{"id":{"repo_id":"cadiz","oai_identifier":"oai:rodin.uca.es:10498/39650"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/cadiz/oai:rodin.uca.es:10498/39650","repository":{"repo_id":"cadiz","name":"Universidad de Cadiz","base_url":"https://rodin.uca.es/oai/request"},"display":{"title":"Influence of physical fitness on gut microbiota profile and its relationship with insulin sensitivity in patients with type 2 diabetes mellitus","abstract":"La T2DM es un trastorno metabólico caracterizado principalmente por hiperglucemia y resistencia a la insulina y afecta a millones de personas en todo el mundo. Recientemente se ha descubierto que la T2DM se relaciona con la microbiota intestinal, siendo la disbiosis de la microbiota un factor de riesgo para desarrollar resistencia a la insulina. Sin embargo, se desconoce el rol que la condición física tiene en esta relación, por lo que se llevó a cabo un análisis transversal con 145 participantes con prediabetes o T2DM (Estudio I). El objetivo fue investigar la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina en pacientes con prediabetes o T2DM, teniendo en cuenta el posible rol de la composición corporal y la condición física. En este primer estudio, se analizaron la glucosa, la insulina y la HbA1c a partir de muestras de sangre en ayunas. Posteriormente, se calcularon variables relacionadas con la resistencia (HOMA-IR y HOMA2-IR), la secreción (HOMA2-%β) y la sensibilidad (HOMA2-%S y QUICKI) a la insulina. Finalmente, se realizó una ingesta de 75 gramos de glucosa para calcular el AUGC y el índice de Matsuda tras la ingesta. La microbiota intestinal se analizó a partir de muestras fecales utilizando metagenómica basada en el ARN ribosómico 16S. Al día siguiente, se midió la composición corporal mediante bioimpedancia y se realizaron pruebas de consumo máximo de oxígeno (VO2max) y de fuerza de prensión manual. Un análisis de componentes principales (PCA) mostró que el componente más significativo era la diversidad y composición de la microbiota intestinal (16.32% de la varianza). En conjunto, la microbiota intestinal, los parámetros de T2DM, la condición física y la composición corporal explicaban el 36.81% de la varianza total. Se encontraron correlaciones significativas entre los parámetros de la T2DM y la microbiota intestinal (p<0.05). La masa y la fuerza muscular se correlacionaron inversamente con Clostridium a nivel de género (p<0.05). Los análisis de regresión lineal mostraron asociaciones significativas (p<0.05) entre la sensibilidad a la insulina (HOMA2-%S) y la microbiota intestinal a nivel de filo (Bacteroidota) y género (Roseburia, Blautia, Ruminococcus, Bacteroides, Lactobacillus y Enterococcus). Estas asociaciones se mantuvieron o incluso se reforzaron cuando se ajustaron por el IMC y la condición física. En conclusión, la microbiota intestinal se asoció con la sensibilidad a la insulina en adultos de mediana edad con prediabetes o T2DM, y dicha relación está influida por la composición corporal y la condición física. De forma similar al primer estudio, la investigación que explora la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina aún se encuentra en sus primeras etapas, y siguen sin resolverse varias cuestiones sobre cómo la actividad física y los patrones alimentarios influyen en la microbiota intestinal de las personas con sobrepeso/obesidad y resistencia a la insulina (Estudio II). Para ello, se llevó a cabo un análisis transversal con 145 participantes con prediabetes o T2DM con el objetivo de investigar cómo la actividad física y la dieta influencian la relación entre microbiota y sensibilidad a la insulina. En dicho estudio transversal, se midieron parámetros glucémicos y microbiota intestinal de la misma forma que en el primer estudio. Asimismo, se midieron la dieta y la actividad física de los participantes durante la semana previa a las mediciones clínicas. La actividad física se midió de forma objetiva mediante acelerometría, mientras que la dieta se analizó mediante pesaje y registro exhaustivo con un diario dietético (software DIAL). La adherencia a la dieta mediterránea se evaluó con un cuestionario previamente validado en español. Un análisis de componentes principales (PCA) mostró que, en conjunto, la microbiota intestinal (diversidad y composición), los parámetros de la T2DM, la dieta y la actividad física explicaban el 38.72 % de la varianza total. Los análisis de regresión lineal mostraron que la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina estaban asociadas de forma independiente (p<0.05), y esta relación se modificó cuando se tuvieron en cuenta la adherencia a la dieta mediterránea y la ingesta calórica. Por último, el ANOVA mostró una interacción significativa entre la ingesta calórica y la actividad física en el filo Bacillota (p=0.033). Las comparaciones post hoc de Bonferroni mostraron que, dentro del grupo de bajo aporte energético, cuanto mayor era la actividad física, mayor era la abundancia de Bacillota (p=0.010), y que, dentro del grupo de baja actividad física, cuanto mayor era el aporte energético, mayor era la abundancia de Bacillota (p=0.048). En conclusión, en adultos de mediana edad con resistencia a la insulina, la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina se ve influida por la actividad física y la dieta. De hecho, la abundancia del filo Bacillota puede modularse tanto en función de la ingesta energética total como del nivel de actividad física, y esta interacción podría influir en la homeostasis de la glucosa. Muy recientemente, se ha sugerido que la microbiota intestinal es un factor determinante en las adaptaciones heterogéneas de las personas con