פעילות גופנית ומיקרוביום – קשר דו כיווני

המעיים שלנו מכילים מיליארדי חיידקים פעילים המשפיעים על הבריאות במגוון עצום של מערכות ואיברים: החל ממערכת העיכול שם הרוב נמצא וכלה במערכת חיסון, מחלות מטבוליות, מערכת העצבים ההיקפית, המוח וגוף-נפש ומחלות לב וכלי דם. עובדה שמעוררת עניין הולך וגובר גם בקרב ספורטאים.

בספטמבר 19 שיתפתי מאמר: "מיקרוביום בריא חשוב לבנית מסת שריר",
בנובמבר 21 שיתפתי מאמר: "פעילות גופנית – דלקות פרקים – מיקרוביום – אנדוקנבינואידים", שהראה שחיידקים מסויימים שעלו בזמן פעילות גופנית, תרמו להיווצרות משכך כאבים טבעי המסייע להורדת רמות דלקת.

על פי חוקרים מאוניברסיטת Jyväskylä שבפינלנד פעילות גופנית גם מגוונת את המיקרוביום של המעי וגם מגבירה חיידקים משפרי ביצועים במעיים של ספורטאים. לדוגמה, נמצא שאוכלוסיות חיידקי מעיים משפרות ביצועים בספורט מבוסס סיבולת^[1]. יש גם עדויות מחקריות לתפיסה שפעילות גופנית מייצרת שינויים מעודדי בריאות במעיים דרך עיצוב המיקרוביום^[2][3][4][5].
ואכן ישנם ספורטאים שנעזרים במדע במהלך 10 השנים האחרונות והראיות לתועלת זו מתגברות כל הזמן: הסוג הנכון של חיידקי מעיים שומר על ספורטאי בריא יותר, וכמה חיידקים יכולים אפילו לשפר את יכולת הביצועים של הספורטאים.
יש עדויות על הקשר בין המיקרוביום של הספורטאים ויכולת הביצוע שלהם. הקשר נחקר במיוחד עבור ספורט סיבולת, אך עד היום יש הרבה פחות ידע הקשור לצורות פעילות גופנית אחרות, כמו השפעות של אימוני כוח.
עוד מציינים החוקרים שנמצא שאצל ספורטאים מובילים היו יותר חיידקי Akkermansia מעודדי בריאות ושהתעמלות סיבולת הוכחה כמגדילה את הנפחים שלהם ושל עוד חיידקי צואה מעודדי בריאות.
יתרה מכך, ישנן עדויות מחקריות ששפע חיידקי Veillonella גדל במעיים של רצי מרתון לאחר ההופעה. חיידקים אלו מפרקים את הלקטאט שנוצר תוך כדי ביצוע ועל ידי כך מגבירים את יכולת הביצוע של הספורטאי.

החוקרים עובדים היום עם 27 ספורטאי צמרת לאומיים וקבוצת ביקורת. והם רואים הבדלים מעניינים במשפחות החיידקים, שהיו קשורים עוד יותר לערכי דם מעודדי בריאות. במרץ 22 הם שלחו מאמר המתאר את הממצאים הללו לביקורת עמיתים.
הם גם ראו, למרבה הצער, שההשפעות של חיידקים מועילים מסתיימות אם הפעילות הגופנית מסתיימת. כלומר, ההשפעות של פעילות גופנית על המיקרוביום הן קצרות טווח. כאשר הפעילות הגופנית נפסקת, השינויים החיוביים הקשורים במיקרוביום המעי דועכים במהרה.
עדויות מחקריות לגבי הקשר בין פעילות גופנית לחיידקים במעיים נאספו גם מבדיקות עם חולדות. החוקרים השתמשו במודל החולדות שגודלו באופן סלקטיבי לרצים טובים או גרועים. הרצים הטובים בריאים יותר מבחינה מטבולית. השתלת צואה מהרצים הטובים לגרועים, גרמה להם לרוץ יותר מרצונם, אך למרבה הצער ההשפעה של השתלה בודדת נמשכה זמן קצר למדי.

