چرا ورزش برای باکتری‌های روده مفید است؟

روده‌های ما سرشار از حیات است. حدود ۱۰۰ تریلیون باکتری، ویروس، قارچ و موجودات تک‌سلولی دیگر مانند آرکئاها و پروتوزوئاها برای فضا و غذا درون دستگاه گوارشی ما در رقابت هستند. نقش‌های آن‌ها از کمک به تخمیر فیبر غذایی موجود در وعده‌های غذایی تا سنتز ویتامین‌ها و تنظیم متابولیسم چربی متفاوت است. آن‌ها همچنین به محافظت از ما دربرابر مهاجمان ناخوشایند، کمک می‌کنند، با سیستم ایمنی ما در تعامل هستند و بر شدت التهاب در روده و بخش‌های دیگر بدن ما تأثیر می‌گذارند.

تنوع پایین‌تری از این موجودات ساکن در روده در بیماران مبتلا به چاقی، بیماری‌های قلبی‌متابولیکی و همچنین بیماری‌های خودایمنی مشاهده شده است. برخی بیماری‌ها با تعداد بسیار زیاد یا کم گونه‌های خاص باکتری در روده ما همراه هستند.

سطوح پایین‌تر از حد طبیعی یکی از فراوان‌ترین باکتری‌های روده انسان‌های بالغ سالم یعنی نوعی باکتری میله‌ای شکل به نام Faecalibacterium prausnitzii، با بیماری‌های التهابی در ارتباط بوده است.

عوامل متعددی (ازجمله ژن‌های ما، نوع داروهایی که مصرف می‌کنیم، استرسی که متحمل می‌شویم، سیگار کشیدن و غذایی که می‌خوریم) همگی می‌توانند با همکاری هم تعادل میکروارگانیسم‌ها را در روده ما تغییر دهند.

اما درست همان‌طور که انتخاب‌های ساده سبک زندگی می‌توانند میکروب‌های روده ما را تغییر دهند، ما نیز می‌توانیم انتخاب‌هایی داشته باشیم که به آن‌ها کمک کند تا به شیوه‌ای سالم‌تر شکوفا شوند. داشتن رژیم غذایی متنوع که شامل بیش از ۳۰ غذای گیاهی مختلف در هفته است، می‌تواند مفید باشد. خواب شبانه خوب و سطوح پایین استرس نیز سودمند است. عجیب اینکه گذراندن زمان در طبیعت نیز ممکن است تأثیر مثبتی داشته باشد. اگرچه، شاید موضوع تعجب‌آورتر این باشد که ورزش نیز می‌تواند بر باکتری‌های روده تأثیر بگذارد.

درحالی‌که همه می‌دانیم ورزش چقدر برای سلامت جسمی و روانی ما مفید است، آیا دویدن می‌تواند کمک کند تا میکروب‌های روده‌ی ما در وضعیت سالم بمانند؟

جفری وودز، استاد حرکت‌شناسی و سلامت جامعه در دانشگاه ایلینوی در اربانا شمپین که اثرات ورزش بر بدن انسان را مطالعه می‌کند، می‌گوید: «به‌نظر می‌رسد ورزش با افزایش جوامع باکتریایی که اسیدهای چرب کوتاه زنجیر (SCFAs) را تولید می‌کنند، بر میکروب‌های روده اثر داشته باشد.» جیکوب آلن، استادیار فیزیولوژی ورزش در دانشگاه ایلینوی که در کنار وودز کار می‌کند، می‌افزاید: «اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر نوعی از اسیدهای چرب هستند که عمدتاً توسط میکروب‌ها تولید می‌شوند و متابولیسم، ایمنی و دیگر فرایندهای فیزیولوژیکی ما را تعدیل می‌کنند.»

تعادل باکتری‌هایی که در روده ما زندگی می‌کنند، می‌تواند ازطریق التهاب، بیماری روده و سیستم ایمنی تأثیر قابل‌توجهی بر سلامتی ما داشته باشد.

