XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

ВВЕДЕНИЕ

Микробиом — это сообщество микроорганизмов, включая бактерии, вирусы и грибы, живущие в человеческом организме. Он выполняет ключевые функции, такие как участие в метаболизме, регулирование иммунной системы и переваривание питательных веществ [1, 2]. Эти процессы жизненно важны для поддержания общего здоровья и гомеостаза организма.

Влияние микробиома на мышечную силу и спортивные результаты изучается через его роль в метаболизме питательных веществ и в производстве короткоцепочечных жирных кислот. Эти кислоты не только улучшают обмен веществ, но и способствуют синтезу белка, что поддерживает мышечную массу и улучшает восстановление после физических нагрузок [3, 4].

Актуальность исследований в этой области обусловлена их потенциалом для разработки новых подходов в спортивной медицине и питании. Понимание влияния микробиома на организм может привести к улучшению спортивных результатов и профилактике заболеваний, связанных с мышечной слабостью. Кроме того, изучение микробиома открывает возможности для персонализированной медицины, что делает эту тему особенно важной для дальнейших исследований и практического применения.

Микробиом играет важную роль в улучшении спортивных результатов, особенно через влияние на метаболизм и энергообмен. Исследования показывают, что разнообразие микробиома связано с повышенной выносливостью. Это связано с тем, что определенные бактерии способствуют более эффективному использованию энергии и улучшению метаболизма [3, 4]. У спортсменов наблюдается специфический состав микробиома, который способствует повышению выносливости и быстрому восстановлению:

1. Veillonella

Эти бактерии у спортсменов могут быть более распространены. Они преобразуют молочную кислоту, образующуюся при интенсивных нагрузках, в пропионат. Пропионат затем используется организмом как источник энергии, что способствует улучшению выносливости и более быстрому восстановлению после тренировок [3, 5].

2. Faecalibacterium prausnitzii

Часто встречается с более высоким титром у спортсменов. Этот вид бактерий известен своими противовоспалительными свойствами, способствует укреплению кишечного барьера, что важно для общего здоровья и предотвращения воспалений [4].

3. Akkermansia muciniphila

Помогает поддерживать целостность кишечного барьера и может быть связан с улучшением метаболической функции. У спортсменов эти бактерии могут быть более активными, что способствует лучшему метаболизму и контролю веса [3].

4. Lactobacillus и Bifidobacterium

Эти роды бактерий известны своими пробиотическими свойствами. Они помогают уменьшить воспаление и окислительный стресс, что важно для быстрого восстановления и снижения риска травм [6].

5. Roseburia и Eubacterium

Эти бактерии участвуют в производстве бутирата, что способствует поддержанию здоровья кишечника и улучшению обмена веществ [7].

Влияние микробиома на мышечную силу проявляется через несколько ключевых механизмов:

1. Синтез белка и рост мышц

Микробиом кишечника играет ключевую роль в переваривании пищи и усвоении аминокислот, необходимых для синтеза белка. Эти аминокислоты служат «строительным материалом» для мышечной ткани, что делает их критически важными для роста и восстановления мышц [1, 8].

Кроме того, микробиом кишечника за счёт ферментации пищевых волокон производит короткоцепочечные жирные кислоты, такие как ацетат, пропионат и бутират. Эти кислоты важны для метаболизма, так как они обеспечивают дополнительный источник энергии для клеток; также они поддерживают синтез белка, что способствует сохранению и увеличению мышечной массы, что, в свою очередь, важно для спортсменов, стремящихся к улучшению своих показателей. Эти кислоты также играют роль в уменьшении воспалительных процессов, что помогает быстрее восстанавливаться после интенсивных тренировок [3]. У спортсменов синтез КЖК может быть более активным благодаря высокому потреблению клетчатки и разнообразию микробиома.

Эти факторы особенно важны для поддержания энергетического баланса, необходимого для эффективного роста и восстановления мышц.

