlyok rendszere tartja fenn.

Általánosságban elmondható, hogy az SCFA-k, mint például a propionát és a butirát, gátolják az adhéziós molekulák ingerek által kiváltott expresszióját, a kemokinek termelését, és ennek következtében elnyomják a monociták/makrofágok és neutrofilek toborzását, így a mikrobiota melléktermékeinek gyulladásgátló hatását sugallják.

Másrészt a bélrendszer immunrendszerének fontos a baktériumok funkciója a gazdaszöveteknek való kitettségének szabályozása, ezáltal csökkentve a kóros kimenetelek lehetőségét. Ez két különböző szinten történik: egyrészt a bélbaktériumok és a hámsejt felszíne közötti közvetlen érintkezés csökkentésével (rétegződés), másrészt a penetráns baktériumok bélrendszeri helyekre való visszaszorításával és a szisztémás immunkompartmentnek való kitettségük korlátozásával (kompartmentalizáció).

Bizonyos szekretált antibakteriális fehérjék, amelyeket a hámsejtek szintetizálnak, alakíthatják a bélmikrobiális közösségek összetételét. Az α-defenzinek kicsi (2-3 kDa) antibakteriális peptidek, amelyeket a vékonybél epitéliumának Paneth sejtjei választanak ki. A funkcionális α-defenzin hiányában vagy a humán α-defenzin-5 túlzottan expresszálódó egerekben végzett mikrobióta elemzése azt mutatta, hogy annak ellenére, hogy ez nem volt hatással a kolonizáló baktériumok teljes számára, jelentős α-defenzin-függő eltérések voltak. Számos felfedezés azt sugallja, hogy az immunrendszer az emlős gazdaszervezeteknek bizonyos mértékig kontrollt ad a mikrobiális közösségeik összetétele felett. Az is világos, hogy ezeket a közösségeket megzavarhatják a gazdaszervezet immunrendszerének hibái.

A fizikai edzésnek számos jól ismert hatása van a bél fiziológiájára. Kimutatták, hogy az edzés mennyisége és intenzitása hatással van a GI rendszer egészségi állapotára. Például az edzés képes csökkenteni a széklet tranzit idejét, így csökken a kórokozók hosszan tartó érintkezése a GI nyálkaréteggel. Ezen túlmenően a mérsékelt testmozgás a vakbélrák csökkenő szintjével, míg a kimerítő állóképességi gyakorlat a gyomor-bél traktus zavarával jár a csökkent lokális véráramlás és a baktériumok véráramba történő áttelepülése által kiváltott toxikus hatások miatt. Kimutatták, hogy a sportolók 20-60%-a szenved a túlzott testmozgás és a nem megfelelő felépülés okozta stressztől.

Úgy gondolják, hogy a stressz előfordulása nagyobb az állóképességi sportokban, mint az úszás, evezés, kerékpározás, triatlon és bizonyos mértékig a hosszútávfutás, ahol a sportolók napi 4-6 órát edzenek, heti 6 napon keresztül, több héten keresztül anélkül, hogy pihennének az intenzív edzések között.

Jó bizonyíték van arra, hogy a sportolók 30-50%-a tapasztal különféle felső és alsó hasi tüneteket, például puffadást, hányingert, gyomorfájdalmat/görcsöket, puffadást és hasmenést. Ráadásul a sportolók kétszer olyan gyakran használnak orális antibiotikumot, mint az életkoruknak megfelelő kontrollcsoport. Bár nincs konszenzus arról, hogy mely tünetek, vagy biomarkerek határozzák meg a stresszt, a tudományos irodalom által széles körben elfogadott általános jelek közé tartoznak a klinikai, hormonális mutatók és egyéb tünetek, mint például a fáradtság, teljesítménycsökkenés, álmatlanság, étvágy változás, fogyás, hangulati zavarok, ingerlékenység, szorongás, motivációvesztés, gyenge koncentráció és depresszió, valamint gyulladások és immunszuppresszió.

A sportolók hangulatának és GI-funkciójának változásai a mikrobiota és a bél-agy tengely közötti kölcsönhatást tükrözhetik intenzív fizikai stressz idején. Megfelelő táplálkozást (azaz a telített zsírok és finomított cukrok kerülését) javasolták az élsportolóknál a GI-problémák kockázatának csökkentése érdekében azáltal, hogy biztosítják a gyors gyomorürülést, a víz- és tápanyag-felszívódást, valamint a zsigeri érrendszer megfelelő perfúzióját a versenyek előtt.

