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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-22208
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2220/


Lutz, Annette Katharina

The influence of a dietary supplement (NDS Baseline Probiotic) on the gastrointestinal quality and physical performance of endurance runners

Der Einfluß eines Nahrungsergänzungsmittels (NDS Baseline Probiotic) auf die Gastrointestinale Qualität und Körperliche Leistungsfähigkeit von Ausdauerläufern

Dokument1.pdf (692 KB) (md5sum: b9a20a6aba7ffdd8e9b75f0fa5c91e47)

Kurzfassung in Englisch

Introduction:
Endurance runners suffer from gastrointestinal (GI) symptoms which can disrupt training or even prevent participation in competitions. Especially long-distance running affects the integrity of the intestinal mucosa. Dietary behaviour during training and competition is a significant factor in the prevention of such exercise-induced GI problems. The efficacy of probiotics in the treatment of GI diseases is well established. A long list of health and developmental benefits were attributed to probiotics in regard to GI symptoms and a disturbed integrity of the intestinal mucosa. The aim of the present study was to investigate the influence of a dietary supplement (NDS baseline probiotic®) on the gastrointestinal quality and physical performance of endurance runners.

Methods:
The study was conducted in a prospective, randomised controlled and double-blind cross-over design. The overall observation period lasted 12 weeks, three periods of 4 weeks each: First intervention period (I1), wash-out period (WOP) and second intervention period (I2). In total there were four examinations, three by a medical doctor - before (U1) and after (U2) I1 and after I2 (U4) - and an additional examination (U3) after wash-out period, where the subjects only handed in the questionnaires and the training protocol. The study population comprised professional and competitive amateur-runners (> 4 hours running per week; participation in > 1 running competition per year) suffering from exercise-induced GI symptoms (Gastrointestinal Quality of Life Index according to Eypasch (GIQLI) <=112 points). 62 athletes were included in the intent-to-treat population and randomised to verum-placebo and placebo-verum group. NDS baseline probiotic® contains 109 viable bacteria of six strains per gram and the placebo was free of bacteria. Both are a white powder, packed in 5g sachets and recommended to be consumed dissolved in a glass of water, one sachet per day. All athletes had to fill out two questionnaires four times (U1, U2, U3 and U2), the GIQLI and the athletic and demographic profile questionnaire. The subjects kept a training protocol and noted exercise-induced occurrences of diarrhoea during the whole observation period. A Hemoccult®-test was conducted three times (U1, U2 and U2) to detect possible serious occult bleeding. From the 62 athletes, 26 regional athletes living close to the investigation centre were assigned to a so-called subgroup. They participated in “extra-examinations” (after I1: U2+; after I2: U4+) including exercise stress tests to determine systemic and ex-vivo stimulated release of cytokines (IL-6, TNF-a and IL-10 in EDTA-plasma, in unstimulated and LPS-stimulated whole blood cultures), and to determine systemic release of acute-phase proteins (C3c, C4 and hsCRP in EDTA-plasma) and immunoglobulins (IgG, IgA and IgM in EDTA-plasma) and to measure gut permeability (urinary lactulose and rhamnose excretion; dosage: 5g lactulose and 0,5g rhamnose) before and after exercise stress tests (field test: 60 min running at 80% VO2max).

Results:
The GIQLI improved over the whole observation period for all subjects, however cross-over analysis showed a treatment effect in favour of the placebo. Exercise-induced occurrences of diarrhoea decreased over the whole observation period, but no treatment effects were observed after cross-over analysis. No serious occult bleeding was found using the Hemoccult®-test, therefore cross-over analysis showed no treatment effects. Cytokines in EDTA-plasma significantly increased after exercise-stress test. Concerning immunoglobulins, there was a significant increase in IgG concentration in EDTA-plasma after exercise, but IgM and IgA concentration did not show significant differences. Exercise stress tests did not significantly influence acute-phase protein (C3c, C4 and hsCRP) concentration in EDTA-plasma. Concerning unstimulated whole blood cultures only IL-10 showed a significant difference in the placebo group after exercise. Concerning LPS-stimulated whole blood cultures a significant difference after exercise was only found in IL-10 after exercise. Cross-over analysis of the immunological parameters in the blood (before and after exercise) did not show any significant treatment effects. Small intestinal permeability (lactulose/rhamnose ratio) was increased after the exercise stress tests. Cross-over-analysis showed an interaction effect. Therefore only data of I1 were included for analysis. Then a treatment effect was found in favour of the probiotic supplement.