2. Гормональная регуляция

Микробиом кишечника оказывает значительное влияние на гормональную регуляцию в организме. Он способствует улучшению метаболизма углеводов и жиров, что помогает поддерживать оптимальные уровни глюкозы в крови и повышает чувствительность к инсулину. Это важно, поскольку инсулин стимулирует усвоение глюкозы и аминокислот мышечными клетками, что способствует синтезу белка и росту мышц [9]. Микробиом также может влиять на секрецию гормона роста, который играет ключевую роль в увеличении мышечной массы и восстановлении тканей [10]. Кроме того, микробиом участвует в регуляции уровня кортизола, гормона стресса, который в избытке может препятствовать росту мышц и способствовать накоплению жира [6].

3. Воспалительные процессы

Регуляция воспалительных процессов — ещё одна важная функция микробиома. Он помогает снижать уровни провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-6 и фактор некроза опухоли-альфа, которые могут вызывать хроническое воспаление и повреждение мышечной ткани. Благодаря производству антиоксидантных веществ, микробиом защищает клетки от повреждений свободными радикалами, что важно для восстановления после физических нагрузок [6]. Кроме того, поддерживая баланс между провоспалительными и противовоспалительными реакциями, микробиом улучшает иммунный ответ, способствуя более быстрому восстановлению, снижает риск травм и заболеваний [11].

Таким образом, поддержание здорового микробиома становится важным элементом в оптимизации физической формы и общего состояния здоровья. Он не только способствует росту и восстановлению мышц, но и улучшает гормональный баланс и снижает воспалительные процессы, что в совокупности улучшает физическую производительность и общее самочувствие [12].

Микробиом спортсменов подвержен влиянию различных факторов, включая питание, физическую активность и генетические аспекты. Эти элементы играют ключевую роль в поддержании здоровья и оптимизации спортивных результатов.

1. Питание

Рацион, богатый клетчаткой и пробиотиками, способствует увеличению разнообразия микробиома и улучшению метаболических функций. Продукты, такие как йогурт и ферментированные овощи, поддерживают рост полезных бактерий [6, 13].

2. Физическая активность

Регулярные физические нагрузки связаны с увеличением разнообразия микробиома и повышением уровня бактерий, которые способствуют улучшению метаболизма и снижению воспаления. У спортсменов наблюдается более высокий уровень некоторых бактерий, указанных выше, что связано с улучшенной выносливостью [7, 14].

3. Генетические аспекты

Генетическая предрасположенность тоже может влиять на состав микробиома, определяя, какие бактерии будут преобладать. Это может объяснить индивидуальные различия в ответах на тренировки и питание, а также предрасположенность к определенным заболеваниям [15, 16, 17].

Эти факторы подчеркивают важность комплексного подхода к управлению микробиомом для достижения максимальной эффективности в спорте.

Оптимизация микробиома спортсменов может значительно улучшить их спортивные результаты и общее здоровье. Ниже приведены некоторые практические рекомендации:

1. Увеличение потребления клетчатки: включение в рацион большего количества фруктов, овощей и цельнозерновых продуктов способствует росту полезных бактерий, таких как Bifidobacterium и Lactobacillus, которые снижают воспаление и поддерживают здоровье кишечника [18, 19].

2. Ферментированные продукты: регулярное употребление йогурта, кефира и квашеной капусты может повысить уровень пробиотиков, улучшая пищеварение и иммунитет [20, 21].

3. Пробиотики: прием пробиотических добавок, содержащих штаммы Lactobacillus и Bifidobacterium, может способствовать улучшению микробиома и снижению окислительного стресса [22, 23].

4. Пребиотики: пребиотические добавки, такие как инулин, помогают питать полезные бактерии и поддерживать их рост, что положительно сказывается на метаболизме и восстановлении после тренировок [24].

Эти рекомендации помогут спортсменам поддерживать здоровый микробиом, способствуя улучшению их физической формы и снижению риска травм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Влияние микробиома на спортивные результаты и мышечную силу представляет собой важную и перспективную область исследований, которая открывает новые горизонты для оптимизации физической активности и здоровья спортсменов. Как показано в данной статье, разнообразие и состав микробиома играют ключевую роль в метаболизме, синтезе белка, гормональной регуляции и снижении воспалительных процессов, что в совокупности способствует улучшению спортивных показателей и восстановлению после нагрузок.

Понимание механизмов, через которые микробиом влияет на физическую производительность, позволяет разрабатывать персонализированные подходы к питанию и тренировкам, что может значительно повысить эффективность спортивной подготовки. Важно отметить, что поддержание здорового микробиома требует комплексного подхода, включающего правильное питание, регулярную физическую активность и учет генетических факторов.

