Mikrobiyota

İnsan bağırsağı mikrobiyotası, binlerce farklı bakteri taksonunun yanı sıra çeşitli arkealar, ökaryotik mikroplar ve virüsler, üç milyondan fazla gen içerir ve muazzam bir metabolik kapasite barındırır. Gastrointestinal (GI) sistemdeki mikroorganizmalar, besin alımında, vitamin sentezinde, enerji kullanımında, inflamatuar modülasyonda ve konak immün yanıtında rol oynar. Buna karşılık, çok sayıda içsel ve dışsal faktör bağırsak mikrobiyotasını etkileyebilir. Yaş, doğum yolu (normal/sezeryan), antibiyotik kullanımı ve diyet gibi önemli faktörler bağırsak mikrobiyotasını şekillendirebilir. Egzersizin oynadığı rol, özellikle spor/egzersize özgü diyet, çevre gibi faktörler, stresörler ve bağırsak mikrobiyotası üzerindeki etkileşimleri daha az tanımlanmıştır.

Üst düzey sporcular, dikkate değer fizyolojik ve metabolik adaptasyonlara (kas gücü/gücü, aerobik kapasite, enerji harcaması ve ısı üretimi dahil) sahiptir ve bağırsak mikrobiyomu araştırmalarında benzersiz bilgiler sağlar. Ek olarak, enerji toplama, bağışıklık sistemini modüle etme, mukozal ve beyin sağlığını etkileme yeteneği ile bağırsak mikrobiyotasının sporcu sağlığı, esenliği ve spor performansında önemli bir rol oynaması muhtemeldir.

Bağırsak Mikrobiyotasını Şekillendiren Faktörler

Yaş, genetik, ilaç kullanımı, stres, sigara ve diyet gibi çok sayıda faktörün tümü, son derece dinamik ve bireysel olan karmaşık bir ekosistemi etkileyerek bağırsağın mikrobiyal bileşimini etkileyebilir. Örneğin, doğup büyüme tarzımız, bağırsak mikrobiyotasının bileşiminde önemli farklılıklara neden olabilir. Bu faktörlere; vajinal doğum, mamayla beslenme veya emzirilme, bir köpek, kedi veya çiftlik hayvanlarının yakınında yaşama, uygulanan antibiyotik tedavilerinin sayısı ve çevresel toksin maruziyeti örnek verilebilir.

Sporcu/Egzersizle İlişkili Bağırsak Mikrobiyotası

Sporcular gibi fiziksel olarak aktif gruplarda yapılan çalışmalarda tutarlı ilişkiler kurmak sorunlu olmuştur. Ayrıca, antrenman geçmişi, fiziksel uygunluk düzeyi, antrenman ortamı ve diyet alımı gibi faktörlerin tümü, çalışma sonuçlarını önemli ölçüde etkileme potansiyeline sahiptir ve bağırsak mikrobiyotası üzerindeki egzersiz/atletik rejimlere bağlı farklılıkları tespit etmeyi zorlaştırır. 

Anoreksiya nervoza hastaları ( n  = 18), sporcular ( n  = 20), normal kilolu ( n  = 26), fazla kilolu ( n  = 22) ve obez kadınlar ( n  = 20) üzerinde yapılan 18-40 yaş arası 106 kadında yapılan bir çalışmada; sporculara kıyasla obez ve anoreksik bireylerde daha düşük mikrobiyal zenginlik gözlemlenmiştir.

23-35 yaş arası 86 erkek grubundan profesyonel erkek ragbi sporcuları ( n  = 40) ve sağlıklı boy, yaş ve cinsiyet uyumlu kontroller ( n  = 46) ile yapılan bir başka çalışmada; sporcuların mikrobiyotası, fonksiyonel düzeyde hem düşük hem de yüksek BMI kontrol gruplarına göre daha çeşitli bulunmuştur. Ayrıca sporcular, zenginleştirilmiş bir SCFA (Kısa zincirli yağ asidi) profiline ve daha yüksek metabolit TMAO (Trimetilamin N-oksit) seviyelerine sahipti.

Kanıtlar sınırlı olmasına rağmen, aktif bireylerin mikrobiyotası, A. muciniphila gibi sağlığı destekleyen bakteri türlerinin bolluğunu ve artan çeşitliliği sergiler. Vücut kompozisyonu ve fiziksel aktivite, çeşitli bakteri popülasyonları ile pozitif olarak ilişkilidir.

Egzersizle ilişkili bağırsak mikrobiyomu, doku onarımı için hazırlanmış fonksiyonel bir kapasiteye ve karbonhidrat metabolizması, hücre yapısı ve nükleotid biyosentezi için artan kapasite ile diyetten enerji elde etme konusunda daha büyük bir yeteneğe sahip olabilir.

