JultikaUniversity of Oulu repository

Abstract

The human body’s most metabolically significant microbial community is the gut microbiome. The diversity and composition of the gut microbiome determine the available metabolic pathways. Microbially derived metabolites, especially short-chain fatty acids and secondary bile acids, impact the host’s physiology, promoting or impairing health and performance. Changes in the gut microbiome are associated with the prevalence of many diseases, including cardiovascular diseases, metabolic disorders, and obesity.

Lifestyle factors have been found to have a significant impact on the composition of the gut microbiome and its metabolic activity. Diet significantly affects the composition of the gut microbiome, and changes in diet can rapidly alter its composition. Fiber is a key component of the diet that maintains a diverse and healthy microbiome. The Western diet, characterized by low fiber intake and high fat and protein content, is associated with the development of various metabolic and cardiovascular diseases. Exercise, especially aerobic endurance training, regulates the composition and function of the gut microbiome. An active lifestyle and a balanced diet are associated with a health-promoting gut microbiome. A healthy gut microbiome can regulate host physiology through metabolic products, preventing the onset of diseases or mitigating their progression.

The gut microbiome also has implications for the host’s physical performance and can provide significant benefit for those working in demanding conditions or engaging in regular physical activity. Microbially derived short-chain fatty acid propionate increases the host’s maximal oxygen uptake and improves running performance. Well-performing soldiers and athletes have been found to have a gut microbiome that is supportive in meeting the demands of physical exertion and increased energy requirements.

The significance of the gut microbiome for host health is widely acknowledged and supported. The ability of lifestyle factors to regulate the composition and function of the gut microbiome offers interesting possibilities for the prevention and treatment of common cardiovascular and metabolic diseases.

Elämäntapojen vaikutus ihmisen suolistomikrobiomiin

Tiivistelmä

Ihmisen aineenvaihdunnallisesti merkittävin mikrobiyhteisö on suolistomikrobiomi. Suolistomikrobiomin lajirikkaus ja koostumus määrittävät käytettävissä olevat aineenvaihdunnan reitit. Mikrobiperäiset aineenvaihduntatuotteet—erityisesti lyhytketjuiset rasvahapot ja sekundaariset sappihapot—vaikuttavat isännän fysiologiaan edistäen tai heikentäen terveyttä ja suorituskykyä. Moniin länsimaissa yleistyviin sydän- ja verisuonitauteihin, sekä aineenvaihduntasairauksiin ja liikalihavuuteen, liittyy muutoksia suolistomikrobiomissa.

Elämäntavoilla on todettu olevan suuri vaikutus suolistomikrobiomin koostumukseen ja aineenvaihdunnan aktiivisuuteen. Ruokavalio vaikuttaa merkittävästi suolistomikrobiomin koostumukseen ja muutokset ruokavaliossa voivat nopeasti muuttaa suolistomikrobiomin koostumusta. Kuitu on tärkeä ruokavalion osatekijä, joka ylläpitää lajirikasta ja terveellistä mikrobiomia. Länsimainen ruokavalio, jolle on tyypillistä matala kuidun saanti sekä korkea rasvan ja proteiinin pitoisuus, liittyy monien aineenvaihdunta-, sydän- ja verisuonitautien kehittymiseen. Toisaalta liikunta, erityisesti kestävyysharjoittelu, säätelee suolistomikrobiomin koostumusta ja toimintaa. Aktiivinen elämäntapa ja tasapainoinen ruokavalio yhdistetään terveyttä edistävään ja ylläpitävään suolistomikrobiomiin. Terve suolistomikrobiomi pystyy aineenvaihdunnantuotteiden kautta säätelemään isännän fysiologiaa ja ennaltaehkäisemään tautien syntyä tai hillitsemään niiden etenemistä.

Suolistomikrobiomilla on vaikutuksia myös isännän fyysiseen suorituskykyyn ja voi tarjota merkittävää tukea vaativissa olosuhteissa työskenteleville tai aktiivisesti liikkuville. Mikrobiperäinen lyhytketjuinen rasvahappo propionaatti lisää isännän maksimaalista hapenottokykyä ja parantaa juoksusuoritusta. Hyvin suoriutuvilla sotilailla ja urheilijoilla on havaittu olevan suolistomikrobiomi, joka on otollinen vastaamaan fyysisen rasituksen ja kohonneen energiantarpeen vaatimuksiin.

Suolistomikrobiomin merkitys isännän terveyteen on laajasti todettu ja tuettu. Elämäntapojen kyky säädellä suolistomikrobiomin koostumusta ja toimintaa tarjoaa mielenkiintoisia mahdollisuuksia yleisten sydän-, verisuoni- ja aineenvaihduntatautien ennaltaehkäisyyn ja hoitoon.