Таким образом, дальнейшие исследования в этой области могут не только улучшить спортивные результаты, но и способствовать профилактике заболеваний, связанных с мышечной слабостью и нарушениями обмена веществ. В конечном итоге, оптимизация микробиома станет важным элементом в стратегии достижения высоких результатов в спорте и поддержания общего здоровья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хафнер М. МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА / Хафнер М. [Электронный ресурс] // : [сайт]. — URL: https://www.endotube.ru/upload/post/microbiom/Основы%20микробиома%20от%20проф.%20Хафнера%20на%20русском%20языке.pdf (дата обращения: 10.01.2025).

2. Volynets, G. & Nikitin, Artem & Skvortsova, T.. (2022). Intestinal microbiome and modern methods of its study in children. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 67. 5-13. 10.21508/1027-4065-2022-67-4-5-13.

3. Хавкин А.И., Завьялова А.Н., Новикова В.П. Влияние нутриентов на микробиоту кишечника. Вопросы детской диетологии. 2023; 21(1): 66–75. DOI: 10.20953/1727-5784-2023-1-66-7

4. Крюкова О.Н., Бушуев А.И., Ковалева Т.С., Яковлева С.Ф. Влияние спорта и физических нагрузок на кишечный микробиом человека. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2024;86(2):207-212. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2024-2-207-212

5. Кузнецова Е.Н., Плоскирева А.А., Мерзляков М.Ю., Беличенко О.И., Мирошников А.Б., Антонов А.Г. Результаты исследования эффективности и безопасности применения пробиотиков при регулярных физических нагрузках у здоровых добровольцев / Кузнецова Е.Н., Плоскирева А.А., Мерзляков М.Ю., Беличенко О.И., Мирошников А.Б., Антонов А.Г. [Электронный ресурс] // cyberleninka : [сайт]. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rezultaty-issledovaniya-effektivnosti-i-bezopasnosti-primeneniya-probiotikov-pri-regulyarnyh-fizicheskih-nagruzkah-u-zdorovyh (дата обращения: 10.01.2025).

6. Burgos-Santamaría D, Nyssen OP, Gasbarrini A, et al Empirical rescue treatment of Helicobacter pylori infection in third and subsequent lines: 8-year experience in 2144 patients from the European Registry on H. pylori management (Hp-EuReg) Gut Published Online First: 05 December 2022. doi: 10.1136/gutjnl-2022-328232.

7. Завьялова А. Н., Новикова В. П., Игнатова П. Д. Ось «микробиота — мышцы». Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2022;207(11): 60–69. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-207-11-60-69

8. Бойкова, Д. В., Габибуллаев, Р. М., Идрисова, М. А. ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОБИОМА КИШЕЧНИКА ПРИ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ КИШЕЧНИКА [Текст] / Д. В. Бойкова, Р. М. Габибуллаев, М. А. Идрисова // Научно-практический электронный журнал Аллея Науки. — 2023. — № 1(76). — С. 18.

9. Биологически активные добавки в питании спортсменов: метод. рекомендации / И.А. Малёваная [и др.]. – Минск: РНПЦ спорта, 2022. – 64 с.

10. Шестопалов А.В., Фатхуллин Р.Ф., Григорьева Т.В., Мартыканова Д.С., Давлетова Н.Х., Колесникова И.М., Иванова А.А., Румянцев С.А. Особенности микробиома кишечника у спортсменов, занимающихся единоборствами. Спортивная медицина: наука и практика. 2024;14(1):14–24. https://doi.org/10.47529/2223-2524.2024.1.3

11. Heimer M, Teschler M, Schmitz B and Mooren FC (2022) Health Benefits of Probiotics in Sport and Exercise - Non-existent or a Matter of Heterogeneity? A Systematic Review. Front. Nutr. 9:804046. doi: 10.3389/fnut.2022.804046

12. Крюкова О.Н., Бушуев А.И., Ковалева Т.С., Яковлева С.Ф. Влияние спорта и физических нагрузок на кишечный микробиом человека // Вестник ВГУИТ. 2024. Т. 86. № 2. С. 207–212. doi:10.20914/2310- 1202-2024-2-207-212

