Wie hängen Ernährung und Bewegung bei Bodybuildern mit der Darmmikrobiota und den Metaboliten zusammen?

Eine kürzlich veröffentlichte Studie in Metaboliten untersuchten die Mikrobiom-Dynamik von Ernährung, Bewegung und Darm bei männlichen Bodybuildern.

Lernen: Schnittpunkt von Ernährung und Bewegung mit dem Darmmikrobiom und zirkulierenden Metaboliten bei männlichen Bodybuildern: Eine Pilotstudie. Bildnachweis: Goami/Shutterstock

Hintergrund

Die optimalen Bewegungs- und Ernährungspläne sind schwer zu fassen, da Bewegungs-/Ernährungsinterventionen von Person zu Person unterschiedliche Ergebnisse erzielt haben. Dies wird im Sport beobachtet, wo Diäten entwickelt wurden, um die sportliche Leistung zu ergänzen und die Energieverfügbarkeit zu optimieren. Dennoch bestimmen individuelle Faktoren die sportlichen Ergebnisse. In letzter Zeit gab es ein wachsendes Interesse an der Rolle der Darmmikrobiota bei individuellen sportlichen Ergebnissen.

Über das Studium

In der vorliegenden Studie testeten die Forscher, ob definierte Änderungen in der Ernährung und Bewegung bei Bodybuildern mit Veränderungen der Darmmikrobiota und der Metaboliten verbunden sind. Männliche Teilnehmer ab 18 Jahren, die sich auf einen Bodybuilding-Wettkampf vorbereiten, kamen für die Aufnahme in Frage.

Fünf Bodybuilder mit Längsblut- und Stuhlproben, die mit der Trainings- und Ernährungshistorie übereinstimmten, wurden ausgewählt. Sie waren im Durchschnitt 28 Jahre alt, 177 cm groß, wogen 77,7 kg und hatten 4,2 Jahre Erfahrung im Bodybuilding. Proben wurden acht Wochen (PRE8), eine Woche (PRE1) vor und vier Wochen (POST4) nach dem Wettbewerb erhalten.

Die Teilnehmer verzichteten 12 Stunden vor der Blutentnahme auf Alkohol, Koffein und Sport. Hydrophile Metaboliten wurden in einer gezielten Metabolomikanalyse mit einem Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS)-System gemessen. Die Teilnehmer führten vor jedem Bewertungspunkt eine Woche lang Ernährungs- und Trainingstagebücher durch.

Die Aufnahme von Nahrungsmitteln, Flüssigkeiten und Nahrungsergänzungsmitteln wurde in Ernährungstagebüchern dokumentiert, während Widerstands- und aerobes Training in Trainingstagebüchern dokumentiert wurden. Die Körperzusammensetzung wurde unter Verwendung eines Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie(DXA)-Scanners geschätzt. Stuhlproben wurden von den Teilnehmern innerhalb einer Woche vor jedem Bewertungszeitpunkt selbst entnommen. Gesamt-DNA wurde aus den Stuhlproben isoliert. Die V4-Region der 16S-ribosomalen RNA (rRNA) wurde für die Profilierung des Mikrobioms verwendet.

Die Veränderungen der körperlichen Aktivität und der Körperzusammensetzung zu den Zeitpunkten PRE1 und POST4 wurden mit PRE8 als Ausgangswert verglichen. Die Unterschiede in den Metabolitenkonzentrationen zwischen den Zeitpunkten wurden mit dem Kruskal-Wallis-Test analysiert. Eine Probe vom PRE1-Zeitpunkt wurde aufgrund einer fehlgeschlagenen LC-MS-Qualitätskontrollprüfung von der Analyse ausgeschlossen.

Ergebnisse

Alle Teilnehmer erreichten während der Vorbereitungszeit (PRE8 – PRE1) die angestrebten Veränderungen der Körperzusammensetzung. Es gab eine stärkere Abnahme der Fettmasse als der Magermasse. Zwei Teilnehmer waren erfolgreicher bei der Erhaltung der Magermasse als andere. Ein Teilnehmer hatte die geringste (6,4 %) Fettmassereduktion. Bei allen Teilnehmern war nach dem Wettkampf eine Zunahme der Fett- und Magermasse zu verzeichnen.

