| Summary: | Lappalainen, R. 2025. Associations of gut microbiota composition and body composition on competitive fitness- and body building athletes. Faculty of Sport and Health Sciences, Uni-versity of Jyväskylä, Master’s thesis, 74 pp..
Gut microbiota affects human health in many different ways. Different lifestyles and behav-iors both influence gut microbiota composition. External factors known to influence gut mi-crobiota composition are dietary factors and physical activity or exercise. Current literature focuses mainly on the aged and overweight or obese people, but there are some studies con-cerning athletes as well. The purpose of this study was to examine whether body composition is associated with gut microbiota composition or different bacterial genera in fitness and bodybuilding athletes. The differences in associations between male and female were also under investigation.
This cross-sectional study was conducted as part of a bigger project named “Effects of com-petitive fitness and body building on body composition, neuromuscular performance and physiological and psychological factors”. The original study was implemented and data col-lected in 2019. This study had 21 subjects. The subjects were 28±4 years old and 57 % of them were male. Body composition was measured with DXA. Among the measured body composition variables, total fat mass, android and gynoid fat mass, percentage of body fat and lean mass were included in the analyses. The composition of gut microbiota was meas-ured from each fecal sample by 16S rRNA sequencing on V3 and V4 regions of microbial genes.
This study showed only one significant association between body composition parameters and microbial diversity. Significant correlation was found between Bray-Curtis index and some body fat mass parameters in the whole group and in male subgroup. Associations be-tween body composition variables were found in 37 bacterial genera total from 168 analysed genera. Among the whole group there were 22 associated genera, whereas the number was 16 in male subgroup and 9 in female subgroup. About half of the associated genera were corre-lated with more than one body composition variable simultaneously. Bacterial genera were associated with body composition variables differently between females and males. Linear regression analyses showed significant correlations between Bifidobacterium (R2 = 0,213, p = 0,035) and Lachnospiraceae NC2004 (R2 = 0,345, p = 0,005) genera and fat free mass in the whole group. Similarly, Family XIII AD3011 group was significantly associated with both fat mass (R2 = 0,267, p = 0,017) and android fat mass (R2 = 0,201, p = 0,041) in the whole group.
According to these results it seems that highly fit athletes share a similar gut microbiota composition. The differences in bacterial genera between genders were also detected in this study. Even though numerous associations between bacterial genera and body composition parameters were found in this study, as well as three genera significantly predicting the body composition parameters, these results do not give any evidence about the causality between those variables.
Key words: bacterial genera, body fat distribution, diversity, lean mass, percentage of body fat, strength training
Lappalainen, R. 2025. Suolistomikrobiston ja kehonkoostumuksen yhteydet fitness- ja ke-honrakennuslajien kilpailijoilla. Liikuntatieteellinen tiedekunta, Jyväskylän yliopisto, liikun-tafysiologian pro gradu -tutkielma, 74 s.
Suoliston mikrobisto vaikuttaa ihmisen terveyteen monin tavoin. Ihmiset voivat omien elin-tapojensa avulla vaikuttaa siihen, millaiseksi suoliston mikrobisto muovautuu. Suolistomik-robiston koostumukseen vaikuttavia ympäristötekijöitä ovat esimerkiksi ruokavalio ja fyysi-sen aktiivisuuden tai liikunnan määrä. Tämänhetkinen tutkimuskirjallisuus keskittyy pääasi-assa ylipainoisiin ja ikääntyneisiin, mutta myös urheilijoita on tutkittu jonkin verran. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää, onko fitness- ja kehonrakennuslajien kilpailijoiden kehon-koostumuksella yhteyttä suolistomikrobiston diversiteettiin tai suolistossa esiintyviin baktee-risukuihin. Lisäksi haluttiin selvittää, ilmenevätkö nämä yhteydet eri tavoin naisilla ja mie-hillä.
Tämä tutkimus toteutettiin poikkileikkausasetelmalla osana ”Fitness- ja kehonrakennuslajien kilpailemisen vaikutus kehon koostumukseen, hermolihasjärjestelmän suorituskykyyn sekä fysiologisiin ja psyykkisiin tekijöihin” -tutkimusprojektia. Tutkimuksen aineisto kerättiin vuonna 2019. Työssä tarkasteltiin 21:tä fitness- ja kehonrakennuslajien kilpailijaa. Tutkitta-vat olivat iältään 28±4-vuotiaita, ja heistä 57 % oli miehiä. Tutkittavien kehonkoostumus mitattiin DXA-laitteella. Kehonkoostumusparametreista tarkasteltiin kokonaisrasvamassan sekä androidisen ja gynoidisen rasvamassan määrää, rasvaprosenttia ja rasvattoman massan määrää. Tutkittavien suolistomikrobiston koostumus mitattiin sekvensoimalla ulostenäyttei-den mikrobien 16S rRNA-geenien V3- ja V4-alueet.
Tulosten mukaan kehonkoostumus ei ollut yhteydessä suolistomikrobiston diversiteettiin. Yksittäinen yhteys Bray-Curtis-indeksin ja kehon rasvan määrää kuvaavien parametrien vä-lillä kuitenkin havaittiin koko ryhmällä ja miesten osaryhmällä. Kehonkoostumusparamet-reihin yhteydessä olevia bakteerisukuja löydettiin yhteensä analysoitujen 168 suvun joukosta yhteensä 37:n osalta. Koko ryhmän osalta yhteydessä olevien bakteerisukujen määrä oli 22, miesten osalta 16 ja naisten osalta 9. Noin puolet bakteerisuvuista oli yhteydessä useampaan kehonkoostumusparametriin samanaikaisesti. Naisilla ja miehillä kehonkoostumusparamet-reihin yhteydessä olivat keskenään pääsääntöisesti eri bakteerisuvut. Jatkoanalyyseissa ha-vaittiin, että Bifidobacterium- (R2 = 0,213, p = 0,035) ja Lachnospiraceae NC2004-suvut (R2 = 0,345, p = 0,005) kykenivät selittämään rasvattoman massan määrän vaihtelua koko ryh-män tasolla. Vastaavasti Family XIII AD3011 group-suvun osalta havaittiin merkitsevä seli-tysvoima sekä rasvamassan (R2 = 0,267, p = 0,017) että androidisen rasvamassan (R2 = 0,201, p = 0,041) määrän osalta koko ryhmän tasolla.
Tämän tutkielman tulosten perusteella näyttää siltä, että hyväkuntoisilla urheilijoilla olisi keskenään hyvin samankaltainen suoliston mikrobikoostumus. Tutkimuskirjallisuudessa ha-vaitut sukupuolten väliset erot suolistomikrobiston koostumuksessa havaittiin myös tässä tutkimuksessa. Vaikka tässä työssä havaittiin lukuisien erilaisten yhteyksien lisäksi kolme kehonkoostumusta merkitsevästi selittävää bakteerisukua, ei tämän työn perusteella voida ottaa kantaa näiden bakteerisukujen ja kehonkoostumuksen väliseen kausaliteettiin.
Asiasanat: bakteerisuku, diversiteetti, rasvamassan jakauma, rasvaprosentti, rasvaton massa, voimaharjoittelu
|
|---|