De sportieve relatie van de darmen en de spieren

VNU 4-22 Maastricht University fiets

Foto's: privé/Maastricht University

Het darmmicrobioom geeft beetje bij beetje zijn geheimen prijs. Waar niemand nog naar had gekeken, was de relatie tussen voeding, de werking van de darmen en sportprestaties. Onderzoeker Britt Otten zette een reeks experimenten op om te zien of vezelrijke voeding het uithoudingsvermogen kan verbeteren. Het antwoord is voorlopig: zou best kunnen.

Maastricht University is befaamd om het onderzoek naar bewegen, sporten en voeding. Britt Otten is promovendus bij de onderzoeksgroep Food Innovation and Health en doet promotieonderzoek naar de invloed van de darmen op gezondheid en ziekte. Een onderdeel van haar werk is de relatie tussen voeding en sportprestaties, en dan in het bijzonder tussen kenmerken van het darmmicrobioom en prestaties.

Daarbij speelt de darm-spier-as een rol, de wisselwerking tussen het microbioom in de darmen en de actieve skeletspieren. Bepaalde bacteriesoorten die voedingsvezels fermenteren produceren korteketenvetzuren. Kort, omdat ze een molecuulketen van enkele koolstofatomen hebben. Het zijn zeer bioactieve stofjes, met veel functies in het lichaam. En met veel belangstelling van onderzoekers wereldwijd.

De drie meest voorkomende korteketenvetzuren (afgekort als SCFA, naar het Engelse short chain fatty acids) zijn acetaat, butyraat en propionaat. Butyraat wordt vooral door de darmen zelf gebruikt, om de darmwand te voeden en gezond te houden. Propionaat en acetaat komen in grotere concentraties in het bloed. Propionaat wordt meest door de lever omgezet.

Otten en haar collega’s richten zich op de verschillende korteketenvetzuren. Deze worden onder meer in verband gebracht met een beter werkend immuunsysteem, de bescherming van hart en bloedvaten en een remmend effect op het hongergevoel via een directe werking in de hersenen op de hypothalamus.

En de korteketenvetzuren stimuleren de spieren. “Maar iemand zomaar een portie van bijvoorbeeld acetaat geven en dan kijken wat het doet, dat werkt niet”, zegt Otten. “Waarschijnlijk is wel, dat acetaat een effect heeft op de spieren. Dat willen we aantonen.”

Om dat effect te vinden, ontwierpen Otten en collega’s meerdere experimenten. Maar eerst moeten we de achtergrond duidelijk krijgen. Vooraf een spoiler: het onderzoek, dat uniek is in zijn soort, is nog niet helemaal afgerond. Harde uitkomsten zijn daarom nu nog niet te geven.

VNU 4-22 Britt Otten

Huib Stam: De winkels puilen uit van de potjes probiotica. We moeten vooral veel vezels als prebiotica tot ons nemen. Kun je nog eens uitleggen waarom dat is?

Britt Otten: “Probiotica zijn in wezen de goede darmbacteriën, die in geconcentreerde hoeveelheid ingenomen worden met een supplement en via de maag en de dunne darm in de dikke darm komen. Daar kunnen ze een effect op de gezondheid hebben.

De prebiotica zijn de voedingsstoffen voor de darmbacteriën en dus ook voor de probioticabacteriën. Dat zijn verschillende soorten voedingsvezels, die onverteerd in de dikke darm aankomen. Het meeste onderzoek richt zich op de enorme hoeveelheid bacteriekoloniën in de dikke darm, die allerlei stoffen produceren, waaronder de korteketenvetzuren. Een belangrijke vraag is of de probioticabacteriën levend aankomen in de dikke darm, zoals door veel probioticabedrijven wordt beweerd. Daar zal wel iets van kloppen, maar hoeveel dat er zijn, en of die een effect hebben, is onduidelijk. Van nature zitten er al heel veel bacteriën in de darm en of dat kleine beetje extra helpt, dat kan je je bij sommige probiotica afvragen, al is er natuurlijk wel voldoende bewijs dat specifieke probiotica de gezondheid kunnen bevorderen.”

