Vliv střevního mikrobiomu na kognitivní funkce a dlouhověkost
Nová zjištění v oblasti zdravotnictví a dlouhověkosti naznačují, že část přínosů plynoucích z fyzické aktivity a dobré kondice souvisí s jejím vlivem na složení a aktivitu střevního mikrobiomu. Výzkumy například poskytují důkazy, že cvičení může snižovat produkci zánětlivého mikrobiálního metabolitu, trimethylamin N-oxidu (TMAO). Je rovněž známo, že složení střevního mikrobiomu se mění s věkem, což může vést ke zvýšené produkci zánětlivých metabolitů.
Tyto věkem podmíněné změny jsou v současnosti předmětem výzkumu potenciálních korektivních přístupů, jako je například fekální mikrobiální transplantace (fecal microbiota transplantation), imunizace proti flagelinu (flagellin immunization) nebo vývoj pokročilejších probiotických kombinací mikroorganismů. Studie na zvířecích modelech, například na afrických killifish, dříve naznačily, že významná zlepšení zdraví ve stáří lze dosáhnout omlazením střevního mikrobiomu.
Funkce osy střevo-mozek a role TMAO
Metabolity produkované střevní mikrobiotou hrají roli v kognitivním poklesu souvisejícím s věkem, a to prostřednictvím osy střevo-mozek (gut-brain axis). V rámci této osy trimethylamin N-oxid (TMAO) proniká střevní epiteliální bariérou a vstupuje do systémového oběhu, kde spouští zánět v centrálním nervovém systému. Tento proces může ve výsledku vést ke kognitivnímu poklesu. Dosud však nebylo plně objasněno, zda specifický mechanismus, kterým cvičení oddaluje kognitivní pokles související s věkem, souvisí s regulací TMAO a inhibicí neurozánětu.
Studie zkoumající mechanismy působení cvičení
Pro objasnění těchto mechanismů byl vytvořen zvířecí model stárnutí za použití potkanů Sprague Dawley, kterým byla intraperitoneální injekcí podána D-galaktóza. Současně byly prováděny intervence zahrnující cvičení a podávání TMAO. Účinky cvičení na kognitivní funkce byly hodnoceny pomocí testu rozpoznávání nových objektů (new object recognition (NOR) test), Morrisova vodního bludiště (Morris water maze (MWM) test) a radiálního bludiště (radial arm maze (RAM) test). Kromě toho byly měřeny úrovně exprese TMAO a proteinů spojených s NLRP3 inflamozomem u stárnoucích potkanů.
Výsledky studie ukázaly, že cvičení účinně oddálilo kognitivní dysfunkci indukovanou D-galaktózou u stárnoucích potkanů. Konkrétně bylo zjištěno 22,6% zvýšení diskriminačního indexu v NOR testu, 11,2% prodloužení času stráveného v cílovém kvadrantu a 50% zlepšení počtu překročení plošiny v MWM testu, a také 41,8% zlepšení pracovní paměti v RAM testu. Tento neuroprotektivní účinek je podle zjištění pravděpodobně zprostředkován inhibicí střevního metabolitu TMAO, přičemž hladiny TMAO v plazmě byly sníženy o 40,3 %. Dále se uvažuje o modulaci zánětlivé dráhy TXNIP-NLRP3-Caspase-1-GSDMD.
Tato zjištění představují důležitý příspěvek k pochopení komplexních vazeb mezi fyzickou aktivitou, střevním mikrobiomem a kognitivním zdravím v kontextu stárnutí.
Link k původní studii: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36354-z