resistencia a la insulina, aunque la evidencia es limitada (Estudio III). Para responder a esta pregunta se llevó a cabo un ensayo controlado aleatorio con 103 participantes, con el objetivo de explorar si los cambios en la microbiota intestinal a través del ejercicio, la dieta o su combinación están asociados con cambios en la sensibilidad a la insulina en adultos de mediana edad con prediabetes o T2DM, teniendo en cuenta las diferencias entre respondedores y no respondedores, independientemente del tipo de intervención en el estilo de vida realizada. En dicho experimento, se midieron parámetros glucémicos y microbiota intestinal exactamente de la misma forma que los estudios anteriores, tanto antes como después de la intervención. Los participantes se sometieron a un programa de 12 semanas de ejercicio aeróbico y/o dieta. La intervención con ejercicio consistió en entrenamiento interválico de alta intensidad (HIIT) o entrenamiento continuo de intensidad moderada (MICT) tres veces por semana, mientras que la intervención dietética consistió en una dieta equilibrada basada en la mediterránea con restricción calórica. Posteriormente, los participantes se clasificaron en respondedores (n = 52) y no respondedores (n = 51) según el cambio en la resistencia a la insulina (HOMA-IR). Para dicho cálculo se tuvo en cuenta el error técnico del grupo control, que no recibió intervención. Los resultados mostraron que los cambios en la microbiota intestinal se correlacionaron con cambios en la composición corporal, el VO2max y la homeostasis de la glucosa (p<0.05). Se observaron diferencias entre los respondedores y los no respondedores en la microbiota intestinal a nivel de género. Concretamente, se observó una interacción significativa entre el tiempo y la capacidad de respuesta en el caso de Ruminococcus (F(1,101)=4.43, p=0.038, ηp2=0.042), un efecto principal de la capacidad de respuesta en el caso de Veillonella (F(1,101)=5.53, p=0.021, ηp2=0.052) y un efecto principal del tiempo para Staphylococcus (F(1,101)=3.91, p=0.049, ηp2=0.037). En conclusión, los cambios en la microbiota intestinal se asociaron con mejoras en la sensibilidad a la insulina y el control glucémico en personas con prediabetes o T2DM. Las diferentes respuestas en la homeostasis de la glucosa entre respondedores y no respondedores, aunque con mejoras similares en la composición corporal y la capacidad cardiorrespiratoria, podrían explicarse en parte por estas diferencias en la microbiota intestinal.","abstract_html":"La T2DM es un trastorno metabólico caracterizado principalmente por hiperglucemia y resistencia a la insulina y afecta a millones de personas en todo el mundo. Recientemente se ha descubierto que la T2DM se relaciona con la microbiota intestinal, siendo la disbiosis de la microbiota un factor de riesgo para desarrollar resistencia a la insulina. Sin embargo, se desconoce el rol que la condición física tiene en esta relación, por lo que se llevó a cabo un análisis transversal con 145 participantes con prediabetes o T2DM (Estudio I). El objetivo fue investigar la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina en pacientes con prediabetes o T2DM, teniendo en cuenta el posible rol de la composición corporal y la condición física. En este primer estudio, se analizaron la glucosa, la insulina y la HbA1c a partir de muestras de sangre en ayunas. Posteriormente, se calcularon variables relacionadas con la resistencia (HOMA-IR y HOMA2-IR), la secreción (HOMA2-%β) y la sensibilidad (HOMA2-%S y QUICKI) a la insulina. Finalmente, se realizó una ingesta de 75 gramos de glucosa para calcular el AUGC y el índice de Matsuda tras la ingesta. La microbiota intestinal se analizó a partir de muestras fecales utilizando metagenómica basada en el ARN ribosómico 16S. Al día siguiente, se midió la composición corporal mediante bioimpedancia y se realizaron pruebas de consumo máximo de oxígeno (VO2max) y de fuerza de prensión manual. Un análisis de componentes principales (PCA) mostró que el componente más significativo era la diversidad y composición de la microbiota intestinal (16.32% de la varianza). En conjunto, la microbiota intestinal, los parámetros de T2DM, la condición física y la composición corporal explicaban el 36.81% de la varianza total. Se encontraron correlaciones significativas entre los parámetros de la T2DM y la microbiota intestinal (p&lt;0.05). La masa y la fuerza muscular se correlacionaron inversamente con Clostridium a nivel de género (p&lt;0.05). Los análisis de regresión lineal mostraron asociaciones significativas (p&lt;0.05) entre la sensibilidad a la insulina (HOMA2-%S) y la microbiota intestinal a nivel de filo (Bacteroidota) y género (Roseburia, Blautia, Ruminococcus, Bacteroides, Lactobacillus y Enterococcus). Estas asociaciones se mantuvieron o incluso se reforzaron cuando se ajustaron por el IMC y la condición física. En conclusión, la microbiota intestinal se asoció con la sensibilidad a la insulina en adultos de mediana edad con prediabetes o T2DM, y dicha relación está influida por la composición corporal y la condición física. De forma similar al primer estudio, la investigación que explora la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina aún se encuentra en sus primeras etapas, y siguen sin resolverse varias cuestiones sobre cómo la actividad física y los patrones alimentarios influyen en la microbiota intestinal de las personas con sobrepeso/obesidad y resistencia a la insulina (Estudio II). Para ello, se llevó a cabo un análisis transversal con 145 participantes con prediabetes o T2DM con el objetivo de investigar cómo la actividad física y la dieta influencian la relación entre