Conclusion:
The dietary supplement NDS baseline probiotic® showed no beneficial effect on the gastrointestinal quality (GIQLI) and physical performance of endurance runners and on the exercise-induced occurrences of diarrhoea, and the outcome of Hemoccult®-tests. Nevertheless, a positive effect on exercise-induced changes in IL-10 concentration in LPS stimulated whole blood and the exercise-induced increase of the gut permeability test was shown. This could be a possible indication for beneficial influence of probiotics on exercise-induced GI symptoms of endurance runners.


Kurzfassung in Deutsch

Einleitung:
Ausdauerläufer leiden häufig unter Symptomen des Gastrointestinaltraktes. Diese können zu Trainings- und sogar Wettkampfausfällen führen. Vor allem Langstreckenläufe beeinträchtigen die Integrität der Darmmukosa. In der Prävention solcher sportbedingten Magen-Darm-Probleme (sMDP) scheint vor allem das Ernährungsverhalten bei Training und Wettkämpfen ein bedeutender Einflussfaktor zu sein. Die Wirksamkeit von so genannten Probiotika bei der Behandlung von Magen-Darm-Krankheiten ist bekannt. Viele gesundheits-und entwicklungsbezogene Vorteile werden Probiotika beigemessen im Hinblick auf Symptome des Gastrointestinaltraktes und eine gestörte Integrität der Darmmukosa. Darum war das Ziel dieser Studie, den Einfluss einer probiotischen Nahrungsergänzung (NDS baseline probiotics®) auf die gastrointestinale Qualität und körperliche Leistungsfähigkeit von Ausdauerläufern zu untersuchen.

Methoden:
Die Studie wurde prospektiv, randomisiert, kontrolliert und doppelblind im Cross-over Design durchgeführt. Der Behandlungzeitraum betrug insgesamt 12 Wochen und war aufgeteilt in drei Perioden zu je vier Wochen: Interventionsperiode I (I1), Auswaschphase (AWP) und Interventionsperiode II (I2). Insgesamt gab es drei ärztliche Untersuchungen: vor (U1) und nach I1 (U2) und nach I2 (U4); nach der AWP gab es einen Untersuchungszeitpunkt (U3), an dem Fragebögen und Trainingsprotokolle abgegeben wurden. Die Probanden setzten sich zusammen aus professionellen Läufern und ambitionierten Amateurläufern (>4 Std. Laufen pro Woche; Teilnahme an >1 Laufwettkampf im Jahr), die außerdem an sMDP leiden, indiziert durch einen erniedrigten gastrointestinalen Lebensqualitätsindex nach Eypasch (GLQI ≤ 112 Punkte). Insgesamt wurden 62 Sportler randomisiert zur Verum-Placebo oder Placebo-Verum Gruppe. NDS baseline probiotic® enthält 109 lebensfähige Bakterien von 6 Bakterienstämmen, das Placebo enthielt keine Bakterien. Die tägliche Dosis betrug 5 g Pulver (Probiotika oder Placebo) und wurde in einem Glas Wasser aufgelöst getrunken. Alle Sportler füllten insgesamt viermal (U1, U2, U3, U4) zwei Fragebögen aus: den GLQI und einen Fragebogen zum athletischen und demografischen Profil. Außerdem führten die Probanden über den gesamten Beobachtungszeitraum ein Trainingsprotokoll, in dem auch sportbedingte Durchfallereignisse (sDE) notiert wurden. Ebenso führten die Sportler drei Hämoccult®-Tests (U1, U2 und U4) selbständig durch, um okkulte Blutungen ausschließen zu können. 26 von den 62 Probanden, die in der näheren Umgebung zum Prüfort wohnten, bildeten eine so genannte Subgruppe, die an Zusatzuntersuchungen (nach I1: U2+; und nach I2: U4+) teilnahm. Hierbei wurden 2 Belastungstests (Feldtest: 60 min. Lauf bei 80% VO2max) durchgeführt, bei denen die systemische und ex-vivo stimulierte Ausschüttung von Zytokinen (IL-6, TNF-alpha und IL-10 in EDTA-Plasma, und in unstimuliertem und LPS stimuliertem Vollblut) und die systemische Ausschüttung von Akut-Phase Proteinen (C3c, C4, hsCRP in EDTA-Plasma) und Immunglobulinen (IgG, IgA, IgM in EDTA-Plasma) vor und nach den Belastungstests untersucht wurde. Außerdem wurde die Permeabilität des Dünndarms mittels der Ausscheidung von Lactulose und Rhamnose im Urin (Dosierung: 5g Lactulose und 0,5g Rhamnose) vor und nach den Belastungstests bestimmt.