در طول ۱۰ سال گذشته، پژوهش‌هایی که روی حیوانات و انسان‌ها انجام شده است، به آشکار کردن این مسئله کمک کرده است که ارتباط بین ورزش و تغییر در جامعه میکروبی روده چقدر قوی است. این مطالعات بینش‌هایی در این زمینه فراهم کرده است که این تغییر چگونه می‌تواند برای ما مفید باشد.

برخی از اولین سرنخ‌ها را می‌توان در مطالعاتی یافت که روی حیوانات انجام شده است. برای مثال، فراوانی باکتری Turicibacter در موش‌هایی که اجازه داشتند هر زمان تمایل داشتند روی چرخ بدوند، پایین‌تر بود. وودز و آلن که سرپرستی مطالعه را برعهده داشتند، می‌گویند وجود این باکتری با افزایش خطر ابتلا به بیماری روده مرتبط است. موش‌هایی که کم‌تحرک بودند یا برای تشویق برای دویدن اندکی تحریک می‌شدند، تعداد بسیار بیشتری از این باکتری‌ها را داشتند (تصور می‌شود اجبار موش‌ها به دویدن موجب استرس مزمن در این حیوانات می‌شود و ممکن است مزیت‌های ورزش را خنثی کند).

به‌نظر می‌رسد میکروب‌های روده در موش‌های صحرایی نیز از دویدن داوطلبانه روی چرخ سود می‌برند. پژوهشگران دریافته‌اند که ورزش منجر به سطوح بالاتر اسید چرب کوتاه‌زنجیری به نام بوتیرات می‌شود که توسط باکتری‌های روده طی تخمیر فیبر تولید می‌شود و مزیت‌های سلامتی مختلفی دارد.

بوتیرات نقش‌های مختلفی را در بدن ایفا می‌کند. این ترکیب سوخت اصلی سلول‌های روده ما است، به کنترل عملکرد سد روده کمک می‌کند و التهاب و سلول‌های ایمنی درون روده را تنظیم می‌کند. میکروب فکالی‌باکتریوم ﭘﺮاﺳﻨﯿﺘﺰی در روده یکی از باکتری‌های اصلی مسئول تولید بوتیرات است. باکتری‌های تولیدکننده بوتیرات با اثرات مفیدی روی متابولیسم در انسان و موش در ارتباط بوده‌اند.

کاهش تعداد باکتری‌های فکالی‌باکتریوم ﭘﺮاﺳﻨﯿﺘﺰی با بیماری‌های التهابی روده مرتبط بوده است. وجود این باکتری برای فعالیت‌های ضدالتهابی موردنیاز است. تعدادی از مطالعات اخیر نشان داده‌اند که ورزش می‌تواند فراوانی این باکتری را در روده موش‌ها افزایش دهد.

در سال ۲۰۱۸، پژوهشگران آمریکایی دریافتند که اگر میکروب‌های روده موش‌های تحت ورزش را به روده موش‌های عاری از میکروب پیوند بزنند، مقدار التهاب در روده موش‌هایی که میکروب‌ها را دریافت می‌کنند، کم می‌شود. اما درحالی‌که این مطالعات حیوانی سرنخ‌هایی درمورد این موضوع ارائه می‌دهد که ورزش چگونه تعادل میکروب‌ها را درجهت بهترشدن تغییر می‌دهد، ما موش نیستیم. بنابراین، مطالعات انسانی چه می‌گویند؟

مطالعات انسانی فراوانی وجود دارند که نشان می‌دهند ورزش‌های متوسط تا شدید مانند دویدن، دوچرخه‌سواری و تمرین‌های مقاومتی ممکن است تنوع باکتری‌های روده را افزایش دهند.

ورزشکاران معمولاً درمقایسه‌با افراد کم‌تحرک از تنوع میکروبی روده بالاتری برخوردار هستند، اگرچه بخشی از این موضوع می‌تواند به دلیل رژیم‌های غذایی ویژه‌ای باشد که ورزشکاران آن را دنبال می‌کنند.

