Is de darmflora van topwielrenners anders dan die van gewone mensen? Kunnen we iets leren van de bacteriën die huizen in de darmen van Tadej Pogačar en Demi Vollering? Bestaat er zoiets als atletische darmen? Het lijkt er wel degelijk op.
Als je het geheim wilt weten achter fantastische prestaties in het wielrennen – zoals van fenomenen als Tadej Pogačar en Demi Vollering – hoef je alleen maar hun poep te onderzoeken. Een recente studie uit Frankrijk toont aan dat het transplanteren van ontlasting van topwielrenners en topvoetballers de niveaus verhoogt van een molecuul dat intensieve trainingen van brandstof voorziet.
Vind je dit klinken als een nogal extreme methode om je fysieke capaciteiten te verbeteren? Faecale microbiota transplantatie (FMT) wordt eigenlijk al lange tijd in klinische settings gebruikt om een reeks aandoeningen te behandelen, waaronder inflammatoire darmziekten. De transplantatie houdt in dat de ontlasting van een gezonde donor wordt gemengd met een zoutoplossing en in de dikke darm van een patiënt wordt ingebracht.
Metabolieten
Metabolieten beïnvloeden de metabole routes en energiehuishouding van een persoon. Deze metabolieten hebben een direct effect op de efficiëntie van glucose- en vetstofwisseling, wat je trainingscapaciteit kan helpen of juist hinderen. Dat komt omdat de snelle afbraak van glucose essentieel is om spieren van energie te voorzien tijdens intensieve trainingen. Hoe beter je daarin bent, hoe harder je kunt trainen, hoe fitter je wordt.
Evenzo is hoe makkelijk je vetten kunt afbreken van invloed op je uithoudingsvermogen. Vet is de primaire energiebron bij trainingen met lage tot middelmatige intensiteit. Als je darmbacteriën uitblinken in vetverbranding, zou dat je – in theorie – kunnen helpen om op de gele trui te jagen op een Franse col in de Tour.
Het onderzoek
“Onze studie omvatte vijftig deelnemers uit drie categorieën: wielrenners van het Sojasun Espoir-team (een Franse amateurploeg), profvoetballers van Stade Rennes en vrijwilligers zonder sportachtergrond”, zegt fysioloog Frédéric Derbre, verbonden aan de Universeit van Rennes. “Elke deelnemer voerde een maximale en submaximale incrementele test uit op de ergofiets om de trainingscapaciteit te beoordelen. We keken naar fitnessparameters zoals VO2max, maximale vetoxidatie en energieverbruik bij bepaalde trainingsintensiteiten.”
De onderzoekers namen vervolgens ontlastingsmonsters van iedere deelnemer. Voordat ze diep in de bacteriële profielen doken, hielden ze rekening met verschillende dieetgewoonten. Wat ontdekten ze? “Onze gegevens benadrukten dat trainingscapaciteit invloed heeft op het bacteriële ecosysteem in de darmen en de niveaus van korte-keten vetzuren in de ontlasting (d.w.z. microbiële metabolieten), onafhankelijk van dieetgewoonten”, zegt Derbre.
Belangrijk in dit geval zijn die korte-keten vetzuren, die kunnen worden gebruikt als substraten (stoffen waarop een enzym werkt) om suikers en vetten om te zetten. Een hoog niveau van die vetzuren suggereert een efficiënt metabolisch systeem, wat een van de fundamenten is voor een fitter lichaam. Dat verraste de onderzoekers niet.
Dit echter wel: “We zagen dat mensen met een zeer hoge trainingscapaciteit (een VO2max van meer dan 65 ml/min/kg) een verminderde diversiteit en dichtheid van de darmmicrobiota (darmflora) vertoonden. We concludeerden ook dat personen met zeer hoge aerobe trainingscapaciteiten (die meestal meer dan negen uur per week trainden) geassocieerd lijken te zijn met het herstructureren van het darmbacteriële ecosysteem en de metabole routes”, verklaart Derbre.
Eigen ontwikkeling
“Dit bevordert de bacteriële energieproductie uit beschikbare voedingsstoffen boven de productie van energie voor bacteriële groei. We stellen de hypothese dat energie uit voedsel bij voorkeur wordt toegewezen aan met name skeletspieren, in plaats van aan bacteriële groei, wat leidt tot verlies van microbiële soorten.”
Met andere woorden: de bacteriën van atleten offeren hun eigen ontwikkeling op voor hun extreem fitte gastheer. Hopelijk waarderen Tadej Pogačar en Demi Vollering dat. Of dit gebrek aan bacteriële diversiteit een nadelige invloed had op de gezondheid van de sporters werd niet onderzocht in de studie.
Fitness-specifieke bacteriën
Voordat we nader ingaan op de trainingsresultaten van de poeptransplantatie, is er nog een ander aspect van dit onderzoeksgebied dat Derbre aanhaalt: het idee dat je darmbacteriële profiel fitness-specifiek is. Dat bijvoorbeeld je bodybuildingmaatje een darmflora heeft die bevorderlijk is voor spiergroei, terwijl die van een wielrenner zich heeft ontwikkeld om het aerobe uithoudingsvermogen te ondersteunen. “Dat zou goed kunnen”, zegt Derbre.
