Role střevního mikrobiomu v procesu stárnutí
Rovnováha mikrobiálních populací, které tvoří střevní mikrobiom, se s postupujícím věkem mění, a to obvykle negativním směrem. Populace mikroorganismů, které mohou vyvolávat zánět, se typicky zvětšují na úkor těch, které produkují prospěšné metabolity. Informace o rozsahu, jakým střevní mikrobiom přispívá k degenerativnímu stárnutí, přinesly mimo jiné studie transplantace fekální mikroflóry (fecal microbiota transplantation, FMT). Tyto studie, prováděné například na rybách killifish a myších, ukázaly, že starší příjemci s mikrobiomem od mladých dárců vykazují zlepšený zdravotní stav a delší dobu přežití.
Vliv fyzické aktivity na střevní mikrobiom
Dlouhodobé programy fyzického cvičení jsou známy svým pozitivním vlivem na složení střevního mikrobiomu. Podílejí se na zmírňování některých změn, které typicky nastávají s věkem. Jako jeden z mechanismů se předpokládá zlepšená imunitní funkce, která umožňuje efektivnější eliminaci nežádoucích, prozánětlivých mikrobů. Předpokládá se, že část známého snížení rizika nemocí souvisejících s věkem a celkové úmrtnosti, které je spojeno s pravidelnou fyzickou aktivitou, může být důsledkem právě zlepšeného střevního mikrobiomu. Přesná velikost tohoto podílu je předmětem dalšího výzkumu.
Nové poznatky o věkové závislosti účinků cvičení
V nedávno zveřejněné studii s otevřeným přístupem, nazvané „Age-dependent effects of exercise on gut microbiota-mitochondria axis and cognitive function in aging mice“, výzkumníci přinesli nová data z experimentu prováděného na stárnoucích myších. Cílem studie bylo získat poznatky o vztahu mezi fyzickou aktivitou, celkovým zdravím a složením střevního mikrobiomu. Jedním z klíčových zjištění je, že účinnost cvičení při ovlivňování střevního mikrobiomu se s přibývajícím věkem zvířat postupně snižuje.
Detaily výzkumu
Proces stárnutí je doprovázen progresivním zhoršováním mitochondriální bioenergetiky, regulace apoptózy a homeostázy střevního mikrobiomu. Tyto faktory společně přispívají ke kognitivnímu poklesu. V rámci uvedené studie vědci zkoumali, zda se účinky cvičení na běžeckém pásu na osu mikrobiom-mitochondrie-neurální plasticita liší mezi mladými (15 měsíců) a starými (28 měsíců) myšmi. Samci myší kmene C57BL/6 byli náhodně rozděleni do čtyř skupin: raně sedavá, raně cvičící, pozdě sedavá a pozdě cvičící. Všechny skupiny absolvovaly osm týdnů trvající protokol cvičení na běžeckém pásu.
Kognitivní funkce myší byly hodnoceny pomocí testu pasivního vyhýbání (passive avoidance test) a Morrisova vodního bludiště (Morris water maze test). V hippocampu byly kvantifikovány parametry jako mitochondriální respirace, kapacita retence Ca2+ a exprese proteinů Bax/Bcl-2. Složení střevního mikrobiomu bylo analyzováno metodou sekvenování 16S ribozomální RNA.
Výsledky experimentu naznačují, že myši, které ve vyšším věku necvičily, vykazovaly zhoršení paměti, sníženou mitochondriální oxidativní respiraci, redukovanou retenci Ca2+, zvýšenou expresi Bax a sníženou hladinu Bcl-2, což ukazuje na nerovnováhu v regulaci apoptózy. Rovněž u nich byla pozorována snížená abundance prospěšných bakteriálních rodů, jako jsou Lactobacillus, Bifidobacterium a Akkermansia. Naopak cvičení vedlo k signifikantnímu zlepšení behaviorálních výkonů, mitochondriálních funkcí a rovnováhy apoptózy. Zároveň bylo zaznamenáno zvýšení množství prospěšných střevních bakterií.
Hlavní poznatek studie se soustředí na zjištění, že rané stadium stárnutí představuje období, ve kterém je organismus vnímavější a cvičení je efektivnější v podpoře mitochondriální integrity, optimálního složení mikrobiomu a kognitivní odolnosti. Tyto výsledky naznačují, že zahájení fyzické aktivity v ranějších fázích procesu stárnutí může maximalizovat neuroprotektivní účinky a potenciálně oddálit funkční úpadek související s věkem.