החוקרים מסכמים שכל אחד יכול להתחיל לשפר את הרכב המיקרוביום שלו במעיים. המפתח לכך הוא תזונה מגוונת היטב, במיוחד מזון המכיל סיבים. מזון עשיר בסיבים מגוון את המיקרוביום של המעי ומגביר את שפע החיידקים המועילים.
בזמן עיבוד הסיבים, החיידקים מייצרים בין היתר חומצות שומן קצרות שרשרת ומעודדים, למשל, את חילוף החומרים של גלוקוז. בנוסף, חיידקים אלו מפחיתים מצב דלקתי במעיים ובמקומות אחרים בגוף, מה שעשוי לתרום לסיכון נמוך יותר למחלות מטבוליות.
הסיבים התזונתיים חשובים בכל גיל ולכן יש חשיבות רבה להציע זאת גם לילדים ובחמישה צבעים שונים, ורצוי טריים, כלומר, כמה שפחות מעובדים, שכן חטיפי אנרגיה, מזון מהיר וממתקים מכילים המון תוספים מזיקים בין היתר למיקרוביום.

החוקרים מזכירים את המחקר על קרבוקסי מתיל צלולוז – E466, המשמש כחומר עיבוי, שהפחית את המגוון של המיקרוביום כמו גם חומצות שומן קצרות שרשרת. במקביל, זה הגביר דלקת מעיים וכאבי מעיים. ובבדיקות בעכברים הראו כי E466 הגביר חרדה והפרעות אכילה.
דוגמה נוספת הם נתנו לגבי העובדה שאספקת חלבון בשפע ובמיוחד אכילת בשר אדום אינה מועילה לחיידקים.
https://jyunity.fi/en/science-news/fitness-comes-from-the-guts-as-well-physical-activity-and-fibres-feed-beneficial-gut-microbes/

*** תוספת מרץ 23
מחקר חדש של אוניברסיטת Calgary שבקנדה שפורסם במרץ 23 בכתב העת The FASEB Journal מציג גם הוא את הקשר בין פעילות גופנית למיגוון המיקרוביום.
החוקרים מציינים שאתלטים הם לרוב רזים ועוקבים אחר לוחות זמנים קפדניים של תזונה ואימונים – גורמים אלה לבדם יכולים להסביר את שונות המיקרוביום.
לכן כדי לחקור כיצד פעילות גופנית מעצבת את המיקרוביום של המעיים אצל לא ספורטאים, המחקר העריך מידע על סוג, זמן ועצימות של פעילות גופנית ביחס למיקרוביום בקבוצה גדולה של מבוגרים בגיל העמידה. כמו כן נאסף מידע על משקל גוף, תזונה וחוזק אחיזת היד.
המחקר מצא שפעילות גופנית מתונה (יותר מ-150 דקות בשבוע) הגדילה הן את העושר והגיוון של מיקרוביום המעיים בהשוואה למשתתפי המחקר שהתאמנו פחות.
בהתחשב בכך, נראה כי יותר פעילות גופנית חשובה בשיפור בריאות המיקרוביום ואנשים צריכים לשאוף לעמוד בהמלצה של 150 דקות של פעילות גופנית בעצימות בינונית בשבוע.
כאשר בדקו החוקרים את עוצמת הפעילות הגופנית, התוצאות הראו כי משך הזמן שאדם התאמן חשוב יותר ממידת המאמץ שהוא התאמן במהלך כל אימון בשיפור החיידקים במעי. הסיבות לכך אינן ידועות וזה יהיה נושא לעבודה עתידית במעבדה.
כמו כן המחקר גם הראה ששינויים במיקרוביום לא היו זהים בין קבוצות שונות של פרטים. השינויים המועילים ביותר נראו באותם אנשים בעלי משקל תקין בהשוואה לאלה שסבלו מעודף משקל. לדברי החוקרים, הסיבה לכך היא שעודף משקל משפיע על המיקרוביום של המעי ללא תלות בפעילות גופנית ובמקרה זה, הרגלי תזונה לקויים עולים על חלק מההשפעות המועילות של פעילות גופנית על חיידקי המעיים. לכן, נראה שהעצה הטובה ביותר היא לא רק להתאמן יותר, אלא גם לנקוט בצעדים כדי לשמור על משקל בריא כדי להשיג מיקרוביום מעי בריא ומתפקד בצורה מיטבית.
https://ucalgary.ca/news/how-fit-your-gut-microbiome

