В микробиоме элитных спортсменов обнаружена бактерия, увеличивающая результативность
28.06.2019
Изучив поближе эту бактерию, исследователи из Joslin Diabetes Center определили, что Veillonella (вид бактерии) метаболизирует молочную кислоту, вырабатывающуюся после тренировок, и превращает её в пропионат,короткоцепочечной жирной кислоты. Человеческий организм использует пропионат для увеличения рабочей мощности. О результатах эксперимента сообщил Nature Medicine.
“Увеличение рабочей мощности – это надежный индикатор здоровья и долголетия, а также фактор профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и диабета ”, - сообщил Александр Д. Костик, PhD, соавтор исследования. “Мы надеемся разработать пищевую добавку-пробиотик, которую можно будет принимать для увеличения рабочей мощности и профилактики хронических заболеваний, в том числе диабета”.
Работа началась в 2015 году с образцами анализов, собранными у участников Бостонского марафона. Джонатан Шейман, PhD, работавший исследователем в лаборатории Джорджа Чёрча, PhD, в медицинской школе Гарварда, собрали образцы в течение одной недели перед марафоном и одной недели после марафона. Он также собрал образцы у малоподвижных индивидуумов. Доктор Шейман предоставил образцы для исследования доктору Костику, который проанализировал их и определил виды бактерий в обеих когортах.
“Наше внимание сразу привлек единственный организм, Veillonella, который у бегунов существенно размножился сразу после марафона. Veillonella вообще хорошо размножается в пищеварительном тракте марафонцев по сравнению с малоподвижными индивидуумами.” - рассказал доктор Костик.
С помощью эксперимента на мышах ученые подтвердили связь данной бактерии и увеличения рабочей мощности, так как наблюдали значительное улучшение показателей бега после приёма Veillonella. Затем они решили выяснить, как это работает. “Когда мы углубились в детали механизма воздействия бактерии Veillonella, оказалось, что это уникальный организм человеческого микробиома использует лактат или молочную кислоту в качестве единственного источника углерода”, - объяснил доктор Костик. Молочная кислота вырабатывается в мышцах во время тяжелой тренировки. Бактерия Veillonella использует этот метаболит в качестве основного источника пищи.
“Наша гипотеза заключалась в том, что этот организм работает как метаболическая канализация, удаляющая из системы лактат, который накапливается в мышцах и увеличивает утомление” – продолжил доктор Костик. “Однако в настоящее время такие специалисты, как Сара Лессард (клинический исследователь из Джослин) и другие ученые, работающие в области физиологии спорта, сомневаются в том, что накопление лактата является причиной утомления. В результате нам пришлось пересмотреть механизм всего этого процесса”.
Доктор Костик и его команда вернулись в лабораторию, чтобы выяснить, что именно увеличивает рабочую мощность. Они провели метагеномный анализ, изучая генетику всех организмов микробиома, чтобы определить событие, которое запускает Veillonella в процессе метаболизма молочной кислоты. Они заметили, что после тренировки в организме усиливается выработка энзимов, связанных с конверсией молочной кислоты в короткоцепочечный пропионат жирной кислоты.