Ergebnisse:
Bei allen Studienteilnehmern verbesserte sich der GLQI über den gesamten Beobachtungszeitraum. Die Cross-over Analyse zeigte jedoch einen Behandlungseffekt (BE) zugunsten des Placebos. Die sDE reduzierten sich über den gesamten Beobachtungszeitraum, aber die Cross-over Analyse ergab keinen BE. Bei der Analyse der Hämoccult®-Tests wurden keine signifikanten okkulten Blutungen festgestellt. Demzufolge konnte kein BE bei der Cross-over Analyse gefunden werden. Die Konzentration der Zytokine im EDTA-Plasma zeigte einen signifikanten Anstieg nach Belastung. Bei der Untersuchung der Immunglobuline im EDTA-Plasma konnte ein signifikanter Anstieg der IgG Konzentration nachgewiesen werden, die Konzentrationen von IgA und IgM veränderten sich jedoch nicht signifikant. Die Konzentration der Akut-Phase Proteine im EDTA-Plasma zeigte keine signifikanten Veränderungen nach Belastung. Im unstimulierten Vollblut (VB) zeigte sich nur bei IL-10 ein signifikanter Anstieg in der Placebogruppe nach Belastung. Im stimulierten VB wurde ein signifikanter Anstieg von IL-10 in der Verumgruppe festgestellt nach Belastung. Die Cross-over Analyse der immunologischen Parameter im Blut ergab keine signifikanten BE. Nach den Belastungstests konnte bei den Probanden eine erhöhte Darmpermeabilität (Lactulose/Rhamnose Verhältnis) festgestellt werden. Die Cross-over Analyse ergab einen signifikanten Interaktionseffekt. Daraufhin wurden nur Daten von I1 untersucht, die einen BE zugunsten der probiotischen Nahrungsergänzung aufwiesen.

Schlussfolgerung:
Das probiotische Nahrungsergänzungsmittel NDS baseline probiotic® zeigte keinen positiven Effekt auf den GLQI und körperliche Leistungsfähigkeit von Ausdauerläufern, ebenso auf sDE und Ergebnisse von Hämoccult®-Tests. Probiotika zeigten einen positiven Effekt auf sportbedingte Veränderungen von IL-10 im stimulierten VB und auf eine sportbedingte erhöhte Darmpermeabilität. Dies kann ein möglicher Hinweis auf einen günstigen Einfluß von Probiotika bei sMDP von Ausdauerläufern sein.


SWD-Schlagwörter: Gastrointestinaltrakt , Ausdauersport , Nutraceutical , Körperliche Leistungsfähigkeit
Freie Schlagwörter (englisch): Gastrointestinal symptoms endurance runners probiotic supplemen , physical performance
Institut: Institut für Sport und Sportwissenschaft
Fakultät: Wirtschafts- und Verhaltenswissenschaftliche Fakultät
DDC-Sachgruppe: Freizeitgestaltung, Darstellende Kunst
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Gollhofer, Albert (Prof. Dr. )
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 12.01.2005
Erstellungsjahr: 2004
Publikationsdatum: 14.12.2005
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