Микротравмы головы у футболистов меняют состав кишечной микрофлоры

Учёным давно известно, что тяжёлые черепно-мозговые травмы нарушают работу желудочно-кишечного тракта. Повреждённый мозг посылает стрессовые сигналы, которые вызывают системное воспаление и дисбактериоз. Однако игроки в контактные виды спорта за один сезон получают от ста до тысячи микротравм головы. Эти удары не приводят к диагностируемым сотрясениям и не имеют видимых симптомов, поэтому их влияние на ось «мозг — кишечник» ранее не изучалось.

Как устроено исследование

Авторы работы, опубликованной в журнале PLOS One, на протяжении всего игрового сезона наблюдали за футболистами студенческой лиги NCAA. В шлемы спортсменов были встроены датчики, фиксирующие силу каждого столкновения — от 15 до 63g. Дополнительно игроки носили на спине GPS-трекеры, акселерометр, гироскоп и магнитометр для оценки общей физической нагрузки на поле. Футболисты регулярно сдавали образцы кала, из которых выделяли бактериальную ДНК, чтобы определить точный видовой состав микрофлоры. Также они ежедневно заполняли анкеты о качестве сна, уровне стресса, употреблении алкоголя, энергетиков и обезболивающих.

Первоначально в эксперименте участвовали 19 человек, но часть спортсменов исключили из-за приёма антибиотиков, выявленных сотрясений или недисциплинированности при сборе анализов. В итоге учёные проанализировали 226 образцов от шести игроков. Несмотря на малую выборку, высокая частота сбора биоматериала позволила сформировать качественный статистический массив и отфильтровать 15 побочных факторов, влияющих на пищеварение.

Реакция микробиома на удары

Выяснилось, что микробиом чутко реагирует на физические столкновения. Если футболист получал удар по голове, входящий в верхние 25 процентов по силе для этого конкретного игрока, баланс микроорганизмов в кишечнике сдвигался через 48–72 часа. У спортсменов падала численность бактерий семейства Prevotellaceae и рода Prevotella. Снижение доли этих микроорганизмов в других исследованиях ассоциируется с системным воспалением и нарушением гематоэнцефалического барьера после тяжёлых травм мозга. Одновременно в кишечнике росла доля бактерий рода Ruminococcus, которые часто преобладают у людей с воспалительными заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

Математическое моделирование также показало накопительный эффект. К концу спортивного сезона профиль микробиома игроков достоверно отдалялся от стартовых показателей. Степень этого расхождения прямо коррелировала с суммарной тяжестью накопленных ударов по шлему. Учёные отметили, что из-за малого числа участников эти результаты указывают лишь на корреляцию, а не на строгую причинно-следственную связь, однако статистическая достоверность сдвигов требует дальнейшего изучения.

Исследование показало, что бессимптомные микротравмы головы не проходят бесследно для организма и отражаются на работе пищеварительной системы. Хроническое изменение микрофлоры в ответ на постоянные удары может частично объяснять, почему контактные виды спорта в долгосрочной перспективе приводят к системным воспалениям и раннему снижению когнитивных функций.