Ingen tarm ingen herlighet: Høsting av atleteres mikrobiomer

No guts no glory: Harvesting the microbiome of athletes

Forskere har tappet inn i mikrobiometrene til elitløpere og rovere, og har identifisert bestemte bakterier som kan hjelpe til med atletisk ytelse. Målet er å utvikle probiotiske kosttilskudd som kan hjelpe idrettsutøvere - og til og med amatør fitness-entusiaster - komme seg fra en tøff trening eller mer effektivt konvertere næringsstoffer til energi. Forskerne vil presentere sitt arbeid i dag på det 254. nasjonale møtet og utstillingen av American Chemical Society.

Forskerne presenterer sitt arbeid i dag på 254. nasjonale møte og utstilling av American Chemical Society (ACS).

"Da vi først begynte å tenke på dette ble jeg spurt om vi kunne bruke genomics til å forutsi den neste Michael Jordan, sier Jonathan Scheiman, Ph.D. "Men mitt svar var at et bedre spørsmål er: Kan du trekke ut Jordans biologi og gi det til andre for å hjelpe til med å gjøre neste Michael Jordan?"

For å svare på det spørsmålet syntes mikrober som et godt sted å starte. "Vi er mer bakterier enn vi er mennesker," sier Scheiman, som er postdoktor i laboratoriet i George Church, Ph.D., ved Harvard Medical School. "Bugs i vår tarmen påvirker vår energi metabolisme, noe som gjør det lettere å bryte ned karbohydrater, protein og fiber. De er også involvert i betennelse og nevrologisk funksjon. Så kanskje mikrobiomet kan være relevant for applikasjoner i utholdenhet, utvinning og kanskje til og med mental seighet. "

Som et første skritt mot å identifisere bakterier som støtter atletisk ytelse, samlet forskerne hver dag fekalprøver fra 20 idrettsutøvere til 2015 Boston maraton, en uke før og en uke etter løpet. "I to uker kjørte jeg rundt Boston og samle fekalprøver og satte dem på tøris i bilen," sier Scheiman. "Vi fulgte idrettsutøvere langsgående for å fange hvordan mikrobiomet endrer seg mellom ytelse og gjenoppretting."

Forskerne sekvenserte genomene av de samplede bakteriene, ved hjelp av beregningsmessige metagenomiske metoder for å finne ut hvor mange og hvilke typer mikrober bebodd fekalprøver. Når de sammenlignet pre-race og post-rase prøver, fant forskerne en plutselig topp i befolkningen av en bestemt type bakterier etter maraton. "Denne insektens naturlige funksjon er å bryte ned melkesyre," sier Scheiman. Under intens trening produserer kroppen mer melkesyre enn vanlig, noe som kan føre til muskelmasse og ømhet. Denne bakterien kan potensielt hjelpe med det.

Laget har isolert bakteriene fra fekale prøver og begynner å evaluere egenskapene. De har allerede bestemt seg for at feilen utmerker seg ved å bryte ned melkesyre i et reagensrør og forblir levedyktig etter at det passerer gjennom fordøyelsessystemet av mus. Forskerne fôrer bakteriene til mus for å måle effektene på melkesyre nivåer og tretthet.

I et annet sett med eksperimenter sammenligner forskerne bakteriene fra ultramarathoners til de som er funnet i rowers trening for OL. De fant en type bakterier i ultramarathoners som kan bidra til å bryte ned karbohydrater og fibre - som er nøkkelen i løpet av en 100 kilometer kjøring - som ikke var til stede i roddene, noe som tyder på at ulike idretter kan fremme nisje mikrobiomer.

Scheiman sier at laget planlegger å lansere et selskap i høst som heter Fitbiomics. "Jeg vil gjerne tenke at et år etter at vi lanserte, kunne vi få et nytt probiotisk på markedet," sier han. "Men parallelt vil vi også utvide vår kohorte av elitutøvere fra mange idretter for å generere en større mikrobiell data og stamme av nye probiotiske kandidater. I hovedsak minker vi biologien til de mest passende og sunne menneskene i verden, og utvider deretter den informasjonen for å hjelpe dem og andre. "