microbiota y sensibilidad a la insulina. En dicho estudio transversal, se midieron parámetros glucémicos y microbiota intestinal de la misma forma que en el primer estudio. Asimismo, se midieron la dieta y la actividad física de los participantes durante la semana previa a las mediciones clínicas. La actividad física se midió de forma objetiva mediante acelerometría, mientras que la dieta se analizó mediante pesaje y registro exhaustivo con un diario dietético (software DIAL). La adherencia a la dieta mediterránea se evaluó con un cuestionario previamente validado en español. Un análisis de componentes principales (PCA) mostró que, en conjunto, la microbiota intestinal (diversidad y composición), los parámetros de la T2DM, la dieta y la actividad física explicaban el 38.72 % de la varianza total. Los análisis de regresión lineal mostraron que la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina estaban asociadas de forma independiente (p&lt;0.05), y esta relación se modificó cuando se tuvieron en cuenta la adherencia a la dieta mediterránea y la ingesta calórica. Por último, el ANOVA mostró una interacción significativa entre la ingesta calórica y la actividad física en el filo Bacillota (p=0.033). Las comparaciones post hoc de Bonferroni mostraron que, dentro del grupo de bajo aporte energético, cuanto mayor era la actividad física, mayor era la abundancia de Bacillota (p=0.010), y que, dentro del grupo de baja actividad física, cuanto mayor era el aporte energético, mayor era la abundancia de Bacillota (p=0.048). En conclusión, en adultos de mediana edad con resistencia a la insulina, la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina se ve influida por la actividad física y la dieta. De hecho, la abundancia del filo Bacillota puede modularse tanto en función de la ingesta energética total como del nivel de actividad física, y esta interacción podría influir en la homeostasis de la glucosa. Muy recientemente, se ha sugerido que la microbiota intestinal es un factor determinante en las adaptaciones heterogéneas de las personas con resistencia a la insulina, aunque la evidencia es limitada (Estudio III). Para responder a esta pregunta se llevó a cabo un ensayo controlado aleatorio con 103 participantes, con el objetivo de explorar si los cambios en la microbiota intestinal a través del ejercicio, la dieta o su combinación están asociados con cambios en la sensibilidad a la insulina en adultos de mediana edad con prediabetes o T2DM, teniendo en cuenta las diferencias entre respondedores y no respondedores, independientemente del tipo de intervención en el estilo de vida realizada. En dicho experimento, se midieron parámetros glucémicos y microbiota intestinal exactamente de la misma forma que los estudios anteriores, tanto antes como después de la intervención. Los participantes se sometieron a un programa de 12 semanas de ejercicio aeróbico y/o dieta. La intervención con ejercicio consistió en entrenamiento interválico de alta intensidad (HIIT) o entrenamiento continuo de intensidad moderada (MICT) tres veces por semana, mientras que la intervención dietética consistió en una dieta equilibrada basada en la mediterránea con restricción calórica. Posteriormente, los participantes se clasificaron en respondedores (n = 52) y no respondedores (n = 51) según el cambio en la resistencia a la insulina (HOMA-IR). Para dicho cálculo se tuvo en cuenta el error técnico del grupo control, que no recibió intervención. Los resultados mostraron que los cambios en la microbiota intestinal se correlacionaron con cambios en la composición corporal, el VO2max y la homeostasis de la glucosa (p&lt;0.05). Se observaron diferencias entre los respondedores y los no respondedores en la microbiota intestinal a nivel de género. 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Recientemente se ha descubierto que la T2DM se relaciona con la microbiota intestinal, siendo la disbiosis de la microbiota un factor de riesgo para desarrollar resistencia a la insulina. Sin embargo, se desconoce el rol que la condición física tiene en esta relación, por lo que se llevó a cabo un análisis transversal con 145 participantes con prediabetes o T2DM (Estudio I). El objetivo fue investigar la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina en pacientes con prediabetes o T2DM, teniendo en cuenta el posible rol de la composición corporal y la condición física. En este primer estudio, se analizaron la glucosa, la insulina y la HbA1c a partir de muestras de sangre en ayunas. Posteriormente, se calcularon variables relacionadas con la resistencia (HOMA-IR y HOMA2-IR), la secreción (HOMA2-%β) y la sensibilidad (HOMA2-%S y QUICKI) a la insulina. Finalmente, se realizó una ingesta de 75 gramos de glucosa para calcular el AUGC y el índice de Matsuda tras la ingesta. La microbiota intestinal se analizó a partir de muestras fecales utilizando metagenómica basada en el ARN ribosómico 16S. Al día siguiente, se midió la composición corporal mediante bioimpedancia y se realizaron pruebas de consumo máximo de oxígeno (VO2max) y de fuerza de prensión manual. Un análisis de componentes principales (PCA) mostró que el componente más significativo era la diversidad y composición de la microbiota intestinal (16.32% de la varianza). En conjunto, la microbiota intestinal, los parámetros de T2DM, la condición física y la composición corporal explicaban el 36.81% de la varianza total. Se encontraron correlaciones significativas entre los parámetros de la T2DM y la microbiota intestinal (p<0.05). La masa y la fuerza muscular se correlacionaron inversamente con Clostridium a nivel de género (p<0.05). Los análisis de regresión lineal