Jouw onderzoek is gebaseerd op het effect dat korteketenvetzuren kunnen hebben op sportprestaties. Je stelt de vraag: verbetert het eten van vezelrijke voeding je uithoudingsvermogen?

“Dat was in het kort ongeveer de onderzoeksvraag. We hebben het onderzoek al uitgevoerd. Het is een RCT, een randomized controlled trial. We hebben een aantal proefpersonen uitgenodigd die werden opgedeeld in een prebiotocagroep en in een placebogroep. Volgens de regels van de RCT werden die blind ingedeeld, zonder dat zij of de onderzoekers zelf wisten wie wel en wie geen prebiotica kreeg.
We hebben de proefpersonen een intensieve fietstest laten uitvoeren, een VO2 Max test. Daarmee kan je kijken naar de zuurstofopname bij een bepaalde weerstand op de fiets. Je verhoogt steeds de weerstand met 50 watt en dan kan je meten hoeveel zuurstof de proefpersoon maximaal kan opnemen. Vervolgens bepaalden we hoe lang iemand een iets minder intensieve inspanning op een percentage van 80 procent van de eerder vastgestelde maximale zuurstofopname tijdens een fietstest kon volhouden. Dat was onze baseline, het uitgangspunt. Daarna kregen de proefpersonen zes weken lang een supplement met prebiotoca of ze kregen de placebo. Na die zes weken deden we weer precies dezelfde fietstest. De vraag was of ze het langer konden volhouden.”

En wat kwam daaruit?

“We zijn nu bezig met het verwerken van de resultaten. We hebben ook het darmmicrobioom onderzocht, voor en na de test, om te zien of daar veranderingen in te zien waren. We willen daarnaast ook weten of er een correlatie is tussen de hoeveelheid korteketenvetzuren en de sportprestatie. We hebben nog niet de hele statistische analyse kunnen uitvoeren, want we missen nog een aantal gegevens. Ondertussen voeren we een experiment uit met muisspiercellen, om het moleculaire mechanisme te achterhalen.”

Zijn er voorlopige resultaten? Het is begrijpelijk dat je terughoudend bent.

“We hebben wel gezien dat in de prebioticagroep iets meer mensen verbeterden dan in de placebogroep, maar het is lastig daar op dit moment een conclusie aan te verbinden. Ook omdat we niet weten wat de oorzaak daarvan is. We hebben geen spierbiopten kunnen nemen, want dan hadden we kunnen zien of er in de spieren iets veranderd is. Dit is de eerste studie in mensen die we op deze manier hebben uitgevoerd. Er is nog veel meer mogelijk om dit effect te testen.”

Dat effect speelt zich af in de darm-spier-as. Wat moeten we ons daarbij voorstellen?

"Dat is de wisselwerking tussen het microbioom in de dikke darm en de spieren. Er is al veel bekend over de darm-hersen-as, maar veel minder over de darm-spier-as. Daarin werken de korteketenvetzuren uit de darmen als signaalstoffen voor de spieren. Er zitten receptoren op spiercellen die die vetzuren kunnen binden en daar een reactie veroorzaken. Maar andersom komen er door de beweging van de spieren, door het sporten, stofjes vrij door de oxidatieve stress, die weer een invloed kunnen hebben op de samenstelling van het microbioom."

Ieder keer als de Tour de France wordt verreden, komt er wel een diëtist in De Avondetappe aan Dionne de Graaf vertellen wat de wielrenners eten. Allemaal zoete dingen, gelletjes, zonder één vezel. Wat jij onderzoekt staat daar eigenlijk haaks op.