*** תוספת מאי 25
מאמר סקירה שפורסם במאי 25 בכתב העת Nutrients מסקר את האופן שבו פעילות גופנית בעצימות בינונית מקדמת את בריאות המעיים, ואת בהשפעות שלה על מערכת העצבים דרך ציר המעי-מוח. כמו כן, מציע אסטרטגיות תזונתיות המכוונות לוויסות המיקרוביוטה של ​​המעיים כדי לספק הנחיות לשיפור בריאות המוח.
החוקרים מציינים כי פעילות גופנית הוכחה כמשפרת משמעותית את בריאות המעיים ומווסתת את מיקרוביום ​​המעי ומקדמת את צמיחתם של חיידקים מועילים במעיים, ובכך משפרת את הגיוון והיציבות שלו. אם זה בשפע היחסי של Clostridiales, Roseburia, Lachnospiraceae ו- Erysipelotrichaceae, שהן הקבוצות המייצרות בוטיראט ומינים מועילים אחרים, כולל Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila ו- Faecalibacterium prausnitzii. כמו כן פעילות גופנית מתונה יכולה גם לסייע בשיפור שלמות מחסום המעי ולווסת תגובה דלקתית בין היתר על ידי ייצור חומצות שומן קצרות שרשרת (SCFA) שמגבירות את התמיינות תאי אפיתל המעי, מווסתות פעילות של חלבונים המהדקים את המחסום ומגרות שחרור גורמים אנטי-דלקתיים. כל אלה יחד עם היכולות של פעילות גופנית שניצפו בשיפור פעילות מוחית (קוגניציה ונפש).

במאמר זה, החוקרים מדגימים דרך מחקרים ש:

• פעילות גופנית מווסתת את שלמות מחסום המעי.
• פעילות גופנית מווסתת את הרכב המיקרוביוטה של ​​המעיים.
• פעילות גופנית מקדמת מטבוליזם מועיל במעיים.
• פעילות גופנית משפיעה על בריאות המוח דרך ציר המעי-מוח.
  • מקלה על דלקת עצבית.
    • מפחיתה ביטוי של קולטן (TLR) על תאי דלקת, הפרשה מוגברת של ציטוקינים אנטי-דלקתיים משרירי שלד פעילים, וירידה במסת שומן בטני.
    • השפעה על התקשורת בין המעי למוח דרך העצב התועה (ואגוס) במסלול האיתות NF-κB, שחרור IL-6 אשר מקדם את השחרור הסיסטמי של מתווכים אנטי דלקתיים (IL-1ra ו-IL-10, ובמקביל מדכאת את ייצור הציטוקינים הפרו-דלקתיים TNF-α.
    • שינוי הפעילות של תאי חיסון מוחיים (מיקרוגליה) שמורידים רמות דלקת במוח.
    • חומצות השומן (SCFAs) המיוצרות עלי ידי חיידקי מעי, במיוחד בוטיראט, חוצות את מחסום המוח (BBB) ובכך משמרות את התפקוד הפיזיולוגי התקין של המיקרוגליה ומונעות פעילות יתר של המיקרוגליה.
  • מווסתת גורמים נוירוטרופיים ונוירוטרנסמיטרים.
    • פעילות גופנית אירובית מעלה את רמות גורם נוירוטרופי מוחי (BDNF) החיוני להישרדות, התפתחות, התמיינות ופלסטיות של נוירונים בהיפוקמפוס. בין היתר בתיווך המיקרוביום במיוחד זנים ממשפחת Bifidobacterium.
    • פעילות גופנית מגבירה את רמות הנוירוטרנסמיטר המעכב העיקרי של מערכת העצבים המרכזית (GABA) בהיפותלמוס. כאשר Bacteroides יכולים להמיר גלוטמט ל-GABA, ו-Lactobacillus הם יצרני GABA.
    • פעילות גופנית מגרה את עצבי החישה במעיים, מה שמוביל לדיכוי ביטוי אנזים (מונואמין אוקסידאז) שמפרק דופמין ובכך משפר את הסינתזה שלו והאיתות הדופמינרגי.
    • מיקרוביום ​המעי משפיע על חילוף החומרים של סרוטונין (5-HT) במוח.
  • תומכת במצב רוח חיובי.
    • פעילות גופנית מפעילה את ציר היפותלמוס-יותרת המוח-יותרת הכליה (HPA) בתיווך מיקרוביום המעי במיוחד על ידי חיידקים ממשפחת Bifidobacterium.
    • מיקרוביום ​​המעי מווסת את הסינתזה של סרוטונין (5-HT) הפועל כמתווך מכריע בציר המעי-מוח. פעילות גופנית משפרת את חילוף החומרים של טריפטופן, בתיווך המיקרוביום במיוחד בעזרת הסימביוטיקה בין Romboutsia ו-Akkermansia muciniphila, שמראה את הפוטנציאל הגבוה ביותר על הובלת טריפטופן לגזע המוח ולהיפוקמפוס, ממנו מיוצר הסרוטונין.