mostraron asociaciones significativas (p<0.05) entre la sensibilidad a la insulina (HOMA2-%S) y la microbiota intestinal a nivel de filo (Bacteroidota) y género (Roseburia, Blautia, Ruminococcus, Bacteroides, Lactobacillus y Enterococcus). Estas asociaciones se mantuvieron o incluso se reforzaron cuando se ajustaron por el IMC y la condición física. En conclusión, la microbiota intestinal se asoció con la sensibilidad a la insulina en adultos de mediana edad con prediabetes o T2DM, y dicha relación está influida por la composición corporal y la condición física. De forma similar al primer estudio, la investigación que explora la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina aún se encuentra en sus primeras etapas, y siguen sin resolverse varias cuestiones sobre cómo la actividad física y los patrones alimentarios influyen en la microbiota intestinal de las personas con sobrepeso/obesidad y resistencia a la insulina (Estudio II). Para ello, se llevó a cabo un análisis transversal con 145 participantes con prediabetes o T2DM con el objetivo de investigar cómo la actividad física y la dieta influencian la relación entre microbiota y sensibilidad a la insulina. En dicho estudio transversal, se midieron parámetros glucémicos y microbiota intestinal de la misma forma que en el primer estudio. Asimismo, se midieron la dieta y la actividad física de los participantes durante la semana previa a las mediciones clínicas. La actividad física se midió de forma objetiva mediante acelerometría, mientras que la dieta se analizó mediante pesaje y registro exhaustivo con un diario dietético (software DIAL). La adherencia a la dieta mediterránea se evaluó con un cuestionario previamente validado en español. Un análisis de componentes principales (PCA) mostró que, en conjunto, la microbiota intestinal (diversidad y composición), los parámetros de la T2DM, la dieta y la actividad física explicaban el 38.72 % de la varianza total. Los análisis de regresión lineal mostraron que la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina estaban asociadas de forma independiente (p<0.05), y esta relación se modificó cuando se tuvieron en cuenta la adherencia a la dieta mediterránea y la ingesta calórica. Por último, el ANOVA mostró una interacción significativa entre la ingesta calórica y la actividad física en el filo Bacillota (p=0.033). Las comparaciones post hoc de Bonferroni mostraron que, dentro del grupo de bajo aporte energético, cuanto mayor era la actividad física, mayor era la abundancia de Bacillota (p=0.010), y que, dentro del grupo de baja actividad física, cuanto mayor era el aporte energético, mayor era la abundancia de Bacillota (p=0.048). En conclusión, en adultos de mediana edad con resistencia a la insulina, la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina se ve influida por la actividad física y la dieta. De hecho, la abundancia del filo Bacillota puede modularse tanto en función de la ingesta energética total como del nivel de actividad física, y esta interacción podría influir en la homeostasis de la glucosa. Muy recientemente, se ha sugerido que la microbiota intestinal es un factor determinante en las adaptaciones heterogéneas de las personas con resistencia a la insulina, aunque la evidencia es limitada (Estudio III). Para responder a esta pregunta se llevó a cabo un ensayo controlado aleatorio con 103 participantes, con el objetivo de explorar si los cambios en la microbiota intestinal a través del ejercicio, la dieta o su combinación están asociados con cambios en la sensibilidad a la insulina en adultos de mediana edad con prediabetes o T2DM, teniendo en cuenta las diferencias entre respondedores y no respondedores, independientemente del tipo de intervención en el estilo de vida realizada. En dicho experimento, se midieron parámetros glucémicos y microbiota intestinal exactamente de la misma forma que los estudios anteriores, tanto antes como después de la intervención. Los participantes se sometieron a un programa de 12 semanas de ejercicio aeróbico y/o dieta. La intervención con ejercicio consistió en entrenamiento interválico de alta intensidad (HIIT) o entrenamiento continuo de intensidad moderada (MICT) tres veces por semana, mientras que la intervención dietética consistió en una dieta equilibrada basada en la mediterránea con restricción calórica. Posteriormente, los participantes se clasificaron en respondedores (n = 52) y no respondedores (n = 51) según el cambio en la resistencia a la insulina (HOMA-IR). Para dicho cálculo se tuvo en cuenta el error técnico del grupo control, que no recibió intervención. Los resultados mostraron que los cambios en la microbiota intestinal se correlacionaron con cambios en la composición corporal, el VO2max y la homeostasis de la glucosa (p<0.05). Se observaron diferencias entre los respondedores y los no respondedores en la microbiota intestinal a nivel de género. Concretamente, se observó una interacción significativa entre el tiempo y la capacidad de respuesta en el caso de Ruminococcus (F(1,101)=4.43, p=0.038, ηp2=0.042), un efecto principal de la capacidad de respuesta en el caso de Veillonella (F(1,101)=5.53, p=0.021, ηp2=0.052) y un efecto principal del tiempo para Staphylococcus (F(1,101)=3.91, p=0.049, ηp2=0.037). En conclusión, los cambios en la microbiota intestinal se asociaron con mejoras en la sensibilidad a la insulina y el control glucémico en personas con prediabetes o T2DM. Las diferentes respuestas en la homeostasis de la glucosa entre respondedores y no respondedores, aunque con mejoras similares en la composición corporal y la capacidad cardiorrespiratoria, podrían explicarse en parte por estas diferencias