Aktivní životní styl a mikrobiom

Cílená kombinace prospěšných bakterií Streptococcus thermophilus FP4 a Bifidobacterium breve BR03, mikronizovaných polyfenolů, vitaminu B1, B6, B7, B12 a hořčíku.

Kombinace probiotických bakterií Streptococcus thermophilus FP4 a Bifidobacterium breve BR03, mikronizovaných polyfenolů ze sladkého pomeranče, vitaminu B1, B6, B7, B12 a hořčíku byla vybrána na základě jejich vědecky prokázaných pozitivních účinků na výkonnost i zmírnění zánětlivých reakcí spojených s tréninkem a zvýšení celkové imunitní odpovědi aktivních lidí.

I. Klinická studie

• 4týdenní
• randomizovaná
• dvojitě zaslepená
• placebem kontrolovaná
• na souboru 39 zdravých trénovaných mužů

Studie je první přesvědčivou zprávou o tom, že suplementace mikronizovanými polyfenoly z citrusů může zlepšit výkon při cvičení, což dokazuje výrazné zvýšení výkonnosti během zátěžového testu.

Mikronizované polyfenoly pro sílu a energii

Doplňky stravy jsou běžně využívány sportovci pro zlepšení jejich fyzického výkonu (1). Suplementace vitaminy, antioxidanty, kreatinem, bílkovinami a sacharidy se záměrem zlepšit výkon a regeneraci svalů se v posledních letech stala předmětem velkého zájmu, protože tyto doplňky mohou příznivě ovlivňovat metabolickou aktivitu, sílu a celkový sportovní výkon (2, 3, 4).

Polyfenoly jsou sloučeniny přirozeně se vyskytující v rostlinách. Mohou se rozdělit do různých tříd na základě jejich chemické struktury, přičemž největší skupinou jsou flavonoidy. Novější studie prokázaly protizánětlivé a antioxidační účinky polyfenolů přítomných v ovoci, jako jsou borůvky, třešně, granátová jablka a citrusové plody (5,6).

Mikronizace je pojem, který označuje proces zmenšování částic na velikost menší než 10 mikronů. Velikost částic účinných látek je klíčová, protože může výrazně ovlivnit jejich biologickou dostupnost (7).

Většina nemikronizovaných polyfenolů nedosáhne absorpce v tenkém střevě, protože jsou příliš velké nebo vázané na vlákninu. Putují proto do tlustého střeva, kde je štěpí střevní mikrobiota, čímž vznikají metabolity, které se vstřebávají do krve, ovšem opožděně a v omezeném množství.

Na rozdíl od toho mikronizované polyfenoly mají větší specifický povrch, díky čemuž se rychleji rozpouštějí v trávicích šťávách. Větší podíl takových polyfenolů se vstřebává již v tenkém střevě, což vede k rychlejšímu a vyššímu výskytu polyfenolů (nebo jejich aglykonů) v krvi (8).

Účinnost mikronizovaných polyfenolů ze sladkého pomeranče na sportovní výkon byla klinicky testována ve dvou placebem kontrolovaných a dvojitě zaslepených studiích i ve dvou in vitro studiích.

Metodika

Klinická studie byla provedena na souboru 39 sportovců. Intervenční skupina (n=19) dostávala perorální dávku 500 mg mikronizovaných polyfenolů denně, zatímco skupina s placebem (n=20) dostávala 500 mg maltodextrinu. Výdej energie a spotřeba kyslíku byly měřeny během desetiminutového testu úplného vyčerpání.

Výsledky

Výkon

Pokud jde o výkon, v intervenční skupině byl pozorován významný účinek mikronizovaných polyfenolů s výrazným nárůstem anaerobního výkonu, po němž následoval trvalý vynikající aerobní výkon během celého trvání cvičení (Obr. 1).

Dále byl pozorován trend nárůstu maximálního výkonu během prvních 3 sekund cvičení. V praxi by to znamenalo zvýšení explozivního výkonu na začátku cvičení, což je velmi relevantní pro anaerobní sporty. Kromě toho se výkon v intervenční skupině po 4týdenní suplementaci výrazně zvýšil ve srovnání s placebem v průměru o 5%.

Poměr spotřeby kyslíku (VO₂) a výkonu

Spotřeba kyslíku (VO₂) v intervenční skupině a skupině s placebem se nezměnila oproti výchozí hodnotě. Poměr VO₂/výkon se však v intervenční skupině po 4 týdnech suplementace významně snížil. Tato změna naznačuje, že při stejné spotřebě kyslíku bylo vygenerováno více energie, což ukazuje na významné zlepšení energetické účinnosti.