בחלק של התזונה

• תזונה ים תיכונית – כוללת צריכה גבוהה של ירקות, דגנים מלאים, קטניות ופירות, צריכה מתונה של דגים ושמן זית ושתייה מוגבלת של יין אדום.
  • צריכת דגנים קשורה לשפע חידקי ממשפחות Bifidobacterium, Faecalibacterium ו-Coprococcus. וירידה של משפחת Esherichia coli.
  • צריכת שמן זית ויין אדום קשורה לשפע של –Faecalibacterium, Lactobacillus, Bifidobacterium, Alistipes, Odoribacter ו-Parabacteroides וירידה של Prevotellaceae.
• דיאטת DASH – נועדה לסייע במניעה או בטיפול בלחץ דם גבוה וממליצה על הגברת צריכת ירקות, פירות, דגנים מלאים וחלב דל שומן, אכילת כמויות מתונות של אגוזים וקטניות והגבלת מזונות עתירי סוכרים מוספים ושומנים רוויים. היא מכילה יותר סיבים תזונתיים, סידן, מגנזיום ואשלגן ומתמקדת במזונות טריים ולא מעובדים או פחות מעובדים ומגבילים את צריכת הנתרן. היא נחשבת למחמירה יותר מהים תיכונית.
  • תזונה עשירה במלח מראה רמות נמוכות בהרבה של Bacteroidetes ו-Proteobacteria ועלייה ב-Lachnospiraceae ו-Ruminococcaceae.
• דיאטת MIND, ידועה גם כדיאטת המוח הבריא, היא סוג של שילוב בין דיאטות DASH וים תיכונית עם דגש על רכיבים תזונתיים בעלי הגנה עצבית. היא שמה דגש על ירקות עליים ופירות יער מבלי להדגיש פירות באופן כללי, תפוחי אדמה, מוצרי חלב ודגים.
  • אוכמניות וענבים מראים עלייה משמעותית בשכיחות היחסית של Akkermansia muciniphila, שמשפר ביצועים קוגניטיביים על ידי שיפור מחסום הרירית של המעי, קידום מטבוליטים מועילים ואיתות ישיר לממברנה החיצונית של התאים.
  • לנוגדי החמצון אנתוציאנינים יש את היכולת לעורר את הצמיחה של Bifidobacterium ו-Lactobacillus.
  • אלגיטנינים (Ellagitannin), הנמצא בפירות יער שחורים ותותים, משמש כמצע לחיידקים במעי הגס, בעיקר אלו השייכים לקבוצות Clostridium ו-Bacteroides.
  • פלבונואידים הנמצאים בפירות יער עוברים טרנספורמציה מטבולית דרך המיקרוביום שמייצר מטבוליטים זמינים ביולוגית יותר ומקדם את המטבוליטים הנוירו-פרוטקטיביים.
  • ירקות עליים ירוקים עשירים בסיבים תזונתיים, ויטמינים ופלבנואידים שקושרו לירידה בסיכון לפגיעה קוגניטיבית.
• תזונה מבוססת צומח – דפוס המדגיש מזונות מן הצומח, כגון ירקות, פירות, דגנים מלאים, קטניות ואגוזים כמקורות התזונה העיקריים, שולט באופן סביר או נמנע מצריכת מזונות מן החי כגון בשר ופירות ים ומקדיש תשומת לב לצריכה מאוזנת של חומרים מזינים.
  • תזונה מבוססת צמחים עשירה בצריכת סיבים תזונתיים, המקדמים חיידקים המייצרים בוטיראט וחומצות שומן קצרות טווח אחרות, מפעילים השפעות אנטי דלקתיות ומחזקים את תפקוד מחסום המעי.
  • תזונה עשירה בפחמימות (מן הצומח) הייתה בקורלציה עם יותר חיידקי Prevotella. ייתכן שזה קשור לסינתזה מוגברת של חומצות שומן קצרות (SCFAs) ולהיות מועיל לשמירה על תהליכים דלקתיים ברמות תקינות.
  • לטבעונים ולצמחונים יש מספר גבוה יותר של סוגי חיידקיים ממשפחת Bacteroidetes.
  • סיבים תזונתיים מגבירים את כמות חיידקי חומצת החלב Ruminococcus, E. rectale ו-Roseburia, ומפחיתים את כמות מיני Clostridium ו-Enterococcus.

