Entraînement aux exercices aérobiques et microbiome intestinal

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Jun 11, 2024

Entraînement aux exercices aérobiques et microbiome intestinal

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 11228 (2023) Citer cet article 3330 Accès 1 Citations 10 Détails des mesures Altmetric L'activité physique est essentielle dans la gestion du poids, améliore

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 11228 (2023) Citer cet article

3330 Accès

1 Citation

dixAltmétrique

Détails des métriques

L'activité physique est essentielle à la gestion du poids, améliore la santé globale et atténue les marqueurs de risque liés à l'obésité. En plus d'induire des changements dans le métabolisme systémique, l'exercice habituel peut améliorer la diversité microbienne de l'intestin et augmenter l'abondance de taxons bénéfiques de manière corrélée. En raison du manque d’études omiques intégratives sur les populations qui font de l’exercice et qui sont en surpoids, nous avons étudié les métabolomes et le microbiote intestinal associés à l’exercice programmé chez les personnes obèses. Nous avons mesuré les métabolites sériques et fécaux de 17 femmes adultes en surpoids au cours d'un programme d'exercices d'endurance de 6 semaines. De plus, nous avons intégré les métabolites sensibles à l'exercice avec des variations du microbiome intestinal et des paramètres cardiorespiratoires. Nous avons trouvé une corrélation claire avec plusieurs métabolites sériques et fécaux et voies métaboliques pendant la période d'exercice par rapport à la période de contrôle, indiquant une augmentation de l'oxydation des lipides et du stress oxydatif. En particulier, l'exercice a provoqué une augmentation concomitante des taux de fractions sériques de lyso-phosphatidylcholine et de glycérophosphocholine fécale. Cette signature était associée à plusieurs voies du métagénome microbien et à l'abondance d'Akkermansia. L’étude démontre qu’en l’absence de changements dans la composition corporelle, l’exercice aérobique peut induire des changements métaboliques qui fournissent des substrats au microbiote intestinal bénéfique chez les personnes en surpoids.

L’activité physique sous ses différentes formes est essentielle à la gestion du poids. L'exercice habituel peut améliorer la santé globale et atténuer les marqueurs de risque liés à l'obésité tels que la résistance à l'insuline, l'inflammation et la dyslipidémie1. Même en l’absence de perte de poids correspondante, l’activité physique peut réduire le risque de maladie et améliorer la condition physique globale2. Les modifications de l’équilibre énergétique et du métabolisme systémique qui surviennent en réponse à un exercice aigu sont bien caractérisées et documentées3, 4. Cependant, dans le cadre de la santé publique et de la médecine du sport, l’activité physique à long terme et un mode de vie actif présentent souvent un grand intérêt. leurs effets sur le bien-être et les facteurs de risque doivent être clarifiés davantage1, 5. Des contextes expérimentaux bien menés peuvent élucider les mécanismes physiologiques à l’origine des bienfaits pour la santé induits par l’exercice, mais des études supplémentaires sont nécessaires6.

Un exercice intense n’affecte pas seulement le métabolisme systémique, mais peut également induire des changements transitoires dans la composition et le métabolisme du microbiome intestinal7. Plus important encore, l’augmentation de l’activité physique habituelle peut se traduire par une diversité microbienne accrue et par l’exploitation de taxons bénéfiques pour la santé. Par conséquent, une meilleure forme cardiorespiratoire est souvent associée à une plus grande diversité microbienne et à l’abondance de certains taxons microbiens sensibles à l’exercice8,9,10. Le microbiome intestinal contribue à la santé et aux maladies en produisant des composés bioactifs tels que des acides gras à chaîne courte, de l'oxyde de triméthylamine et des dérivés d'acides aminés11. Ces microbes utilisent également de nombreux composés endogènes tels que les acides biliaires, les acides aminés et le lactate11. Des études récentes chez la souris ont également indiqué des voies spécifiques par lesquelles les métabolites dérivés du microbiome affectent la motivation à faire de l'exercice12.

La métabolomique non ciblée, parfois également appelée métabolomique globale13 ou empreintes métaboliques14, vise à caractériser de grandes proportions de composés de faible poids moléculaire, ou métabolites, dans une matrice d'échantillon, sans hypothèse. Comme en témoigne le nombre croissant d’études et de nouvelles initiatives scientifiques13, 15, 16, cette approche constitue une méthode puissante pour explorer les effets de l’activité physique dans un système biologique. Le métabolome d'une matrice biologique donnée est la fonction de ses gènes, de ses transcrits, de ses protéines et de ses perturbations externes ; cependant, l’impact du microbiome est souvent négligé dans les études métabolomique. Cela est particulièrement vrai pour le métabolome fécal, qui représente fidèlement les fonctions de notre microbiome intestinal17. Les études utilisant des méthodes métabolomiques à couverture élevée et à haute sensibilité en science de l’exercice sont plutôt rares13, 15, 16 et, à notre connaissance, il n’existe aucune étude expérimentale multi-omique sur des individus en surpoids.

 0.2 or VIP-value > 1.0. The cross-validation presented values of R2 = 0.975 and Q2 = 0.637, and the robustness of this model was measured by 100 permutations tests with p < 0.01. Within metabolic pathways, assessed using the enrichment analysis in Metaboanalyst, caffeine metabolism, lysine degradation, glycolysis, pyruvate metabolism, and propanoate metabolism were significantly enriched, but only caffeine metabolism remained statistically significant after multiple tests correction (Fig. 2b). The disease signatures were also assessed using the enrichment analysis. Interestingly, metabolites affected by exercise were enriched due to alterations in lactate, alanine and purines, and the signature for asthma was found enriched due to alterations in coffee-derived xanthines. However, the disease signatures were not significant after correction for multiple testing (Supplementary Fig. S4)./p> 0.2 or VIP-values > 1.0, and the model was reassessed using only these metabolites. The cross-validation for the reduced model presented values of R2 = 0.918 and Q2 = 0.497, and the robustness of this model was measured by 100 permutations tests with p < 0.01. The most enriched pathways in the fecal metabolomes were glycerophospholipid, ether lipid, and taurine metabolic pathways (Fig. 3b). No pathways remained significant after correction for multiple tests. In disease signatures, no significant enrichments were found (Supplementary Fig. S4)./p> 27.5 kg/m2. Exclusion criteria were antibiotic treatment within 2 months, major inflammatory gastrointestinal disorders, major eating disorders, diagnosed type 1 or 2 diabetes mellitus, cardiovascular diseases other than hypertension, hypothyroidism or other endocrine disease that may affect training or the study outcomes, and musculoskeletal diseases that could preclude the ability to perform training and testing. Twenty female participants were initially enrolled into the study with 17 completing the exercise program and sampling (Table 3). The study was conducted in accordance with the Helsinki Declaration and approved by the ethical committee of the Central Finland Health Care district (KSSHP) (KSSHP document number 2U/2015). A written informed consent was obtained from all study participants before the study./p>