Das Belastungstraining war zu den Zeitpunkten PRE8 und POST4 im Vergleich zum Ausgangswert reduziert, aber die Trainingspläne waren von Person zu Person unterschiedlich. Die Steigerung des Aerobic- und Widerstandstrainings vom PRE8-Zeitpunkt auf PRE1 bei nur einem Teilnehmer spiegelte eine bessere Erhaltung der Magermasse wider, entsprach jedoch nicht der Reduktion der Fettmasse. Als nächstes wurden die Teilnehmer auf Nahrungsaufnahme auf – Lebensmittel-, Makronährstoff- und Energieniveau bewertet.

Die Energieaufnahme war bei allen Teilnehmern ähnlich und bei vier Teilnehmern nach dem Wettkampf am höchsten. Größere Abnahmen der Energieaufnahme vor dem Wettkampf (PRE8 bis PRE1) korrespondierten mit einer besseren Reduzierung der Fettmasse, aber nicht mit Veränderungen der Magermasse. Der Proteinbeitrag vor dem Wettkampf lag über der Obergrenze des akzeptablen Makronährstoffverteilungsbereichs (AMDR), während der Kohlenhydratbeitrag unter der Untergrenze lag. Die Energieaufnahme als Fett lag innerhalb der AMDR-Grenzen.

Die empfohlene tägliche Mindestaufnahme (MRDI) an Protein wurde bei den Teilnehmern zu allen Zeitpunkten überschritten. Außerdem gab es eine interindividuelle Variabilität beim Verzehr von Protein-/Aminosäure-Ergänzungen. Jeder Teilnehmer wies eine einzigartige und dynamische Darmmikrobiota auf. Es gab keinen signifikanten Zusammenhang zwischen Proben von verschiedenen Teilnehmern zu einem einzigen Zeitpunkt.

Nach dem Wettbewerb wurde eine zeitliche Verschiebung der mikrobiellen Diversität zwischen und innerhalb der Probe(n) beobachtet. Die mikrobiellen Gemeinschaften zu den Zeitpunkten PRE8 und PRE1 jeder Person waren ähnlicher als die der POST4-Probengemeinschaft. Darüber hinaus hatten vier Personen zum POST4-Zeitpunkt eine geringe Diversität innerhalb der Stichprobe.

Bei allen Teilnehmern waren die meisten Mikroben (55 % bis 85 %) Firmicutes. Die Profile des Serumstoffwechsels der Teilnehmer wurden in nüchternen und anstrengungsfreien Zuständen ausgewertet. Von den 127 Metaboliten wurden neun zum Zeitpunkt als signifikant befunden. Die Teilnehmer hatten während der gesamten Bewertung einzigartige Metabolitenprofile.

Die POST4-Metabolitenprofile unterschieden sich von den PRE8- oder PRE1-Profilen. Vor dem Wettkampf waren die Metabolitenprofile durch höhere Gehalte an Malonat, Guanidinoessigsäure, Acetylcarnitin, α-Ketobutyrat und β-Hydroxybutyrat gekennzeichnet. Im Gegensatz dazu waren Profile nach dem Wettkampf durch erhöhte Saccharopin-, Cholin- und NAD+-Spiegel gekennzeichnet.

Schlussfolgerungen

Insgesamt reduzierten alle Teilnehmer während der Zeit vor dem Wettkampf erfolgreich die Fettmasse und bewahrten die magere Masse. Teilnehmer mit der höchsten Abnahme der Nahrungsenergieaufnahme vor dem Wettkampf zeigten eine stärkere Abnahme der Fettmasse. Die mikrobielle Zusammensetzung unterschied sich signifikant zwischen Individuen. Trotz der interindividuellen Unterschiede in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms könnte die mikrobielle Diversität innerhalb und zwischen den Proben vorhersehbar ernährungsmoduliert sein.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Vorhersage der Dynamik zwischen Darmmikrobiom, Metaboliten, Ernährung und Bewegung auf individueller Ebene erfolgreich wäre und nicht zwischen Individuen. Daher wären personalisiertes Bewegungstraining und Diäten vorteilhafter als Ernährungs-/Übungsprogramme, die auf bevölkerungsgenerierten Mustern basieren.

Referenz:

• Luk, A. et al. (2022) „Intersection of Diet and Exercise with the Darm Microbiome and Circulating Metabolites in Male Bodybuilders: A Pilot Study“, Metabolites, 12(10), p. 911. doi: 10.3390/metabo12100911. https://www.mdpi.com/2218-1989/12/10/911

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