اما تعدادی از مطالعات نشان داده‌اند که ترکیب ورزش و رژیم غذایی می‌تواند فراوانی فکالی باکتریوم ﭘﺮاﺳﻨﯿﺘﺰی را افزایش و تولید بوتیرات را در زنان فعال اغلب ازطریق بهبود عملکرد روده افزایش دهد. وودز می‌گوید: «برخی از مطالعات نشان داده‌اند که ورزش باعث افزایش تعداد فکالی‌باکتریوم می‌شود. به‌نظر می‌رسد افراد با سطوح پایین از این نوع باکتری بیشتر درمعرض خطر ابتلا به بیماری التهابی روده، چاقی و افسردگی قرار داشته باشند.»

مطالعات وودز و آلن نشان داده‌اند که ۳۰ تا ۶۰ دقیقه دویدن می‌تواند روی فراوانی باکتری‌های تولیدکننده بوتیرات مانند فکالی‌باکتریوم در روده تأثیر بگذارد.

وودز و همکارانش در مطالعه‌ای که شامل ۲۰ زن و ۱۲ مرد با شاخص‌های توده بدنی مختلف (BMI) بود، بررسی کردند که آیا انجام تمرین‌های هوازی به مدت شش هفته می‌تواند میکروب‌های روده را در انسان‌های بالغی که قبلا کم‌تحرک بودند، تغییر دهد. آن‌ها از شرکت‌کنندگان خواستند که هر هفته، سه جلسه ورزش هوازی با شدت متوسط تا شدید را به مدت ۳۰ تا ۶۰ دقیقه انجام دهند. نمونه‌های مدفوع و خون در طول مطالعه جمع‌آوری شد و رژیم غذایی نیز کنترل شد تا اطمینان حاصل شود که رژیم غذایی شرکت‌کننده پیش از هر نمونه‌گیری ثابت است تا تغییرات ناشی از رژیم غذایی بر میکروب‌های روده محدود شود.

دویدن روی تردمیل به‌مدت ۳۰ تا ۶۰ دقیقه، سه بار در هفته، باعث افزایش باکتری‌های تولیدکننده بوتیرات در روده می‌شود.

یافته‌های پژوهشگران نشان داد فراوانی باکتری‌های تولیدکننده بوتیرات بدون توجه به شاخص توده بدنی، با تمرینات ورزشی افزایش پیدا کرد. همراه با تغییر در جامعه میکروبی، مقدار اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیری مانند بوتیرات در نمونه‌های مدفوع شرکت‌کنندگان لاغر افزایش پیدا کرد. جالب اینکه، وقتی افراد شرکت‌کننده در مطالعه طی شش هفته بعد به سبک زندگی بی‌تحرک خود بازگشتند، میکروب‌های روده آن‌ها به وضعیت اولیه بازگشت. این موضوع نشان می‌دهد درحالی‌که ورزش می‌تواند سلامتی جامعه میکروبی روده را بهبود بخشد، این تغییرات گذرا و بازگشت‌پذیر هستند.

مطالعه کوچک دیگری که سال ۲۰۱۹ توسط تیمی به سرپرستی جارنا هانوکاینن، استاد گروه پزشکی بالینی دانشگاه تورکو در فنلاند انجام شد، تغییرات خاص‌تری در میکروارگانیسم‌های روده ۱۸ شرکت‌کننده بی‌تحرکی نشان داد که به دیابت نوع دو یا پیش‌دیابت مبتلا بودند.

شرکت‌کنندگان در طول یک دوره دو هفته‌ای و سه بار در هفته تمرین‌های بدنی تناوبی تنشی (دوره‌های ۳۰ ثانیه‌ای دوچرخه‌سواری با چهار دقیقه ریکاوری بین دورهای چهارم، پنجم و ششم) یا تمرین پیوسته متوسط (۴۰ تا ۶۰ دقیقه دوچرخه‌سواری) را انجام دادند.

پژوهشگران متوجه شدند که هر دو نوع تمرین باعث افزایش باکتروئیدها می‌شوند. باکتروئیدها گروه مهمی از باکتری‌های روده هستند که در تجزیه قندها و پروتئین‌ها نقش دارند و موجب می‌شوند سیستم ایمنی مولکول‌های ضدالتهابی را درون روده تولید کند. کاهش سطح این باکتری‌ها با چاقی و سندرم روده تحریک‌پذیر در ارتباط بوده‌ است.