en la microbiota intestinal.","Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a metabolic disorder characterised mainly by hyperglycemia and insulin resistance, affecting millions of people worldwide. It has recently been discovered that T2DM is related to the gut microbiota, with microbiota dysbiosis being a risk factor for developing insulin resistance. However, the role of physical fitness in this relationship is unknown, so a crosssectional analysis was conducted with 145 participants with prediabetes or T2DM (Study I). The aim was to investigate the relationship between gut microbiota and insulin sensitivity in patients with prediabetes or T2DM, considering the possible role of body composition and physical fitness. In this first study, glucose, insulin, and HbA1c were analysed from fasting blood samples. Subsequently, variables related to insulin resistance (HOMA-IR and HOMA2-IR), secretion (HOMA2-%β), and sensitivity (HOMA2-%S and QUICKI) were calculated. Finally, 75 grams of glucose were ingested to calculate the AUGC and Matsuda index after ingestion. The gut microbiota was analysed from faecal samples using 16S rRNA-based metagenomics. The following day, body composition was measured using bioimpedance, and physical fitness tests were performed to estimate maximal oxygen uptake (VO2max) and handgrip strength. A principal component analysis (PCA) showed that the most significant component was the diversity and composition of the gut microbiota (16.32% of the variance). Together, the gut microbiota, T2DM parameters, physical fitness, and body composition explained 36.81% of the total variance. Significant correlations were found between T2DM parameters and gut microbiota (p<0.05). Muscle mass and strength were inversely correlated with Clostridium at the genus level (p<0.05). Linear regression analyses showed significant associations (p<0.05) between insulin sensitivity (HOMA2-%S) and gut microbiota at the phylum (Bacteroidota) and genus level (Roseburia, Blautia, Ruminococcus, Bacteroides, Lactobacillus, and Enterococcus). These associations were maintained or even strengthened when adjusted for BMI and physical fitness. In conclusion, the gut microbiota was associated with insulin sensitivity in middle-aged adults with prediabetes or T2DM, and this relationship is influenced by body composition and physical fitness. Similar to the first study, research exploring the relationship between gut microbiota and insulin sensitivity is still in its early stages, and several questions remain unresolved about how physical activity and dietary patterns influence the gut microbiota in individuals with overweight/obesity and insulin resistance (Study II). To this end, a cross-sectional analysis was conducted with 145 participants with prediabetes or T2DM to investigate how physical activity and diet influence the relationship between microbiota and insulin sensitivity. In this cross-sectional study, glycaemic parameters and gut microbiota were measured in the same way as in the first study. Moreover, the participants' diet and physical activity were also measured during the week prior to the clinical measurements. Physical activity was measured objectively using accelerometry, while diet was analysed by weighing and comprehensive recording in a food diary (DIAL software). The adherence to the Mediterranean diet was assessed using a questionnaire previously validated in Spanish. A principal component analysis (PCA) showed that, together, gut microbiota (diversity and composition), T2DM parameters, diet, and physical activity explained 38.72% of the total variance. Linear regression analyses showed that gut microbiota and insulin sensitivity were independently associated (p<0.05), and this relationship was modified when adherence to the Mediterranean diet and energy intake were taken into account. Finally, the ANOVA showed a significant interaction between energy intake and physical activity in the Bacillota phylum (p=0.033). Bonferroni post hoc comparisons showed that, within the low energy intake group, the higher the physical activity, the greater the abundance of Bacillota (p=0.010), and that, within the low physical activity group, the higher the energy intake, the greater the abundance of Bacillota (p=0.048). In conclusion, in middle-aged adults with insulin resistance, the relationship between gut microbiota and insulin sensitivity is influenced by physical activity and diet. In fact, the abundance of the phylum Bacillota can be modulated by both total energy intake and physical activity level, and this interaction could influence glucose homeostasis. Very recently, it has been suggested that gut microbiota is a determining factor in the heterogeneous adaptations of people with insulin resistance, although the evidence is limited (Study III). To answer this question, a randomized controlled trial was conducted with 103 participants, with the aim of exploring whether changes in the gut microbiota through exercise, diet, or their combination are associated with changes in insulin sensitivity in middle-aged adults with prediabetes or T2DM, considering the differences between responders and nonresponders, regardless of the type of lifestyle intervention performed. In this experiment, glycemic parameters and gut microbiota were measured in exactly the same way as in previous studies, both before and after the intervention. Participants underwent a 12-week programme of aerobic exercise and/or diet. The exercise intervention consisted of high-intensity interval training (HIIT) or moderate-intensity continuous training (MICT) three times a week, while the dietary intervention consisted