13. Viviana Aya, Alberto Floґ rez, Luis Perez, Juan David Ramıґrez Связь между физической активностью и изменениями состава кишечной микробиоты: систематический обзор / Viviana Aya, Alberto Floґ rez, Luis Perez, Juan David Ramıґrez [Электронный ресурс] // INVITRO : [сайт]. — URL: https://www.invitro.ru/doctors/library/obzory-mirovoy-periodiki/svyaz-mezhdu-fizicheskoy-aktivnostyu-i-izmeneniyami-sostava-kishechnoy-mikrobioty-sistematicheskiy-o/ (дата обращения: 10.01.2025).

14. Челпаченко О. Е., Бухарин О. В., Данилова Е. И., Федотова Л. П. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РОЛИ МИКРОБНОГО ФАКТОРА В РАЗВИТИИ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ РЕВМАТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ [Текст] / Челпаченко О. Е., Бухарин О. В., Данилова Е. И., Федотова Л. П. // ВЕСТНИК УРАЛЬСКОЙ МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИЧЕСКОЙ НАУКИ. — 2015. — № 3. — С. 8.

15. Lustgarten М. The Role of the Gut Microbiome on Skeletal Muscle Mass and Physical Function: 2019 Update / Lustgarten М. [Электронныйресурс] // FRONTIERS : [сайт]. — URL: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.7378bdd9-67a35106-988ee8f1-74722d776562/https/www.frontiersin.org/journals/physiology/articles/10.3389/fphys.2019.01435/full (датаобращения: 10.01.2025)

16. Kaczor J. et al. Кишечно-Мышечная ось существует и может влиять на адаптацию скелетных мышц к тренировкам / Jan Jacek Kaczor et al. [Электронный ресурс] // PROPIONIX : [сайт]. — URL: https://propionix.ru/probiotiki-dlya-sportsmenov (дата обращения: 10.01.2025).

17. Li, Zhengrui & Wang, Qi & Huang, xufeng & Wu, Yinteng & Shan, Dan. (2024). Microbiome’s role in musculoskeletal health through the gut-bone axis insights. Gut Microbes. 16. 2410478. 10.1080/19490976.2024.2410478.

18. Кобелькова И. В., Коростелева М. М. ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ НА СОСТАВ КИШЕЧНОГО МИКРОБИОМА И ОПТИМИЗАЦИЮ АДАПТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА СПОРТСМЕНА / Кобелькова И. В., Коростелева М. М. [Электронный ресурс] // cyberleninka : [сайт]. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-osnovnyh-pischevyh-veschestv-na-sostav-kishechnogo-mikrobioma-i-optimizatsiyu-adaptatsionnogo-potentsiala-sportsmena (дата обращения: 10.01.2025).

19. Fritz, Peter & Fritz, Réka & Bóday, Pál & Boday, Adam & Bató, Emese & Kesserű, Péter & Oláh, Csilla. (2023). Gut microbiome composition: link between sports performance and protein absorption?. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 21. 23-40. 10.1080/15502783.2023.2297992.

20. Mohr, A.E., Jäger, R., Carpenter, K.C. et al. The athletic gut microbiota. J Int Soc Sports Nutr 17, 24 (2020). https://doi.org/10.1186/s12970-020-00353-w

21. Fontana, F., Longhi, G., Tarracchini, C. et al. Микробиом кишечника человека у спортсменов: метагеномные и метаболические данные. Микробиом 11, 27 (2023). https://doi.org/10.1186/s40168-023-01470-9

22. Koryukalov Yu.I., Lapshin M.S., Kondashevskaya M.V., Bakhareva A.S., Savinih E.Yu. The effect of the state of the intestinal microbiome on the performance of cyclical sports athletes according to ergometric testing indicators. Sports medicine: research and practice. 2024;14(2):34-44. (In Russ.) https://doi.org/10.47529/2223-2524.2024.2.8

23. Kalman, Douglas. (2020). Sports Nutrition and the Microbiome.. 10.13140/RG.2.2.19117.10727

24. Физические упражнения – новый подход к коррекции микробиома / [Электронный ресурс] // LVRACH : [сайт]. — URL: https://www.lvrach.ru/2036/partners/15437614 (дата обращения: 10.01.2025).