Veillonella neemt je mee naar de Olympische Spelen!

                              

Microbiologie in hapklare porties


Veillonella neemt je mee naar de Olympische Spelen!

Wat als je microbioom je kan helpen een marathon te lopen of je zelfs naar de Olympische Spelen kan brengen?! Dat is wat Scheiman en zijn co-auteurs hebben onderzocht. Het is bekend dat het darmmicrobioom van atleten verschillende hoeveelheden van bepaalde microben bevat in vergelijking met dat van niet-atleten, maar de impact van dergelijke verschillen is nog steeds onbekend. Wat als het hebben van meer of minder van deze micro-organismen je sneller doet zwemmen of hoger doet springen?

Helaas moet ik je teleurstellen, maar zo werkt het niet precies, althans, dat weten we nog niet. Het team ontdekte echter dat marathonlopers meer Veillonella, een bacteriegeslacht dat van nature in de darmen voorkomt, hadden dan niet-marathonlopers. Ze besloten verder te gaan om te zien of er een oorzakelijk verband kon zijn met deze verhoogde overvloed aan Veillonella. Hoe maakte Veillonella een verschil bij atleten?

Het team testte de potentiële voordelen van Veillonella met muizen als model. Ze gaven muizen Veillonella en lieten ze rennen om te bepalen of ze meer konden rennen dan onbehandelde muizen (controles), en dat deden ze! Ze renden gemiddeld 13% langer dan de controlegroep… maar zou dat ook voor mensen gelden? 

Het team heeft vervolgens ontlastingsmonsters van menselijke atleten (ultramarathonlopers en Olympische trailroeiers) gesequenced en enkele Veillonella-stammen van de atleten geïsoleerd. In het algemeen vonden ze een verrijkte route die lactaat afbreekt, een product dat ontstaat bij de afbraak van glucose en gevormd wordt tijdens intense inspanning. 

Terug naar de muizen, voerden ze experimenten uit om aan te tonen dat het lactaat dat tijdens de training wordt gegenereerd, waarschijnlijk toegankelijk is voor het microbioom. Dat lactaat wordt vervolgens door Veillonella via de verrijkte lactaat-afbraakroute gebruikt om propionaat te produceren. Propionaat is een vetzuur met een korte keten dat de atletische gezondheid kan verbeteren door de hoeveelheid energie die in rust wordt besteed, de lipide-oxidatie en het zuurstofverbruik te verhogen.

Vereenvoudigde illustratie van de afbraak van glucose tot lactaat tijdens inspanning, gevolgd door de lactaat – propionaat productieweg. Veillonella komt tussen in de lactaat – propionaat route. Afbeelding gemaakt in Biorender door de auteur.

In het laatste experiment testte het team of een toename van propionaat in de darmen en de bloedsomloop de atletische prestaties verhoogde. Ze injecteerden propionaat in muizen en ontdekten dat de met propionaat behandelde muizen langer liepen dan de controle-muizen.

We zijn nog niet zo ver dat we Veillonella in de menselijke darm kunnen toevoegen of propionaat bij mensen kunnen inspuiten om ze sneller te laten rennen, maar het is verbazingwekkend om te beseffen hoe belangrijk en krachtig het microbioom van de darm is!

Illustratie van de darmflora van niet-atleten versus de darmflora van atleten verrijkt met Veillonella dat lactaat omzet in propionaat en de atletische prestaties verbetert. Afbeelding gemaakt in Biorender door de auteur.

Link to the original post: Scheiman, J., Luber, J.M., Chavkin, T.A. et al. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nat Med 25, 1104–1109 (2019).

Featured image: Image created in Biorender by the author


Vertaald door: Charlotte van de Velde