of a balanced Mediterranean based diet with calorie restriction. Participants were then classified as responders (n = 52) and non-responders (n = 51) based on the change in insulin resistance (HOMA-IR). The technical error of the control group, which did not receive any intervention, was considered for this calculation. The results showed that changes in the gut microbiota correlated with changes in body composition, VO2max, and glucose homeostasis (p<0.05). Differences were observed between responders and non-responders in the gut microbiota at the genus level. Specifically, we found a significant interaction of time × responsiveness for Ruminococcus (F(1,101)=4.43, p=0.038, ηp 2=0.042), a main effect of responsiveness for Veillonella (F(1,101)=5.53, p=0.021, ηp 2=0.052), and a main effect of time for Staphylococcus (F(1,101)=3.91, p=0.049, ηp 2=0.037). In conclusion, changes in gut microbiota were associated with improvements in insulin sensitivity and glycemic control in people with prediabetes or T2DM. The different responses in glucose homeostasis between responders and nonresponders, although similar improvements in body composition and cardiorespiratory fitness, could be explained in part by these differences in the gut microbiota."]},{"key":"dc:format","label":"Dc Format","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Influence of physical fitness on gut microbiota profile and its relationship with insulin sensitivity in patients with type 2 diabetes mellitus"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor.advisor":["Ponce González, Jesús Gustavo","Casals Vázquez, Cristina"],"dc:contributor.other":["Didáctica de la Educación Física, Plástica y Musical"],"dc:creator":["Montes de Oca García, Adrian"],"dc:date.accessioned":["2026-05-22T12:11:56Z"],"dc:date.available":["2026-05-22T12:11:56Z"],"dc:date.issued":["2026"],"dc:description.abstract":["La T2DM es un trastorno metabólico caracterizado principalmente por hiperglucemia y resistencia a la insulina y afecta a millones de personas en todo el mundo. Recientemente se ha descubierto que la T2DM se relaciona con la microbiota intestinal, siendo la disbiosis de la microbiota un factor de riesgo para desarrollar resistencia a la insulina. Sin embargo, se desconoce el rol que la condición física tiene en esta relación, por lo que se llevó a cabo un análisis transversal con 145 participantes con prediabetes o T2DM (Estudio I). El objetivo fue investigar la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina en pacientes con prediabetes o T2DM, teniendo en cuenta el posible rol de la composición corporal y la condición física. En este primer estudio, se analizaron la glucosa, la insulina y la HbA1c a partir de muestras de sangre en ayunas. Posteriormente, se calcularon variables relacionadas con la resistencia (HOMA-IR y HOMA2-IR), la secreción (HOMA2-%β) y la sensibilidad (HOMA2-%S y QUICKI) a la insulina. Finalmente, se realizó una ingesta de 75 gramos de glucosa para calcular el AUGC y el índice de Matsuda tras la ingesta. La microbiota intestinal se analizó a partir de muestras fecales utilizando metagenómica basada en el ARN ribosómico 16S. Al día siguiente, se midió la composición corporal mediante bioimpedancia y se realizaron pruebas de consumo máximo de oxígeno (VO2max) y de fuerza de prensión manual. Un análisis de componentes principales (PCA) mostró que el componente más significativo era la diversidad y composición de la microbiota intestinal (16.32% de la varianza). En conjunto, la microbiota intestinal, los parámetros de T2DM, la condición física y la composición corporal explicaban el 36.81% de la varianza total. Se encontraron correlaciones significativas entre los parámetros de la T2DM y la microbiota intestinal (p<0.05). La masa y la fuerza muscular se correlacionaron inversamente con Clostridium a nivel de género (p<0.05). Los análisis de regresión lineal mostraron asociaciones significativas (p<0.05) entre la sensibilidad a la insulina (HOMA2-%S) y la microbiota intestinal a nivel de filo (Bacteroidota) y género (Roseburia, Blautia, Ruminococcus, Bacteroides, Lactobacillus y Enterococcus). Estas asociaciones se mantuvieron o incluso se reforzaron cuando se ajustaron por el IMC y la condición física. En conclusión, la microbiota intestinal se asoció con la sensibilidad a la insulina en adultos de mediana edad con prediabetes o T2DM, y dicha relación está influida por la composición corporal y la condición física. De forma similar al primer estudio, la investigación que explora la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina aún se encuentra en sus primeras etapas, y siguen sin resolverse varias cuestiones sobre cómo la actividad física y los patrones alimentarios influyen en la microbiota intestinal de las personas con sobrepeso/obesidad y resistencia a la insulina (Estudio II). Para ello, se llevó a cabo un análisis transversal con 145 participantes con prediabetes o T2DM con el objetivo de investigar cómo la actividad física y la dieta influencian la relación entre microbiota y sensibilidad a la insulina. En dicho estudio transversal, se midieron parámetros glucémicos y microbiota intestinal de la misma forma que en el primer estudio. Asimismo, se midieron la dieta y la actividad física de los participantes durante la semana previa a las mediciones clínicas. La actividad física se midió de forma objetiva mediante acelerometría, mientras que la dieta se analizó mediante pesaje y registro exhaustivo con un diario dietético (software DIAL). La adherencia a la dieta mediterránea se evaluó con un cuestionario previamente validado en español. Un análisis de componentes principales (PCA) mostró