“Ja, dat klopt, want door vezels toe te voegen aan je dieet gaat de opname van glucose langzamer en de darmen worden meer aan het werk gezet. In de Tour de France zou ik het ook niet adviseren om een heel vezelrijk dieet te eten. Maar wat wel interessant zou kunnen zijn, is in je trainingsfase een supplement nemen met een hoge concentratie vezels. Dan hoef je niet hele volkorenbroden of bloemkolen te eten. Je kunt dat gemakkelijk innemen naast je gewone voeding.”

Je leest weleens over duursporters die helemaal omgeschakeld zijn naar vetverbranding en op Atkins-achtige diëten staan. Dat berust op het idee dat er altijd meer energie in de bloedsomloop in vetten zit dan in glucose.

“Door training kun je het opnamevermogen van glucose verhogen, de darmen moeten daaraan wennen, en meer glucose opslaan als glycogeen in de spieren. Door te sporten verhoog je namelijk je insulinegevoeligheid. Sporters trainen er ook op om de vetverbranding snel aan te zetten, want duursporters halen hun meeste energie uit het circulerende vet. Dat gebeurt in de mitochondriën van de cellen in een proces dat vetoxidatie heet. Het vet is echter altijd wel in voldoende mate in het lichaam aanwezig, dat hoef je niet aan te vullen tijdens inspanning. Dit in tegenstelling tot koolhydraten. Die voorraad is beperkt. Het lichaam is heel slim. Als de sporters die koolhydraten binnenkrijgen, dan is dat een gemakkelijker manier van energie vrijmaken. Het lichaam gaat in principe op zoek naar de gemakkelijkste weg en zal dus eerst voor de koolhydraten kiezen.”

Vet verbrandt in de vlammetjes van glucose. Zo wordt dat wel samengevat.

“Bij een heel intensieve inspanning ben je al na een uur of anderhalf uur door je glucosevoorraden heen. Maar ik ben zeker geen voorstander van een dieet zonder koolhydraten, of van een ketodieet. Ik denk dat koolhydraten heel belangrijk zijn voor de energievoorziening. Het lichaam heeft koolhydraten nodig. Maar het is wel zo dat als je structureel veel te veel koolhydraten binnenkrijgt en constant een hoge glucosepiek hebt, dan heb je ook een constant hoge insulineproductie. Dan kan het gebeuren dat je cellen minder gevoelig worden voor insuline. En dan kom je in een spiraal terecht, dat via het metabool syndroom naar diabetes type 2 kan leiden.”

Lees ook
Harder bewijs: Vezels beïnvloeden fysiek en psyche

Harder bewijs: Vezels beïnvloeden fysiek en psyche

Een van de mysteries van lichaam en geest is hoe ongezonde darmen bij sommigen tot emotionele problemen leiden. De ontdekking van ‘the brain in the gut’ verklaarde veel. Maar hoe werkt het precies? Wat is de rol van voeding? Stapje voor stapje wordt ontdekt hoe de paden van aansturing op cel- en moleculair niveau verlopen. De ontdekking van ‘het eiwit...

Zwanger en misselijk? Probiotica verlichten mogelijk klachten

Zwanger en misselijk? Probiotica verlichten mogelijk klachten

Probiotica verlichten mogelijk de symptomen van zwangerschapsgerelateerde misselijkheid, braken en verstopping. Dat laten onderzoekers van de UC Davis School of Medicine (Universiteit van Californië) zien in wetenschappelijk tijdschrift Nutrients.

Na diagnose kanker: Doet leefstijl ertoe?

Na diagnose kanker: Doet leefstijl ertoe?

Darmkanker staat wereldwijd op de derde plaats van meest voorkomende vorm van kanker bij mannen en vrouwen. Het is algemeen bekend dat leefstijl, waaronder voeding, een belangrijke rol speelt bij het ontstaan van darmkanker. Maar een antwoord op de vraag of een patiënt het verloop van zijn/haar ziekte positief kan beïnvloeden door gezonder te leven...