Összefoglalva, a sportolók bélfiziológiája jelentősen megváltozik az edzés és a sportteljesítmény során. A mikrobiotát ezekkel az elemekkel lehet megváltoztatni, és a sportolók eltérő mikrobiális közösségeket mutatnak az egészséges, nem sportoló alanyokhoz képest.

Az étrend kiegészítése probiotikumokkal és/vagy prebiotikumokkal, amelyek serkentik a specifikus mikrobiális nemzetségek elszaporodását, például a Bifidobacteria és a Lactobacillus, valamint az olyan jótékony metabolitok, mint az SCFA-k, terápia lehet a sportolók számára, amelyek célja az anyagcsere, az immunrendszer és a barrier funkció javítása. Két klinikai vizsgálat igazolta, hogy a kiválasztott probiotikus kezelés csökkentette a zonulin (a bélpermeabilitás újonnan felfedezett modulátora a székletben), valamint a plazma endotoxin egységszintjét. Ezenkívül a probiotikus kiegészítés jótékonyan befolyásolta a TNF-alfát és a testmozgás által kiváltott fehérje oxidációt, így additív hatást biztosít a kombinált GI moduláció és antioxidáns védelem révén.

Egy vizsgálatban a Lactobacillus fermentum VRI-003 probiotikus törzzsel való kiegészítés hatásait értékelték 20 egészséges futón 4 hónapon keresztül, napi 1,2 × 1010 életképes sejt dózisban. A vizsgálat randomizált, kontrollált volt, és a placebocsoport semleges készítményt kapott. A légúti fertőzések előfordulását az immunglobulin A (IgA) szérumszintjének citokinkoncentrációjával, valamint az egészségi állapot és a fizikai aktivitás teljesítményének szubjektív napi értékelésével mérték. A vizsgálat a felső légúti fertőzés (URTI) rövidebb lefolyását regisztrálta a probiotikus csoportban (30 nap), mint a placebóval (72 nap). Ennek ellenére sem az IgA, IgA1, interleukin (IL)-4 és IL-12 eredményeiben, sem a sportolók fizikai aktivitásában és sporteredményeiben nem volt szignifikáns eltérés. Hasonló következtetést figyeltek meg egy másik, 2006-os tanulmányban is, amelyben a sportolók Lactobacillus acidophilus törzset kaptak 2 × 1010 CFU dózisban 1 hónapon keresztül. Az IFN-gamma szérumszintje szignifikánsan megemelkedett (P=0,03). Összehasonlították a probiotikum egészséges és fáradt sportolók szervezetére gyakorolt hatását, ami azt mutatta, hogy az IFN-gamma szintje szignifikánsan 7,8-ról 32,1 pg/ml-re emelkedett a fáradt sportolók csoportjában. Ezt a tudást a sportolók kamatoztathatnák, hogy jobban felkészüljenek a versenyre, és csökkentsék az ilyenkor kitett betegségek és fertőzések kockázatát.

A 2014-ben végzett ausztrál tanulmány 3 probiotikus törzs hatását vizsgálta 465 egészséges aktív emberre, különösen a 35 és 36 év közötti férfiakra (n=241) és nőkre (n=221). A vizsgálatban résztvevőket 3 csoportra osztották, az első csoport a Bifidobacterium animalis subsp. lactis Bl-04 (Bl-04) 2,0×109 CFU koncentrációban, a második csoport L. acidophilus NCFM és B. animalis subsp. lactis Bi-07, 5×109 CFU, a harmadik csoport pedig placebót kapott. A tanulmány a fent említett törzsek hatékonyságát értékelte a felső légúti gyulladásos tünetek és a GI-rendellenességek előfordulási gyakoriságának csökkentésében. A vizsgálat során levont következtetések azt mutatták, hogy a B. animalis subsp. lactis Bl-04 csökkentheti a felső légúti betegségek előfordulását. Azonban nem észleltek hasonló hatást a második csoportban, amely L. acidophilus NCFM-et és B. animalis subsp. lactis Bi-07 a placebo-csoporthoz képest.