II. Klinická studie

• 8týdenní
• randomizovaná
• dvojitě zaslepená
• placebem kontrolovaná
• na souboru 61 účastníků s mírným tréninkem

Studie dokazuje, že denní příjem mikronizovaných polyfenolů vedl ke zvýšení anaerobní kapacity a maximálnímu výkonu během vysoce intenzivního cvičení u mírně trénovaných jedinců bez ovlivnění maximální srdeční frekvence.

Metodika

Studie byla realizována na vzorku 61 mírně trénovaných zdravých mužů a žen. Účastníci byli náhodně rozděleni do dvou skupin: skupina užívající 400 mg mikronizovaných polyfenolů (n=30) a skupina užívající placebo (n=31), přičemž suplementace probíhala denně po dobu 8 po sobě následujících týdnů. K hodnocení anaerobní kapacity a výkonu byl použit Wingate anaerobní test, a to na začátku studie, po 4 týdnech a po 8 týdnech.

Výsledky

Anaerobní test Wingate ukázal zvýšený průměrný anaerobní výkon po 4 týdnech užívání mikronizovaných polyfenolů, který se významně lišil ve srovnání se skupinou s placebem (Obr. 2).

Tento výsledek přispívá k jinak omezenému souboru literatury o vlivu suplementace polyfenoly na anaerobní výkon při cvičení. Ve studii se podařilo prokázat, že příjem 400 mg mikronizovaných polyfenolů po dobu 4 týdnů by mohl zvýšit anaerobní kapacitu u mírně trénovaných jedinců s výraznou velikostí účinku.

Kromě toho byl v intervenční skupině prokázán významný nárůst maximálního výkonu (W) během prvních pěti sekund cvičení, který je výrazně vyšší ve srovnání s placebem (Obr. 3).

Závěr

Klinické studie zaměřené na sportovní výkon prokázaly významné zvýšení maximálního a průměrného výkonu při vysoce intenzivním i vytrvalostním cvičení. Díky mikronizaci se navíc rychle vstřebávají do krevního oběhu, což umožňuje zvýšit výkon již od začátku cvičení až po jeho konec.

Mitochondrie jako hnací stroj buňky

Všechny buňky v těle potřebují energii pro udržení a rozvoj svých funkcí. Energie v nich je produkována mitochondriemi ve formě adenosintrifosfátu (ATP). Studie in vitro provedená Maastrichtskou univerzitou naznačila schopnost hesperetinu zvýšit mitochondriální účinnost při tvorbě většího množství ATP (9).

Mikronizované polyfenoly z citrusů zlepšují mitochondriální účinnost tím, že zabraňují možnému úniku protonů mezi mezimembránovým prostorem a matrix mitochondrií. To přispívá k udržení vysokého elektrochemického gradientu a usnadňuje potřebnou recyklaci ADP na ATP v anaerobních podmínkách. Proto může být suplementace mikronizovaných polyfenolů slibnou strategií pro rekreační a profesionální sportovce, kteří chtějí zvýšit svou sílu a zlepšit anaerobní výkon.

In vitro studie

Úvod

Svalové kmenové buňky, známé jako satelitní buňky, se aktivují v reakci na intenzivní fyzickou aktivitu nebo poškození svalů. Po aktivaci migrují jako myoblasty, aby opravily poškozená svalová vlákna. Zatímco normální fyziologické hladiny oxidačního stresu jsou nezbytné pro správnou funkci kmenových buněk, nadměrný oxidační stres může snížit jejich účinnost (10). Při řešení tohoto problému mohou pomoci polyfenolové doplňky snížením oxidačního stresu a podpořit tak opravu svalů.

Metodika

Svalové buňky byly kultivovány s hesperetinem, hlavní aktivní složkou mikronizovaných polyfenolů, v přítomnosti i nepřítomnosti oxidačního stresu (indukovaného menadionem hydrogensíranem sodným).

Výsledky

Hesperetin v buňkách vystavených oxidačnímu stresu zvýšil expresi těžkého řetězce myosinu o 35% ve srovnání s buňkami vystavenými pouze oxidačnímu stresu po 5 dnech. Kromě toho ošetření hesperetinem v buňkách vystavených oxidačnímu stresu zvýšilo fúzi buněk ve srovnání se samotným oxidačním stresem i s kontrolní skupinou.