این تمرین همچنین سطوح باکتری‌های کلوستریدیوم و بلوتیا را کاهش داد که تصور می‌شود موجب افزایش فعالیت بخش‌هایی از سیستم ایمنی می‌شود و التهاب را افزایش می‌دهد. درواقع، هانوکاینن و تیم او سطوح پایین‌تری از مولکول‌هایی را مشاهده کردند که نشان‌دهنده التهاب در خون و روده شرکت‌کنندگانی بود که ورزش کرده بودند.

به‌ویژه، سطوح پایین‌تری از نشانگرهای التهابی وجود داشت که به لیپوپلی‌ساکاریدها (ترکیبات موجود در دیواره سلولی باکتری‌های روده) متصل می‌شوند. مشخص شده است که این ترکیبات موجب التهاب خفیف در سراسر بدن می‌شوند و همچنین در مقاومت به انسولین و ابتلا به آرتریواسکلروز نقش دارند.

هانوکاینن و همکارانش می‌گویند کار آن‌ها همچنین نشان داده است که ورزش باکتری‌های مرتبط با چاقی را کاهش می‌دهد. وودز می‌گوید، اما هنوز دقیقاً مشخص نیست که ورزش چگونه موجب تغییر در جامعه میکروارگانیسم‌های ساکن در روده ما می‌شود، اگرچه چندین تئوری وجود دارد. او می‌گوید: «لاکتات هنگام ورزش تولید می‌شود و می‌تواند به‌عنوان سوختی برای برخی از گونه‌های باکتری عمل کند.» او توضیح می‌دهد، مکانیسم احتمالی دیگر می‌تواند ازطریق تغییرات ناشی از ورزش در سیستم ایمنی خصوصاً سیستم ایمنی روده باشد، چراکه میکروب‌های روده در تماس مستقیم با سلول‌های ایمنی روده قرار دارند.

ورزش همچنین موجب تغییر جریان خون روده می‌شود که می‌تواند بر سلول‌های دیواره روده تأثیر بگذارد و موجب تغییرات میکروبی شود. اما به‌گفته‌ی وودز، هیچ‌یک از این مکانیسم‌های احتمالی به‌طور قطعی آزمایش نشده‌اند.

برخی از ورزشکاران نخبه اغلب به دلیل تمرینات شدیدی که انجام می‌دهند، دچار استرس ناشی از ورزش می‌شوند. طبق برخی از برآوردها، حدود ۲۰ تا ۶۰ درصد از ورزشکاران به دلیل تمرین بیش‌ازحد و ریکاوری ناکافی دچار استرس می‌شوند.

اما باکتری‌های موجود در روده ما می‌توانند به کنترل ترشح هورمون‌ها براثر استرس ناشی از ورزش کمک کنند و همچنین به آزادکردن موکول‌هایی که خلق‌و‌خو را بهبود می‌بخشند، کمک کنند. آن‌ها همچنین می‌توانند به ورزشکارانی که دچار مشکلات روده هستند، کمک کنند. اگرچه به پژوهش‌های بیشتری در این زمینه نیاز است.

هنوز نادانسته‌های زیادی دراین‌باره وجود دارد که چگونه فعالیت بدنی بر موجوداتی که درون روده‌های ما زندگی می‌کنند، تأثیر می‌گذارد؛ مانند اینکه چگونه انواع مختلف ورزش و مدت آن ممکن است جامعه میکروبی را تغییر دهد. این موضوع همچنین بسته به میکروب‌های موجود روده و نیز شاخص توده بدنی و سایر عوامل سبک زندگی مانند رژیم غذایی، سطح استرس و خواب در هر فرد متفاوت است.

همان‌طور که دانشمندان به کشف رازهای بیشتری از دستگاه گوارش ما ادامه می‌دهند، ممکن است راه‌های جدیدی برای بهبود سلامت خود ازطریق جوامع متنوع و پرتکاپوی موجوداتی که ما را خانه خود می‌خوانند، پیدا کنیم.