que, en conjunto, la microbiota intestinal (diversidad y composición), los parámetros de la T2DM, la dieta y la actividad física explicaban el 38.72 % de la varianza total. Los análisis de regresión lineal mostraron que la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina estaban asociadas de forma independiente (p<0.05), y esta relación se modificó cuando se tuvieron en cuenta la adherencia a la dieta mediterránea y la ingesta calórica. Por último, el ANOVA mostró una interacción significativa entre la ingesta calórica y la actividad física en el filo Bacillota (p=0.033). Las comparaciones post hoc de Bonferroni mostraron que, dentro del grupo de bajo aporte energético, cuanto mayor era la actividad física, mayor era la abundancia de Bacillota (p=0.010), y que, dentro del grupo de baja actividad física, cuanto mayor era el aporte energético, mayor era la abundancia de Bacillota (p=0.048). En conclusión, en adultos de mediana edad con resistencia a la insulina, la relación entre la microbiota intestinal y la sensibilidad a la insulina se ve influida por la actividad física y la dieta. De hecho, la abundancia del filo Bacillota puede modularse tanto en función de la ingesta energética total como del nivel de actividad física, y esta interacción podría influir en la homeostasis de la glucosa. Muy recientemente, se ha sugerido que la microbiota intestinal es un factor determinante en las adaptaciones heterogéneas de las personas con resistencia a la insulina, aunque la evidencia es limitada (Estudio III). Para responder a esta pregunta se llevó a cabo un ensayo controlado aleatorio con 103 participantes, con el objetivo de explorar si los cambios en la microbiota intestinal a través del ejercicio, la dieta o su combinación están asociados con cambios en la sensibilidad a la insulina en adultos de mediana edad con prediabetes o T2DM, teniendo en cuenta las diferencias entre respondedores y no respondedores, independientemente del tipo de intervención en el estilo de vida realizada. En dicho experimento, se midieron parámetros glucémicos y microbiota intestinal exactamente de la misma forma que los estudios anteriores, tanto antes como después de la intervención. Los participantes se sometieron a un programa de 12 semanas de ejercicio aeróbico y/o dieta. La intervención con ejercicio consistió en entrenamiento interválico de alta intensidad (HIIT) o entrenamiento continuo de intensidad moderada (MICT) tres veces por semana, mientras que la intervención dietética consistió en una dieta equilibrada basada en la mediterránea con restricción calórica. Posteriormente, los participantes se clasificaron en respondedores (n = 52) y no respondedores (n = 51) según el cambio en la resistencia a la insulina (HOMA-IR). Para dicho cálculo se tuvo en cuenta el error técnico del grupo control, que no recibió intervención. Los resultados mostraron que los cambios en la microbiota intestinal se correlacionaron con cambios en la composición corporal, el VO2max y la homeostasis de la glucosa (p<0.05). Se observaron diferencias entre los respondedores y los no respondedores en la microbiota intestinal a nivel de género. Concretamente, se observó una interacción significativa entre el tiempo y la capacidad de respuesta en el caso de Ruminococcus (F(1,101)=4.43, p=0.038, ηp2=0.042), un efecto principal de la capacidad de respuesta en el caso de Veillonella (F(1,101)=5.53, p=0.021, ηp2=0.052) y un efecto principal del tiempo para Staphylococcus (F(1,101)=3.91, p=0.049, ηp2=0.037). En conclusión, los cambios en la microbiota intestinal se asociaron con mejoras en la sensibilidad a la insulina y el control glucémico en personas con prediabetes o T2DM. Las diferentes respuestas en la homeostasis de la glucosa entre respondedores y no respondedores, aunque con mejoras similares en la composición corporal y la capacidad cardiorrespiratoria, podrían explicarse en parte por estas diferencias en la microbiota intestinal.","Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a metabolic disorder characterised mainly by hyperglycemia and insulin resistance, affecting millions of people worldwide. It has recently been discovered that T2DM is related to the gut microbiota, with microbiota dysbiosis being a risk factor for developing insulin resistance. However, the role of physical fitness in this relationship is unknown, so a crosssectional analysis was conducted with 145 participants with prediabetes or T2DM (Study I). The aim was to investigate the relationship between gut microbiota and insulin sensitivity in patients with prediabetes or T2DM, considering the possible role of body composition and physical fitness. In this first study, glucose, insulin, and HbA1c were analysed from fasting blood samples. Subsequently, variables related to insulin resistance (HOMA-IR and HOMA2-IR), secretion (HOMA2-%β), and sensitivity (HOMA2-%S and QUICKI) were calculated. Finally, 75 grams of glucose were ingested to calculate the AUGC and Matsuda index after ingestion. The gut microbiota was analysed from faecal samples using 16S rRNA-based metagenomics. The following day, body composition was measured using bioimpedance, and physical fitness tests were performed to estimate maximal oxygen uptake (VO2max) and handgrip strength. A principal component analysis (PCA) showed that the most significant component was the diversity and composition of the gut microbiota (16.32% of the variance). Together, the gut microbiota, T2DM parameters, physical fitness, and body composition explained 36.81% of the total variance. Significant correlations were found between T2DM parameters and gut microbiota (p<0.05). Muscle mass and strength were