Tato zjištění naznačují, že hesperetin má potenciál jako výživová strategie pro podporu unavených svalů po náročném cvičení. Zvýšená exprese těžkého řetězce myosinu poukazuje na regeneraci a růst svalové tkáně, což pomáhá obnovit sílu a funkci po zátěži nebo zranění.

Střevní mikrobiota a trénink

Střevní mikrobiota hraje klíčovou úlohu v lidském zdraví. Sedavý způsob života, špatné stravovací návyky i psychofyzické obtíže, to vše souvisí se střevní dysbiózou (11). Vzhledem ke schopnosti střevní mikrobioty modulovat patofyziologické procesy se zjistilo, že střevní dysbióza je schopna vyvolat různé zdravotní stavy. Z tohoto důvodu jsou probiotika jako modulátory střevní mikrobioty klíčovou složkou, která má být začleněna do zdravého a aktivního životního stylu pro posílení imunitního systému, zaměření se na zdraví střev a funkci střevní bariéry, řešení obezity a metabolických onemocnění, duševní pohodu, antioxidační stav a v neposlední řadě pro zlepšení fyzického výkonu a regenerace po tréninku (12 - 15).

Trénink sportovců často zahrnuje neobvyklá cvičení, zejména excentrická (brzdicí), která způsobují poškození svalových vláken. K poškození dochází, když se aktivní sval násilně prodlužuje, což vede k mikrotrhlinám a narušení svalové membrány. Počáteční reakce vede k bolesti, otoku a snížení síly, po čemž následuje sekundární zánětlivá reakce nezbytná pro regeneraci. Přestože zánět podporuje adaptaci svalů na trénink, sportovci v náročných tréninkových nebo soutěžních podmínkách mohou těžit ze snížení zánětu a zrychlení regenerace, aby si udrželi výkonnost. Navíc pravidelný trénink při vysoké intenzitě vede k rychlejší adaptaci a zlepšení výkonu.

Randomizovaná, dvojitě zaslepená, placebem kontrolovaná studie se zkříženým designem odděleným 21denním vymývacím obdobím u 15 zdravých mužů zkoumala, jaké protizánětlivé účinky má suplementace probiotických bakterií Streptococcus (S.) thermophilus FP4 a Bifidobacterium (B.) breve BR03, které byly dříve identifikovány jako protizánětlivé a osídlují různé části trávicího traktu, a jejich vliv na výkonnost, poškození a napětí kosterního svalstva po intenzivním cvičení.

Klinická studie

• 21denní
• randomizovaná
• dvojitě zaslepená
• zkřížený design
• placebem kontrolovaná
• na souboru 15 zdravých mužů trénovaných silovým tréninkem

Výsledky naznačují, že suplementace probiotickými kmeny S. thermophilus FP4 a B. breve BR03 zmírňuje pokles výkonnosti a svalové napětí ve dnech po silovém tréninku poškozujícím svaly.

Metodika

Studie se zúčastnilo 15 zdravých mužů, kteří pravidelně cvičili silový trénink a dříve dlouhodoběji neužívali žádné doplňky stravy či protizánětlivé léky. Cílem bylo zjistit, zda 21denní suplementace probiotických kmenů Streptococcus thermophilus FP4 a Bifidobacterium breve BR03 v koncentraci 5x10^9 AFU/g z každého kmene ovlivní zánět, bolest svalů a výkonnost po cvičení poškozujícím svalová vlákna. Studie měla tzv. zkřížený design – každý účastník absolvoval dvě kola: v jednom užíval probiotika, ve druhém placebo, přičemž mezi jednotlivými koly proběhla 21denní přestávka a v každém kole byla testována jiná ruka. Během testování byla měřena síla svalů (izometrický výkon), bolest, rozsah pohybu v lokti, obvod paže a krevní hodnoty zánětlivých markerů jako IL-6 a kreatinkináza. Účastníci provedli sérii excentrických (brzdicích) cviků na biceps, o nichž je známo, že způsobují mikropoškození svalů. Měření se opakovala bezprostředně po cvičení a 24, 48, 72 hodin později. Všechny výsledky byly zpracovány statistickými metodami tak, aby byly zohledněny i malé rozdíly, které by mohly mít význam pro regeneraci a sportovní výkon.

