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유산소 운동 훈련과 장내 미생물

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유산소 운동 훈련과 장내 미생물

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11228(2023) 이 기사 인용 3330 액세스 1 인용 인용 10 Altmetric Metrics 세부 정보 신체 활동은 체중 관리에 필수적입니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11228(2023) 이 기사 인용

3330 액세스

1 인용

10 알트메트릭

측정항목 세부정보

신체 활동은 체중 관리에 필수적이며 전반적인 건강을 개선하고 비만 관련 위험 지표를 완화합니다. 전신 대사의 변화를 유도하는 것 외에도, 습관적인 운동은 장내 미생물 다양성을 향상시키고 상관관계가 있는 방식으로 유익한 분류군의 풍부함을 증가시킬 수 있습니다. 운동 및 과체중 인구에 대한 통합적인 오믹스 연구가 부족하기 때문에 우리는 비만인 개인의 프로그램된 운동과 관련된 대사체 및 장내 미생물을 연구했습니다. 우리는 6주간의 지구력 운동 프로그램 동안 과체중인 성인 여성 17명의 혈청과 대변 대사산물을 측정했습니다. 또한, 우리는 장내 미생물 및 심폐 매개 변수의 변화와 함께 운동 반응 대사 산물을 통합했습니다. 우리는 대조 기간과 비교하여 운동 기간 동안 여러 혈청 및 대변 대사 산물 및 대사 경로와의 명확한 상관 관계를 발견했으며 이는 지질 산화 및 산화 스트레스가 증가했음을 나타냅니다. 특히, 운동은 혈청 리소-포스파티딜콜린 부분과 대변의 글리세로포스포콜린 수준을 동시에 증가시켰습니다. 이 특징은 여러 미생물 메타게놈 경로 및 풍부한 Akkermansia와 관련이 있습니다. 이 연구는 체성분 변화가 없는 경우 유산소 운동이 과체중 개인의 유익한 장내 미생물에 대한 기질을 제공하는 대사 변화를 유도할 수 있음을 보여줍니다.

다양한 형태의 신체 활동은 체중 관리에 필수적입니다. 습관적인 운동은 전반적인 건강을 개선하고 인슐린 저항성, 염증, 이상지질혈증과 같은 비만 관련 위험 지표를 완화할 수 있습니다1. 상응하는 체중 감소가 없더라도 신체 활동은 질병 위험을 낮추고 전반적인 체력을 향상시킬 수 있습니다2. 급성 운동에 반응하여 발생하는 에너지 균형 및 전신 대사의 변화는 잘 특성화되어 문서화되어 있습니다3, 4. 그러나 공중 보건 및 스포츠 의학의 범위 내에서는 장기적인 신체 활동과 활동적인 생활 방식이 큰 관심을 끄는 경우가 많습니다. 웰빙과 위험 요인에 미치는 영향은 더 명확해야 합니다1, 5. 잘 수행된 실험 설정을 통해 운동으로 인한 건강상의 이점 뒤에 있는 생리학적 메커니즘을 밝힐 수 있지만 더 많은 연구가 필요합니다6.

급격한 운동은 전신 대사에 영향을 미칠 뿐만 아니라 장내 미생물군집의 구성과 대사에 일시적인 변화를 유발할 수도 있습니다7. 더 중요한 것은 습관적인 신체 활동의 증가가 미생물 다양성의 향상으로 이어질 수 있으며 건강에 유익한 분류군을 활용할 수 있다는 것입니다. 결과적으로, 더 나은 심폐 건강은 종종 더 높은 미생물 다양성 및 특정 운동 반응 미생물 분류군의 풍부함과 관련이 있습니다8,9,10. 장내 미생물은 단쇄지방산, 트리메틸아민옥사이드, 아미노산 유도체와 같은 생리활성 화합물을 생성하여 건강과 질병에 기여합니다11. 이 미생물은 또한 담즙산, 아미노산, 젖산염과 같은 많은 내인성 화합물을 활용합니다11. 쥐를 대상으로 한 최근 연구에서는 미생물군집 유래 대사산물이 운동 동기에 영향을 미치는 특정 경로도 나타났습니다12.

때로는 전체 대사체학13 또는 대사 지문14이라고도 하는 비표적 대사체학은 가설 없는 방식으로 시료 매트릭스에서 많은 비율의 저분자량 화합물 또는 대사산물을 특성화하는 것을 목표로 합니다. 증가하는 연구 수와 새로운 과학적 이니셔티브13, 15, 16에서 알 수 있듯이 이 접근 방식은 생물학적 시스템에서 신체 활동의 효과를 탐색하는 강력한 방법입니다. 주어진 생물학적 기질의 대사체는 유전자, 전사체, 단백질 및 외부 교란의 기능입니다. 그러나 대사체학 연구에서는 미생물군집의 영향이 간과되는 경우가 많습니다. 이는 장내 미생물군집의 기능을 밀접하게 묘사하는 대변 대사체의 경우 특히 그렇습니다. 운동 과학에서 적용 범위가 넓고 민감도가 높은 대사체학 방법을 사용한 연구는 다소 드물며13, 15, 16, 우리가 아는 바로는 과체중 개인에 대한 실험적인 다중 오믹 연구는 없습니다.

 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>