A különböző probiotikus törzsek hatása a sportolók szervezetére mindkét nemben eltérő lehet, valamint a szervezet reakciója és a légúti megbetegedések előfordulása. Egy másik tanulmányában a probiotikus kiegészítés hatásait vizsgálták az URTI előfordulására és az aromás aminosavak metabolizmusára edzett sportolók kimerítő aerob edzése után 3 hónapos téli edzés során. A szerzők bebizonyították, hogy a probiotikumok napi kiegészítése korlátozta a triptofánszint edzés által kiváltott csökkenését, és csökkentette az URTI előfordulását. Ezt szem előtt tartva, a mikrobiota modulálása és fermentációs kapacitása tudományos alapot adhat olyan étrendek kialakításához, amelyek célja a teljesítmény javítása az egészséges mikrobióta metabolitok edzés közbeni fokozásával. Ezzel megakadályozható, hogy a baktériumok olyan mérgező anyagcseretermékeket termeljenek, amelyek a stressz következményeit tovább ronthatják.

Egy közelmúltban végzett tanulmány kimutatta, hogy két probiotikus törzs (Bifidobacterium breve BR03 és Streptococcus thermophilus FP4) együttes adagolása hatással van a vázizomzat teljesítményére, károsodására, feszültségére és gyulladására egy megerőltető edzés után. A vizsgálat kettős-vak, randomizált, placebo-kontrollos, keresztezett elrendezésű volt, és 16 egészséges, magas ellenálló képességű edzett férfit vontak be (25 ± 4 év; 177,9 ± 8,5 cm; 81,1 ± 10,3 kg), akik napi 5 milliárd sejtet tartalmazó mikrokapszulázott készítményt fogyasztottak. B. breve BR03 (DSM 16604) és S. thermophilus FP4 (DSM 18616) (PRO) vagy placebo (PLA) a könyökhajlító izomkárosító gyakorlat elvégzése (21 nap) előtt. A könyökhajlítók teljesítményét és a gyulladás markerét (IL-6) mérték a károsító gyakorlat előtt és néhány nappal azután. 21 napos pihenési időszak választotta el a 2 kezelést. Az eredmények meghatározásához standardizált nagyságrendi alapú következtetést használtak. A PRO-nak összességében valószínű (hatásméret [ES]=0,5) gyulladáscsökkentő hatása volt, amint azt a kiindulási értéktől a kiegészítés utáni százalékos változás csökkenése bizonyítja (-10%, vs. +24%). Továbbá valószínű gyulladáscsökkentő hatást figyeltek meg 30 percnél (P=0,05), 60 percnél (P=0,06) és 48 óránál (P=0,12), míg nagyon valószínű gyulladáscsökkentő hatást figyeltek meg 24 órán belül (P= 0.02) a gyakorlat után. Az izomkárosító gyakorlat ~30%-kal csökkentette a későbbi teljesítményt. Ezenkívül a PRO csökkentette a teljesítménycsökkenést a placebóhoz képest 24 (ES = 0,3), 48 (ES = 0,5) és 72 (ES = 0,3) órával az izomkárosító roham után.

A kiválasztott probiotikus baktériumoknak a fizikailag nagyon aktív emberek szervezetére gyakorolt hatását számos tanulmány vizsgálta. A probiotikumok jótékony hatást gyakorolhatnak a különböző sportágak sportolóinál a GI vagy légúti megbetegedések előfordulására. Az átfogó tudományos bizonyítékok egy úttörő megoldást sugallnak a sporttáplálkozás területén, amelyből eddig hiányzott a klinikailag validált és tudományosan megalapozott probiotikus integráció.

A kiválasztott jótékony baktériumok jelentős pozitív hatást gyakorolhatnak az intenzív edzéseken áteső sportolókra, és elősegíthetik a teljesítmény helyreállítását a szokatlan, nehéz excentrikus gyakorlatok után. Mindenesetre további vizsgálatokra van szükség e megfigyelések lehetséges mechanizmusainak tisztázásához, valamint a dózisválasz és egyéb terhelési feltételek vizsgálatához.

Forrás:

Gut Microbiota, Probiotics, and Sport: From Clinical Evidence to Agonistic Performance - PubMed (nih.gov)