inversely correlated with Clostridium at the genus level (p<0.05). Linear regression analyses showed significant associations (p<0.05) between insulin sensitivity (HOMA2-%S) and gut microbiota at the phylum (Bacteroidota) and genus level (Roseburia, Blautia, Ruminococcus, Bacteroides, Lactobacillus, and Enterococcus). These associations were maintained or even strengthened when adjusted for BMI and physical fitness. In conclusion, the gut microbiota was associated with insulin sensitivity in middle-aged adults with prediabetes or T2DM, and this relationship is influenced by body composition and physical fitness. Similar to the first study, research exploring the relationship between gut microbiota and insulin sensitivity is still in its early stages, and several questions remain unresolved about how physical activity and dietary patterns influence the gut microbiota in individuals with overweight/obesity and insulin resistance (Study II). To this end, a cross-sectional analysis was conducted with 145 participants with prediabetes or T2DM to investigate how physical activity and diet influence the relationship between microbiota and insulin sensitivity. In this cross-sectional study, glycaemic parameters and gut microbiota were measured in the same way as in the first study. Moreover, the participants' diet and physical activity were also measured during the week prior to the clinical measurements. Physical activity was measured objectively using accelerometry, while diet was analysed by weighing and comprehensive recording in a food diary (DIAL software). The adherence to the Mediterranean diet was assessed using a questionnaire previously validated in Spanish. A principal component analysis (PCA) showed that, together, gut microbiota (diversity and composition), T2DM parameters, diet, and physical activity explained 38.72% of the total variance. Linear regression analyses showed that gut microbiota and insulin sensitivity were independently associated (p<0.05), and this relationship was modified when adherence to the Mediterranean diet and energy intake were taken into account. Finally, the ANOVA showed a significant interaction between energy intake and physical activity in the Bacillota phylum (p=0.033). Bonferroni post hoc comparisons showed that, within the low energy intake group, the higher the physical activity, the greater the abundance of Bacillota (p=0.010), and that, within the low physical activity group, the higher the energy intake, the greater the abundance of Bacillota (p=0.048). In conclusion, in middle-aged adults with insulin resistance, the relationship between gut microbiota and insulin sensitivity is influenced by physical activity and diet. In fact, the abundance of the phylum Bacillota can be modulated by both total energy intake and physical activity level, and this interaction could influence glucose homeostasis. Very recently, it has been suggested that gut microbiota is a determining factor in the heterogeneous adaptations of people with insulin resistance, although the evidence is limited (Study III). To answer this question, a randomized controlled trial was conducted with 103 participants, with the aim of exploring whether changes in the gut microbiota through exercise, diet, or their combination are associated with changes in insulin sensitivity in middle-aged adults with prediabetes or T2DM, considering the differences between responders and nonresponders, regardless of the type of lifestyle intervention performed. In this experiment, glycemic parameters and gut microbiota were measured in exactly the same way as in previous studies, both before and after the intervention. Participants underwent a 12-week programme of aerobic exercise and/or diet. The exercise intervention consisted of high-intensity interval training (HIIT) or moderate-intensity continuous training (MICT) three times a week, while the dietary intervention consisted of a balanced Mediterranean based diet with calorie restriction. Participants were then classified as responders (n = 52) and non-responders (n = 51) based on the change in insulin resistance (HOMA-IR). The technical error of the control group, which did not receive any intervention, was considered for this calculation. The results showed that changes in the gut microbiota correlated with changes in body composition, VO2max, and glucose homeostasis (p<0.05). Differences were observed between responders and non-responders in the gut microbiota at the genus level. Specifically, we found a significant interaction of time × responsiveness for Ruminococcus (F(1,101)=4.43, p=0.038, ηp 2=0.042), a main effect of responsiveness for Veillonella (F(1,101)=5.53, p=0.021, ηp 2=0.052), and a main effect of time for Staphylococcus (F(1,101)=3.91, p=0.049, ηp 2=0.037). In conclusion, changes in gut microbiota were associated with improvements in insulin sensitivity and glycemic control in people with prediabetes or T2DM. The different responses in glucose homeostasis between responders and nonresponders, although similar improvements in body composition and cardiorespiratory fitness, could be explained in part by these differences in the gut microbiota."],"dc:format":["application/pdf"],"dc:identifier.uri":["http://hdl.handle.net/10498/39650"],"dc:language.iso":["eng"],"dc:rights":["Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional"],"dc:rights.uri":["http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/"],"dc:title":["Influence of physical fitness on gut microbiota profile and its relationship with insulin sensitivity in patients with type 2 diabetes mellitus"],"dc:type":["doctoral thesis"]},"updated_at":"2026-07-24T01:29:50Z"}