2021 · Bragina — Darmmikrobiota von Sportlern.
Kurzfassung
Diese systematische Übersichtsarbeit über 14 Studien stellt fest, dass Sportler eine diversere Darmmikrobiota als sesshaft lebende Menschen aufweisen, mit höheren Anteilen an Bakterien, die komplexe Kohlenhydrate zu kurzkettigen Fettsäuren fermentieren — darunter Spezies, die Wasserstoffgas (H₂) und Formiat für die Fermentation nutzen. H₂ erscheint hier als natürliches Stoffwechselprodukt der Darmfermentation, nicht als verabreichtes Therapeutikum. (Voprosy Pitaniya, 2021.)
Kommentar
Das Darmmikrobiom hat sich als wichtiger Regulator von Stoffwechsel, Immunität und körperlicher Leistungsfähigkeit erwiesen. Bragina et al. führten eine systematische Suche in EMBASE, MEDLINE, Web of Science, Google Scholar und eLIBRARY durch und analysierten letztlich 14 Studien, die ihre Einschlusskriterien erfüllten. Das entstehende Muster ist konsistent: Sportler zeigen eine höhere α-Diversität, reduzierten Bacteroidetes auf Phylum-Ebene und erhöhte Fermentations-assoziierte Taxa wie Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale und Methanobrevibacter smithii. Bemerkenswert ist, dass einige dieser Bakterien — insbesondere methanogene Keime wie Methanobrevibacter smithii — H₂ und Formiat aus fermentierenden Bakterien nutzen, um CO₂ zu Methan zu reduzieren, und damit einen niedrigen H₂-Partialdruck aufrechterhalten, der die Fermentationseffizienz für die breitere mikrobielle Gemeinschaft antreibt. Der H₂-Bezug hier ist mikrobiologischer und ökologischer Natur, nicht therapeutisch: H₂ ist ein Abfallprodukt der Fermentation, nicht etwas, das extern verabreicht wird. Die Qualität der Übersichtsarbeit ist durch die Heterogenität der einbezogenen Studien und die relativ kleine Zahl, die die Kriterien vollständig erfüllten, begrenzt.
Wichtige Zitate
- „Sportler hatten eine größere α-Diversität der Mikrobiota, während der Gehalt an Mikroorganismen des Phylums Bacteroidetes reduziert war.“ Original (EN): „athletes had a greater α-diversity of the microbiota, while the level of microorganisms of the phylum Bacteroidetes was reduced“ — wichtigstes Mikrobiom-Muster, das Sportler von sesshaften Personen unterscheidet
- „Steigert die Fermentationseffizienz vieler Bakterienstämme im Darm durch die Nutzung von Wasserstoffgas (H₂) und Formiat zur Reduktion von Kohlendioxid (CO₂) zu Methan.“ Original (EN): „increases the fermentation efficiency of many bacterial taxa in the gut by using hydrogen gas (H2) and formate to reduce carbon dioxide (CO2) to methane“ — wie H₂ in diesem Kontext funktioniert: als mikrobielles Energiesubstrat bei der Darmfermentation, nicht als Therapeutikum
- „Es besteht Bedarf, andere Mitglieder der mikroökologischen Gemeinschaft zu untersuchen, was zu einem besseren Verständnis der Anpassung der Darmmikrobiota an körperliche Aktivitätsniveaus führt.“ Original (EN): „There is a need to study other members of the microecological community, leading to a better understanding of the adaptation of the gut microbiota to levels of physical activity“ — Aufruf der Autoren zu weiterer Forschung — das Feld entwickelt sich noch
Unsere Einordnung
Dies ist eine systematische Übersichtsarbeit beobachtender Querschnittstudien, kein Interventionsversuch. Sie beschreibt Zusammenhänge zwischen körperlichem Aktivitätsniveau und Darmmikrobiom-Zusammensetzung; Kausalität kann nicht festgestellt werden. Die hier diskutierte Rolle von H₂ ist endogenes Darm-H₂ aus der bakteriellen Fermentation — ein normaler physiologischer Prozess — nicht verabreichte Molekularwasserstoff-Therapie. Die Evidenzbasis ist begrenzt (14 Studien, heterogene Populationen), und die Übersichtsarbeit schließt diätetische Störvariablen nur unvollständig aus. Interessant als Mikrobiom-Hintergrund, aber keine Studie zur H₂-Supplementierung.