*** תוספת דצמבר 25
סקירה נרטיבית שפורסמה בדצמבר 25 בתב העת Frontiers in Nutrition על ידי חוקרים סינים, ניתח 58 פרסומים מדעיים (משנת 1992 ועד היום) במטרה לבחון את המנגנונים הפיזיולוגיים המדויקים שבהם פעילות גופנית משפיעה על המיקרוביום של המעי כדי לשפר את מצבם של חולי סוכרת סוג 2 (T2DM).

המחקר נערך על רקע ההכרה הגוברת בכך שחיידקי המעי הם גורם מפתח בפתוגנזה (התפתחות המחלה) של T2DM, ושפעילות גופנית היא אסטרטגיה לא-תרופתית מבטיחה. הממצאים הראו כי אימונים גופניים משנים באופן מועיל את ההרכב והתפקוד של חיידקי המעי, מה שמוביל לשיפור משמעותי ברגישות הכלל-מערכתית לאינסולין ובהפחתת הפרעות מטבוליות הנלוות לסוכרת.

מנגנוני המפתח שזוהו כוללים:

• פעילות גופנית מגבירה את ייצור חומצות שומן קצרות שרשרת (SCFAs) – מטבוליטים קריטיים המיוצרים על ידי חיידקי מעי מועילים, המסייעים בוויסות רמת הסוכר ומהווים מקור אנרגיה לתאי המעי.
• פעילות גופנית מפחיתה את רמות הליפופוליסכריד (LPS) – חומר פרו-דלקתי המשתחרר מחיידקים שליליים; ירידה ברמותיו מצמצמת את הדלקת הכרונית הנמוכה הקשורה לעמידות לאינסולין.
• פעילות גופנית משפרת את הפירוק (קטבוליזם) של חומצות אמינו מסועפות (BCAA). רמות גבוהות של BCAA בדם הן סמן חזק לעמידות לאינסולין.

המסקנה הקלינית של החוקרים הייתה שפעילות גופנית משפרת את T2DM על ידי אפנון המיקרוביום דרך מספר צירים מטבוליים קריטיים. הם הדגישו כי השפעות האימון תלויות בגורמים כמו עוצמה, משך וסוג הפעילות, מה שמחייב פיתוח מרשמי אימון מותאמים אישית בעתיד.

סקירה מקיפה זו מעניקה אישור קליני ופיזיולוגי מוצק לתפיסה הרחבה יותר שפותחה במחקרים שלעיל. היא משלימה את הפאזל ומסבירה כיצד אותה השפעה מטבולית של פעילות גופנית מסייעת במחלות. תוצאה של גיוון המיקרוביום והגברת החיידקים המועילים. לפיכך, השילוב של פעילות גופנית ותזונה עשירה בסיבים הוא הדרך המוכחת, שפועלת במקביל על שיפור התפקוד המטבולי (סוכרת), שיפור הביצועים והפחתת הדלקת, כשהמיקרוביום משמש כמתווך מרכזי.

מיקרוביום והקשר לסוכרת והשמנה

פעילות גופנית ותסמונת המעי הרגיז [1].

ראו גם תוספת יולי 25 במאמר: "פעילות גופנית והקשר לסרטן"

כדי להתעדכן ראשונים מוזמנים להזין דוא"ל למטה