“In deze studie evalueerden we bijvoorbeeld het darmmicrobioom (de verzameling van bacteriën, virussen, schimmels en andere micro-organismen die in de darmen leven en samenwerken voor onze gezondheid) van profvoetballers. We constateerden dat de krachtprofielen van de spelers verschilden afhankelijk van hun positie – middenvelders, keepers of aanvallers – en hun darmmicrobioom verschilde ook. Op dit moment kunnen we daar nog geen definitieve verklaring voor geven, aangezien het waarschijnlijk wordt beïnvloed door meerdere factoren zoals darm-pH, darmmotiliteit (efficiëntie van voedselbeweging door het spijsverteringsstelsel), energiebeschikbaarheid in de darm, dieet en andere variabelen.”
In theorie zou deze positie-specifieke bacterie ook kunnen gelden voor wielrennen, waarbij het darmfloraprofiel van klassementsrenner Pogačar mogelijk verschilt van sprinter Jasper Philipsen, en weer anders is dan dat van een knecht als Luke Durbridge. We komen nog terug op de mogelijke commerciële gevolgen hiervan.
Muizen
“Voor dit deel van het onderzoek transplanteerden we darmmicrobiota van mensen met een hoge VO2max (tussen 55 en 65 ml/min/kg) tot zeer hoge aerobe trainingscapaciteit (VO2max boven 65 ml/min/kg) naar muizen”, legt Derbre uit. “Vijf weken later beoordeelden we het uithoudingsvermogen van de muizen, hun insulineresistentie en hun glycogeenvoorraad in skeletspieren.”
Positief: de muizen waren gevoeliger geworden voor insuline. Dat is een teken van betere gezondheid, omdat het aangeeft dat cellen beter reageren op insuline. Voor wie het niet weet: insuline is een hormoon dat de bloedsuikerspiegel reguleert. Wanneer je alvleesklier hoge bloedsuiker detecteert, maakt het meer insuline aan om de weerstand te overwinnen en de bloedsuiker te verlagen. Na verloop van tijd kan dit de insulineproducerende cellen uitputten, wat vaak voorkomt bij type 2 diabetes.
De muizen hadden ook meer glycogeen opgeslagen – de manier waarop we glucose opslaan in spieren en lever – wat niet alleen een teken van gezondheid is, maar ook gunstig is voor sportprestaties. Dus fysiologisch gezien hadden de faecale transplantaties van de atleten een positief effect.
Perfecte atletische darmen
Dit roept de vraag op of er zoiets bestaat als perfecte atletische darmen, en zo ja, wat doe je met die informatie? Steeds meer onderzoek suggereert van wel, waaronder een studie uit 2017 van Lauren Petersen van de Jackson Library in Connecticut, VS, die een verband aantoonde tussen de microbe Prevotella en spierherstel. Ook in 2017 identificeerde Jonathan Scheiman een bacterie waarvan hoge aantallen leken te correleren met atletische inspanning.
Het logische commerciële gevolg van dit soort studies zijn nieuwe, meer specifieke soorten probiotica – pillen die één of meer soorten bacteriën bevatten om het darmmicrobioom te beïnvloeden. De probiotica-industrie heeft een omzet van zo’n 75 miljard euro per jaar. Als onderzoekers de bacteriën kunnen identificeren die training en herstel optimaliseren, kan die omzet flink stijgen.
Verder onderzoek zou uiteindelijk kunnen leiden tot op maat gemaakte probiotica die sprintprestaties maximaliseren, het herstel versnellen en het vermogen verhogen. Maar volgens Derbres resultaten zouden die pillen prestaties alleen maar aanvullen, niet de noodzaak tot veel training vervangen. “De muizen verbeterden hun uithoudingsvermogen niet. Wat suggereert – misschien niet verrassend – dat er meer nodig is dan een faecale transplantatie om te presteren als een topatleet.”
Dat lijkt logisch, maar er zijn studies, zij het weinig, die positieve prestatie-effecten hebben aangetoond van microbiële interventies van mens naar muis. Bijvoorbeeld: een studie uit 2019 in China waarbij onderzoekers een bacteriestam isoleerden uit de ontlasting van een olympische gewichtheffer (winaar van goud in 2008). Muizen kregen vier weken lang dagelijks deze ontlasting toegediend, waarna ze verbeteringen vertoonden in zowel uitputtende zwemtijden als maximale kracht.
De toekomst
Het is een groeiend en fascinerend onderzoeksveld. Wat zijn voorlopig de belangrijkste conclusies uit Derbres studie? “Mensen hebben ongeveer twee tot drie kilo aan bacteriën in hun darmen, waardoor het onwaarschijnlijk is dat het innemen van een kleine probiotische capsule de samenstelling van het darmmicrobioom significant verandert”, zegt hij. Maar voor wielrenners die last hebben van darmontstekingen kan het consumeren van probiotica of het aanpassen van het dieet zeer gunstig zijn voor hun gezondheid.
“Daarnaast speelt de productie van korte-keten vetzuren door het darmmicrobioom een cruciale rol bij het behouden van het trainingsvermogen. Korte-keten vetzuren worden geproduceerd via de fermentatie van onverteerbare koolhydraten, voornamelijk afkomstig uit fruit en groenten. Dus hoe meer groenten je in je voeding opneemt, hoe meer korte-keten vetzuren je kunt produceren, wat leidt tot een verbeterde energiestofwisseling en sportprestaties.”