Optimierung des Mikrobioms durch Sport und Steigerung der sportlichen Leistung durch das richtige Mikrobiom

Sport verändert das Darmmikrobiom

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Der Darm steht immer noch hoch im Kurs. Seit etwa zehn Jahren wird das Darmmikrobiom erforscht: seine Fehlbesiedlung steht in engem Zusammenhang mit Fettleibigkeit, Krebs Diabetes oder chronisch- entzündlichen Darmerkrankungen. Bisher konnten noch nicht alle Zusammenhänge zweifelsfrei beweisen werden.

Sicher ist aber: die Bakterien im Darm beeinflussen unsere Gesundheit. Spannend ist für die Forscher nun, wie sie unsere Darmflora beeinflussen können. Und hier kommt der Sport ins Spiel. Eine neue Studie ergab, dass sich Bewegung direkt auf die Zusammensetzung der Darmflora auswirkt.

Nützliche Bakterien mögen es sportlich
Die Studien zum Einfluss des Bewegungsverhaltens auf das Darmmikrobiom begannen die Forscher der Universität Illinois zuerst an einem Mausmodell. Jacob Allen und Jeffrey Woods untersuchten zwei Gruppen von Versuchsmäuse: eine sportliche Trainingsgruppe, die Zugang zu einem Laufrad hatte und eine „Sportmuffelgruppe“ ohne Sportgerät.
Nach sechswöchiger Beobachtung entnahmen die Wissenschafter Stuhlproben der Tiere beider Gruppen und implantierten diese in keimfreie Nager. Das Mikrobiom der Spendertiere zeigte je nach sportlicher oder untrainierter Gruppenzugehörigkeit gewisse Veränderungen, die sich auf die Empfängermäuse übertrugen.

Fazit: Die joggenden Mäuse lieferten an ihre Nagerkollegen mehr gute Bakterien, die kurzkettige Fettsäuren (z.B. Butyrat) produzierten. Die guten Darmbakterien siedelten sich im Darm der Empfängermäuse an und daraufhin passierten einige Veränderungen im Darm

-Die kurzkettigen Fettsäuren senkten den pH-Wert im Darm und das behinderte die Vermehrung von Krankheitserregern im Darm.
-Ein Mangel dieser Fettsäuren wird mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen assoziiert.
-Wurden die Mäuse mit krankmachenden Keimen infiziert, erholten sich die mit dem transplantierten Sportlerstuhl schneller.



Mehr kurzkettige Fettsäuren bei schlanken Menschen
Nach dem Experiment im Mausmodell überprüften die Forscher ihre Hypothese am Menschen. Sie luden 18 schlanke und 14 übergewichtige Studienteilnehmer ein, die alle hauptsächlich sitzende Tätigkeiten ausübten. Im Versuch mussten die Probanden dreimal wöchentlich im Rahmen von sechs Wochen Ausdauertraining absolvieren. Nach der sportintensiven Zeit lebten die Teilnehmer so weiter wie zuvor. In regelmäßigen Abständen gaben sie Stuhlproben an die Wissenschaftler ab.
Es konnten auch bei den Menschen ähnliche Ergebnisse dokumentiert werden. In diesem Fall sind Menschen auch nur Mäuse.

-Die Konzentration kurzkettiger Fette, wie Butyrat erhöhte sich.
-Genetische Tests belegten überdies Veränderungen im Mikrobiom.
-Bei schlanken Probanden wirkte die Bewegung besonders gut, doch sobald sie den Sport wieder aufgaben, verschwanden die positiven Effekte wieder.

Zukünftig müssen noch weitere Studien gemacht werden, um klare Zusammenhänge und Empfehlungen zu präsentieren, trotzdem zeigt die Untersuchung einmal mehr, wie wichtig Bewegung für unsere Gesundheit ist.

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https://mikrobenzirkus.com/2018/01/16/wa...-sport-braucht/




Darmbakterium verbessert Leistungsfähigkeit

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Das Mikrobiom insgesamt und das Mikrobiom des Darms im Speziellen geraten im Zusammenhang mit Krankheit bzw. Gesundheit immer stärker in den Fokus. Nun zeigt eine aktuelle Untersuchung, dass die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms sogar die sportliche Leistung beeinflusst (1).

Die US-Wissenschaftler beobachteten, dass die Bakterienart Veillonella atypica in Stuhlproben von Läufern nach einem Marathon signifikant ansteigt. Veillonella verstoffwechselt als einzige Kohlenstoffquelle Laktat zu Acetat und Propionat über den Methylmalonyl-CoA-Wechselweg. Auch andere Bakterien können Laktat verstoffwechseln, besitzen aber, anders als Veillonella atypica, nicht die Gene für den gesamten Stoffwechselweg vom Laktat zum Propionat.

Veillonella in Elite-Athleten
Die Untersuchung von Stuhlproben von Ultramarathonläufern und Elite-Ruderern vor und nach einer Trainingsbelastung zeigte zudem, dass die Genfamilien, die für die einzelnen Schritte des Methylmalonyl-CoA-Wechselweges codieren, in Athleten ebenfalls verstärkt exprimiert werden. Ergebnisse weiterer Untersuchungen ergaben, dass Laktat aus dem Blutserum ins Darmlumen gelangen kann und dort von Veillonella verstoffwechselt wird.