Výsledky

Izometrický vrcholový krouticí moment (síla)

Po 21denní suplementaci probiotik byla výchozí (před cvičením) síla pravděpodobně o něco nižší ve srovnání s placebem (Obr. 4A). Po excentrickém cvičení se v obou skupinách (intervenční i s placebem) snížil výkon, což potvrdilo, že cvičení způsobilo poškození svalů. Avšak ve dnech po cvičení (24, 48 a 72 hodin) účastníci, kteří užívali probiotické kmeny, vykazovali vyšší průměrný izometrický vrcholový výkon než při užívání placeba – rozdíl byl největší po 48 hodinách (Obr. 4B).

Hladiny interleukinu-6 (IL-6)

IL-6 je prototypický cytokin pro udržení homeostázy. Když je homeostáza narušena poškozením tkáně, IL-6 se okamžitě začne produkovat, čímž přispívá k obraně proti vznikajícímu stresu prostřednictvím aktivace akutní fáze a imunitních odpovědí (16). Po 21denní suplementaci se hladiny zánětlivého markeru IL-6 v intervenční skupině mírně snížily, zatímco ve skupině s placebem vzrostly. Porovnání mezi skupinami ukázalo protizánětlivý efekt probiotik před cvičením (pokles IL-6). Tento efekt přetrvával ještě 48 hodin po cvičení, byť do 72 hodin již vyprchával.

Závěr

Suplementace kmenů Bifidobacterium breve BR03 a Streptococcus thermophilus FP4 u zdravých mužů trénovaných silovým tréninkem zmírnila pokles výkonnosti a rozsahu pohybu po cvičení, které způsobuje poškození svalů. Kromě toho byly pozorovány snížené hladiny zánětlivého markeru IL-6 v klidu, přičemž tento účinek přetrvával ještě 48 hodin po cvičení. Tyto výsledky naznačují, že specifické probiotické kmeny mohou pomoci při regeneraci po náročném excentrickém tréninku.

Reference

1. Knapik JJ., et al. Prevalence of dietary supplement use by athletes: systematic review and meta-analysis. Sports Med. 2016;46:103–23.
2. Cases J., et al. Supplementation with a polyphenol-rich extract, PerfLoad((R)), improves physical performance during high-intensity exercise: a randomized, double blind. Nutrients. 2017;9(4):421.
3. Campbell B., et al. International Society of Sports Nutrition position stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr. 2007;4:–8.
4. Hargreaves M., et al. Pre-exercise carbohydrate and fat ingestion: effects on metabolism and performance. J Sports Sci. 2004;22:31–8.
5. Overdevest E., et al. Citrus flavonoid supplementation improves exercise performance in trained athletes. J Sports Sci Med. 2018;17:24–30.
6. Bowtell J., Kelly V. Fruit-derived polyphenol supplementation for athlete recovery and performance. Sports Med. 2019;49:3–23.
7. Joshi, Jalay T. A review on micronization techniques. J. Pharm. Sci. Technol 3.7; 2011: 651-81.
8. Gil-Izquierdo, A., et al. Influence of industrial processing on orange juice flavanone solubility and transformation to chalcones under gastrointestinal conditions. Journal of agricultural and food chemistry 51.10; 2003: 3024-3028.
9. Biesemann N., et al. High throughput screening of mitochondrial bioenergetics in human differentiated myotubes identifies novel enhancers of muscle performance in aged mice. Scientific Reports. 2018 Jun 20;8(1):9408.
10. Cuijpers I., et al. Hesperetin but not ellagic acid increases myosin heavy chain expression and cell fusion in C2C12 myoblasts in the presence of oxidative stress. Frontiers in nutrition. 2024 (11): 1377071.
11. Aureli P, et al. Probiotics and health: an evidence-based review. Pharmacol Res. 2011 May;63(5):366-76.
12. Ünsal C, et al. The effects of exhaustive swimming and probiotic administration in trained rats: Oxidative balance of selected organs, colon morphology, and contractility. Physiol Int. 2018 Dec 1;105(4):309-324.
13. Divella R, et al. Diet, Probiotics and Physical Activity: The Right Allies for a Healthy Microbiota. Anticancer Res. 2021 Jun;41(6):2759-2772.
14. Mogna L, et al. Assessment of the in vitro inhibitory activity of specific probiotic bacteria against different Escherichia coli strains. J Clin Gastroenterol. 2012 Oct;46 Suppl:S29-32.
15. Jäger, R., et al. Probiotic Streptococcus thermophilus FP4 and Bifidobacterium breve BR03 supplementation attenuates performance and range-of-motion decrements following muscle damaging exercise. Nutrients. 2016 8(10), 642.
16. Tanaka, T., et al. Interleukin (IL-6) immunotherapy. Cold Spring Harbor perspectives in biology. 2018 10(8), a028456.