Egzersizin Bağırsak Mikrobiyotası Üzerindeki Etkisi

Genel olarak, fiziksel aktivitenin, zengin bir bakteri topluluğunu teşvik edebileceği mekanizmalar tam olarak açıklanmamıştır, ancak muhtemelen içsel ve dışsal faktörlerin bir kombinasyonunu içerir. Örneğin, fiziksel olarak aktif bireylerin çevresel biyosfere (örneğin, dışarıda geçirilen zaman) maruz kalmaları ve genel olarak sağlıklı bir yaşam tarzı izlemeleri ve sonuç olarak daha zengin bir mikrobiyota barındırmaları daha olasıdır. Eşzamanlı olarak, azalan kan akışı, doku hipoksisi ve artan GI geçiş ve emme kapasitesi gibi dayanıklılık eğitimine içsel adaptasyonlar, GI kanalında değişikliklere yol açabilir.  Tekrarlanan aerobik egzersiz seansları, sağlıklı bireylerde ve kronik kabızlığı olan orta yaşlı hastalarda GI geçiş süresini artırabilir. Ayrıca, egzersizin bir yan ürünü olan ve vücutta dolaşan metabolitler (örn. laktat), bağırsaktan süzülebilir ve belirli bakteri taksonları (örn. Veillonella) için enerji kaynağı görevi görebilir. 

Uzun süreli aşırı egzersizin tek bir akut seansı, bağırsak işlevi üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabilir. Yoğun egzersiz, kanı splanknik dolaşımdan aktif olarak solunum yapan dokulara yeniden dağıtır. Uzamış intestinal hipoperfüzyon (organa veya ekstremiteye yetersiz kan beslemesi) mukozal dengeyi bozar ve bağırsak hücresi hasarına neden olur. Bağırsak iskemisi (dokunun kan akışının azalması veya tamamen kesilmesi), özellikle dehidrasyon durumunda, karın krampları, ishal veya bazen kanlı ishal şeklinde ortaya çıkarak sonuçlanabilir. Bu olumsuz etki, özellikle dayanıklılık sporlarında söz konusudur. Sonuç olarak, birkaç sıkı bağlantı proteininin fosforilasyonu tarafından yönlendirildiği düşünülen artan bağırsak geçirgenliği ortaya çıkar. Bu olaylar bağırsak mukozasını endotoksin translokasyonuna (vücutta bakteriyel endotoksinlerin bağırsak lümeninden dolaşım sistemine geçmesi) duyarlı hale getirir. Egzersiz, bağırsak mikrobiyota kompozisyonunu değiştirmek ve bağırsak simbiyozunu eski haline getirmek için önemli bir müdahale olabilir. Bununla birlikte, aşırı ve/veya uzun süreli yüksek yoğunluklu egzersiz bu etkileri vermeyebilir.

Sporcuların Diyetinin Bağırsak Mikrobiyotası Üzerindeki Etkisi

İnsan araştırması açısından, enerji alımının ve enerji harcamasının bağırsak mikrobiyotası üzerindeki etkisini inceleyen az sayıda çalışma vardır. Bu araştırmanın çoğu, çocuklarda obezite, kilo kaybı ve yetersiz beslenme çalışmaları ile ilgili olarak yapılmıştır. Genel olarak, obez ve zayıf bireyler karşılaştırıldığında, obez bireylerde hem bağırsak mikrobiyotasının çeşitliliği hem de Bacteroidetes’in Firmicutes’a oranı azalmıştır. Obez ve aşırı kilolu bireylerde kilo kaybı ve kilo stabilizasyonu müdahaleleri sırasında gelişmiş gen zenginliği bildirilmiştir. Yüksek enerji alımı ve obezitenin aksine, yetersiz beslenmede bağırsak mikrobiyotası hakkında daha da az şey bilinmektedir. Genel olarak, enerji dengesi, atletik bağırsak mikrobiyotası ile ilgili olarak gözden kaçan bir faktördür. Bu sadece performansı iyileştirmekle ilgili değil, aynı zamanda RED-S’den (sporcularda göreceli enerji eksikliği sendromu) etkilenenlerin sağlık durumunu ele almakla da ilgilidir. Enerji dengesi, özellikle RED-S’den etkilenenlerde atletik bağırsak mikrobiyotası ile ilgili olarak şu anda gözden kaçan bir faktördür.

Makrobesin tüketimini etkileyen farklı beslenme kalıpları, bağırsak mikroplarının en yüksek yoğunluğunun olduğu kalın bağırsağa girenlerin bileşimini değiştirebilir. Diyet, bağırsak mikrobiyota bileşimi ve aktivitesinin yerleşik bir modülatörüdür ve diyet değişikliğinden sonraki 24 saat içinde mikrobiyota bileşiminde belirgin değişiklikler görülür.  Protein alımının, insanlarda daha fazla çalışılması gereken potansiyel faydalar gösteren, peynir altı suyu gibi protein takviyesi ile mikrobiyota çeşitliliğinin güçlü bir modülatörü olduğu görülmektedir. Bitkisel kaynaklı proteinlerin bağırsak mikrobiyotası üzerinde belirgin bir etkisi vardır, ancak bu konunun sporcularda araştırılması gerekmektedir. 

Sporcularda daha yüksek karbonhidrat ve diyet lifi alımı, artan Prevotella bolluğu ile ilişkili görünmektedir. Seçkin atletlerin diyetlerinde kompleks karbonhidratların bulunmaması, bağırsak mikrobiyota kompozisyonunu ve işlevini zamanla olumsuz etkileyebilir. Birçok sporcu, konakçı metabolizması ve homeostazı için yararlı yan ürünler üreten komensal bakterileri besleyen yeterince lif tüketmiyor olabilir. Artan diyet lifi alımı, mikrobiyal zenginlik ve/veya çeşitlilik ile ilişkilidir. Yağın bağırsak mikrobiyotası üzerindeki spesifik etkilerini izole etmek zordur; ancak tüketilen yağ türleri önemli görünmektedir.