Während üblicher Belastungen eines Trainings steigt die Zahl der Veillonella-Bakterien nur geringfügig an, vermutlich weil nur geringe Mengen Laktat produziert werden. Deutlich sichtbar war die massive Zunahme an Veillonella nach einem Marathon. In der folgenden Woche sank ihre Anzahl wieder ab. Besiedelt man den Darm von Mäusen mit Veillonella atypica, so dauert es bei ihnen im Vergleich zu Tieren, die einen anderen Bakterienstamm erhalten haben (Lactobazillus bulgaricus), signifikant (13 Prozent) länger, bis sie vom Laufradlaufen erschöpft sind. Auch die Konzentration an inflammatorischen Zytokinen ist bei Veillonella-behandelten Mäusen niedriger als bei den Kontrolltieren.

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https://www.zeitschrift-sportmedizin.de/...ungsfaehigkeit/

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Die Forscher gehen davon aus, dass diese Mikroben Laktate, die bei großer Anstrengung in den Muskeln entstehen, in kurzkettige Fettsäuren umwandeln. Dazu gehören sogenannte Propionate, die die Leistungsfähigkeit erhöhen, wie die Forscher schreiben.

Spezielles Bakterium steigert Ausdauer
Die Entdeckung begann mit Kotproben von 15 Teilnehmern des Boston-Marathons 2015, die eine Woche vor und eine Woche nach dem Ereignis nahezu täglich genommen wurden. Kostic und sein Team untersuchten die Proben auf die Zusammensetzung der Darmbakterien. "Eines der Dinge, die sofort unsere Aufmerksamkeit auf sich zog, war dieser einzelne Organismus, Veillonella, der unmittelbar nach dem Marathon in den Läufern deutlich reichhaltiger vorhanden war", wird Kostic in einer Mitteilung des Joslin Diabetes Centers zitiert. Als Kontrollgruppe dienten zehn Personen mit überwiegend sitzender Tätigkeit.

Die Forscher konnten die Vermehrung von Veillonella-Bakterien nach anstrengender sportlicher Betätigung in Stuhlproben von 87 Ultramarathonläufern und Ruderern bestätigen. Außerdem überprüften sie den Effekt von Veillonella, indem sie die Bakterien in den Darm von 16 Mäusen einbrachten. Anschließend liefen die Mäuse bis zur Erschöpfung in einem Hamsterrad. Die Mäuse, denen Veillonella-Mikroben verabreicht wurden, liefen im Schnitt 13 Prozent länger als die Mäuse einer Vergleichsgruppe.
Probiotische Ergänzung zur Leistungssteigerung

Bekannt war, dass Veillonella-Bakterien Laktate als einzige Kohlenstoffquelle nutzen. Laktate entstehen bei längerer sportlicher Betätigung im Muskel. In einem Versuch mit Mäusen wies die Gruppe um Kostic nun nach, dass Laktate durch die Darmwand in den Darm gelangen können.

Dort werden sie von Veillonella in kurzkettige Fettsäuren, darunter Propionate, umgewandelt. Über deren Wirkung schreiben die Wissenschafter in Bezug auf frühere Forschungsergebnisse: "Es wurde gezeigt, dass Propionate die Herzfrequenz und die maximale Rate des Sauerstoffverbrauchs erhöhen, den Blutdruck bei Mäusen beeinflussen sowie den Energieverbrauch im Ruhezustand und die Fettverbrennung bei nüchternen Menschen erhöhen."

Ihre Erkenntnisse wollen die Forscher auch medizinisch nutzen: "Was wir uns vorstellen, ist eine probiotische Ergänzung, die die Menschen einnehmen können, um ihre Fähigkeit zu sinnvoller Bewegung zu verbessern und sie somit vor chronischen Krankheiten,einschließlich Diabetes, zu schützen", sagte Kostic.

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https://www.derstandard.at/story/2000105...rtlern-erhoehen



Mikrobiom und körperliche Aktivität

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Extremsport und eine daran angepasste Ernährung führen im Vergleich zu einem sitzenden Lebensstil zu einer Veränderung der mikrobiellen Diversität im Darm. Irische Forscher haben nun untersucht, ob diese Faktoren auch einen Einfluss auf die Funktionalität und Stoffwechselaktivitäten des Mikrobioms haben. Im Rahmen der Studie analysierten die Forscher die metabolischen Prozesse und charakterisierten die Klone des Darmmikrobioms von 40 professionellen Rugbyspielern und gematchten Kontrollpersonen. Die Aufteilung der Rugbyspieler und der Kontrollpersonen erfolgte nach dem BMI in zwei Gruppen, solche mit einem BMI unter 25,2 und über 26,5. Die Studienteilnehmer wurden mittels eines Fragebogens über ihre Ernährungsgewohnheiten und ihre Aktivität befragt. Der Status der Aktivität wurde auch mittels Bestimmung des Serumkreatinins erfasst. Die Ergebnisse bestätigten eine Zunahme der mikrobiellen Diversität bei den Sportlern im Vergleich zu den Kontrollpersonen. Bei den Sportlern fand sich auch eine Zunahme von zusammenhängenden biochemischen Reaktionen, wie zum Beispiel Aminosäure- oder Antibiotika-Biosynthese und Kohlenhydratstoffwechsel. Weiters kam es zu einem Anstieg von Stuhlmetaboliten, insbesondere kurzkettigen Fettsäuren. Sportler hatten signifikant mehr der kurzkettigen Fettsäuren Azetat, Butyrat, Propionat und Valerat als die Kontrollpersonen. Die erhöhte Konzentration von kurzkettigen Fettsäuren ging mit einem erhöhten Muskelumsatz einher und war insgesamt mit einer besseren Gesundheit im Vergleich zur Kontrollgruppe assoziiert.

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https://medonline.at/sportmedizin/medica...che-aktivitaet/