Studiendesign
- Typ: systematische Übersichtsarbeit beobachtender Querschnittstudien · n: 14 Studien, die die Kriterien vollständig erfüllten (aus 743 gescreenten Artikeln) · H₂-Relevanz: endogenes Darm-Fermentations-H₂, keine verabreichte Therapie
- Ergebnis: höhere Mikrobiota-α-Diversität bei Sportlern; erhöhte fermentations-assoziierte Bakterien; Methanobrevibacter smithii (ein hydrogenotropher Methanogener) in einigen Sportlergruppen angereichert
Abstract (deutsche Übersetzung)
Die Darmmikrobiota hat sich aufgrund neuer Daten zu ihren Funktionen, die im letzten Jahrzehnt gewonnen wurden, zu einem neuen Zielpunkt der Einflussnahme auf den Organismus entwickelt. Heutzutage sind jedoch die Kenntnisse über die möglichen Auswirkungen körperlicher Aktivität und des Sports auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota und damit auf den Organismus begrenzt. Ziel dieser Übersichtsarbeit war es, aktuelles Wissen über die Darmmikrobiota gesunder Menschen mit unterschiedlichem körperlichem Aktivitätsniveau zusammenzufassen (von Sportlern bis zu körperlich inaktiven Menschen) und Muster in der Zusammensetzung der Mikrobiota verschiedener untersuchter Gruppen zu identifizieren. Material und Methoden. Es wurde eine systematische Suche in elektronischen Datenbanken einschließlich EMBASE, MEDLINE, Web of Science, Google Scholar und eLIBRARY durchgeführt. Der Suchprozess wurde mit Schlüsselwörtern und logischen Operatoren durchgeführt. Wir haben die folgenden Studien in unsere Übersichtsarbeit aufgenommen: a) Crossover-Studien, die das Darmmikrobiom von Probanden mit unterschiedlicher körperlicher Aktivität verglichen; b) Studien mit gesunden erwachsenen Frauen und Männern (18–45 Jahre alt); c) Studien in englischer und russischer Sprache. Wir schlossen Studien aus, die Ernährungsumstellungen, den Konsum von Probiotika oder Präbiotika enthielten, sowie Studien über körperliche Aktivität bei kranken Menschen. Ergebnisse und Diskussion. Insgesamt wurden 743 Artikel erhalten, von denen 14 Artikel die Suchkriterien vollständig erfüllten und 101 Artikel teilweise entsprachen. Eine Analyse der Daten aus diesen Studien zeigte deutliche Unterschiede in der Mikrobiota zwischen Sportlern und Menschen mit sesshaftem Lebensstil: Bei Sportlern war eine größere α-Diversität der Mikrobiota festzustellen, während der Anteil von Mikroorganismen des Phylums Bacteroidetes reduziert war; Akkermansiaceae- und Faecalibacterium-Bakterien sind bei Sportlern und Menschen mit aktivem Lebensstil erhöht. Verschiedene körperliche Aktivitätsniveaus bei körperlich aktiven Menschen nach den Niveaus der kardiorespiratorischen Ausdauer beeinflussten nicht das Niveau der α- und β-Diversität. Bei der Analyse der Auswirkungen von Belastungen auf die Mikrobiota in verschiedenen Sportdisziplinen und Qualifikationsstufen wurde eine Verbindung zu einer Zunahme der α-Diversität bei Profis und hochqualifizierten Sportlern festgestellt. Schlussfolgerung. Die gewonnenen Daten deuten auf einen höheren relativen Anteil effektiver Mikrobiota-Mitglieder hin, die an der Fermentation komplexer Polysaccharide und der Produktion kurzkettiger Fettsäuren beteiligt sind, und steigern die Fermentationseffizienz vieler Bakterienstämme im Darm durch die Nutzung von Wasserstoffgas (H₂) und Formiat zur Reduktion von Kohlendioxid (CO₂) zu Methan.
Original-Abstract (englisch)
The intestinal microbiota, due to new data on its functions obtained in the last decade, has become a new target point of influence on the organism. However, nowadays knowledge about the possible impact of physical activity and sports on the composition of the gut microbiota and, as a result, on the organism is limited. The aim of this review was to summarize current knowledge about the gut microbiota of healthy people with different levels of physical activity (from athletes to physically inactive people), and to identify patterns in the composition of the microbiota of various surveyed groups. Material and methods. A systematic search was carried out in electronic databases including EMBASE, MEDLINE, Web of Science, Google Scholar and eLIBRARY. The search process was carried out using keywords and logical operators. We included the following studies in our review: a) crossover studies comparing the gut microbiome of subjects with different physical activity; b) studies involving healthy adult women and men (18-45 years old); c) studies written in English and Russian. We excluded studies containing dietary changes, consumption of probiotics or prebiotics, and studies of physical activity in sick people. Results and discussion. Total 743 articles were received, of which 14 articles fully met the search criteria, and 101 articles partially corresponded. An analysis of the data from these studies indicated noticeable differences in the microbiota between athletes and people leading an sedentary lifestyle: the athletes had a greater α-diversity of the microbiota, while the level of microorganisms of the phylum Bacteroidetes was reduced; Akkermansiaceae and Faecalibacterium bacteria are elevated in athletes and people with active lifestyles. Different levels of physical activity in physically active people according to the levels of cardiorespiratory endurance did not affect the level of α- and β-diversity. When analyzing the effect of loads on the microbiota in various sports disciplines and skill levels, a connection was found with an increase in α-diversity in professionals and highly qualified athletes, with the relative content of series of bacteria (Methanobrevibacter smithii in professional cyclists; Parabacteroides, Phascolarctobacterium, Oscillibacter, Bilophila, Megasphaera in athletes of high martial arts qualifications of wushu; Eubacterium rectale, Polynucleobacter needarius, Faecalibacterium prausnitzii, Bacteroides vulgatus, Gordonibacter massiliensis in athletes of international level of various sports), and certain genera of bacteria have been identified (Parabacteroides, Phascolarctobacterium, Besilibacterium). Conclusion. The data obtained indicate a higher relative proportion of microbiota effective members, which are involved in the fermentation of complex polysaccharides and the production of short-chain fatty acids such as Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium hallii, Phascolarctobacterium, Eubacterium rectale, and Methanobrevibacter smithii, which increases the fermentation efficiency of many bacterial taxa in the gut by using hydrogen gas (H2) and formate to reduce carbon dioxide (CO2) to methane. There is a need to study other members of the microecological community, leading to a better understanding of the adaptation of the gut microbiota to levels of physical activity and its potentially positive effects on metabolism and endurance.
Quelle & Links
Screenshot der PubMed-Seite
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