益生菌補(bǔ)充劑影響運(yùn)動(dòng)員健康的研究進(jìn)展

李 旻，邵 政，張彩鳳

(1.南昌大學(xué)體育與教育學(xué)院體育系，330031，南昌；2.南昌大學(xué)食品學(xué)院食品科學(xué)與工程系，330031，南昌；2.陜西白象食品有限公司，713800，咸陽(yáng)，陜西)

益生菌補(bǔ)充劑影響運(yùn)動(dòng)員健康的研究進(jìn)展

李 旻1，邵 政2，張彩鳳3

(1.南昌大學(xué)體育與教育學(xué)院體育系，330031，南昌；2.南昌大學(xué)食品學(xué)院食品科學(xué)與工程系，330031，南昌；2.陜西白象食品有限公司，713800，咸陽(yáng)，陜西)

益生菌補(bǔ)充劑是國(guó)外較早使用的微生態(tài)制劑類保健食品，具有調(diào)節(jié)腸道菌群、改善胃腸道功能，以及調(diào)節(jié)免疫力的作用。介紹了益生菌補(bǔ)充劑的概念，并綜述了益生菌補(bǔ)充劑與運(yùn)動(dòng)員胃腸道和呼吸道疾病相關(guān)性的研究，分析了益生菌補(bǔ)充劑維持腸道屏障功能并減輕運(yùn)動(dòng)員疾病癥狀的機(jī)制，并展望了益生菌補(bǔ)充劑用于運(yùn)動(dòng)員健康干預(yù)的研究方向。

運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)；益生菌補(bǔ)充劑；保健食品；腸道屏障功能

0 引言

運(yùn)動(dòng)員作為一類特殊人群，在訓(xùn)練、比賽期間進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，除可能發(fā)生骨骼與肌肉的意外傷害，引發(fā)胃腸道癥狀如惡心、痙攣、腹脹、腹瀉、嘔吐、絞痛和出血的風(fēng)險(xiǎn)也較正常人有所增加，上呼吸道感染也多有發(fā)生。因此，醫(yī)護(hù)人員需格外注意，做好運(yùn)動(dòng)員日常保健與疾病預(yù)防工作。針對(duì)胃腸道和呼吸道癥狀，膳食保健是既方便又行之有效的輔助預(yù)防對(duì)策。益生菌廣泛存在于發(fā)酵食品中，如酸奶、醬菜、泡菜等，與日常生活密切相關(guān)。有些國(guó)家開發(fā)出益生菌凍干菌粉和膠囊制品等作為微生態(tài)制劑用于保健工作。益生菌具有一系列潛在功能，如拮抗病原菌、提高乳糖耐受能力、降低膽固醇、抵御泌尿生殖道感染，以及預(yù)防腸易激綜合癥、腸炎、便秘、大腸癌、高血壓和骨質(zhì)疏松癥等[1-4]。益生菌補(bǔ)充劑作為一種功能性保健食品，對(duì)專業(yè)運(yùn)動(dòng)員提高免疫力、快速恢復(fù)體力、緩解疲勞、甚至提高成績(jī)有積極作用。研究人員在益生菌對(duì)運(yùn)動(dòng)員消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)等的相關(guān)性研究中積累了一定成果。本文綜述了益生菌補(bǔ)充劑與運(yùn)動(dòng)員胃腸道和呼吸道疾病相關(guān)性的研究，分析了益生菌補(bǔ)充劑維持腸道屏障功能并減輕運(yùn)動(dòng)員疾病癥狀的機(jī)制，并展望了益生菌補(bǔ)充劑用于運(yùn)動(dòng)員健康干預(yù)的研究方向[5-7]，以期為運(yùn)動(dòng)醫(yī)護(hù)人員與相關(guān)科研工作者提供參考。

1 益生菌補(bǔ)充劑

“益生菌”英文“probiotics”，詞頭“pro”源自拉丁文“pro”，意為“為了”，詞尾“biotics”源自希臘文“βιωτιóζ”，意為“生命”，合在一起，意思就是“為了生命”。這個(gè)概念最早在1974年由Parker正式提出。益生菌是指一類分離自正常菌群，以活菌為主體(也包含死菌)，以口服或黏膜途徑投入，旨在改善黏膜表面微生態(tài)和酶系的平衡，激發(fā)機(jī)體特異性或非特異性免疫機(jī)制，提高機(jī)體免疫力與生理活性的微生態(tài)制劑[1]。

益生菌在我國(guó)被廣泛應(yīng)用于發(fā)酵食品中，如酸奶、醬菜、泡菜等。除用于制作發(fā)酵食品外，有的國(guó)家還把益生菌制成凍干菌粉、膠囊或微膠囊形式的保健食品出售。據(jù)一項(xiàng)美國(guó)全國(guó)性調(diào)查顯示，大約有200萬的成年人因健康原因使用益生菌補(bǔ)充劑，在過去的幾年中益生菌補(bǔ)充劑已成為越來越受歡迎的保健食品之一[2]。而國(guó)內(nèi)益生菌補(bǔ)充劑產(chǎn)品較少，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局2005年起批準(zhǔn)了10種益生菌可用于保健食品[3]，分別是：兩歧雙歧桿菌(Bifidobacteriumbifidum)、嬰兒雙歧桿菌(B.infantis)、長(zhǎng)雙歧桿菌(B.longum)、短雙歧桿菌(B.breve)、青春雙歧桿菌(B.adolescentis)、德氏乳桿菌保加利亞亞種(Lactobacillusdelbrueckiisubsp.Bulgaricus)、嗜酸乳桿菌(L.acidophilus)、干酪乳桿菌干酪亞種(L.caseisubsp.casei)、嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)和羅伊氏乳桿菌(L.reuteri)。

益生菌能通過占位及營(yíng)養(yǎng)爭(zhēng)奪排擠病原菌，維持和保證腸道菌群的最佳優(yōu)勢(shì)組合及穩(wěn)定性。益生菌在人體內(nèi)可發(fā)酵糖類產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，例如醋酸與乳酸，使腸道內(nèi)部維持一個(gè)弱酸的環(huán)境，從而抑制腸道內(nèi)病原菌的生長(zhǎng)與繁殖。益生菌自身代謝產(chǎn)物如過氧化氫和細(xì)菌素也可阻止病原菌生長(zhǎng)繁殖。益生菌促進(jìn)免疫細(xì)胞產(chǎn)生IgA，預(yù)防呼吸道和胃腸道感染。益生菌刺激機(jī)體非特異性免疫功能，使吞噬細(xì)胞吞噬病原菌的活力增強(qiáng)，提高免疫力。益生菌作為功能性食品，還具有諸多有益功能：提高乳糖耐受能力、降低膽固醇、抵御泌尿生殖道感染，以及預(yù)防腸易激綜合癥(irritable bowel syndrome,IBS)、腸炎、便秘、大腸癌、高血壓和骨質(zhì)疏松癥等[4]。

2 益生菌補(bǔ)充劑與運(yùn)動(dòng)員疾病相關(guān)性的研究

耐力運(yùn)動(dòng)員在繁重的訓(xùn)練和比賽期間，上呼吸道疾病和胃腸道疾病的發(fā)病率會(huì)增加。因此，一些學(xué)者圍繞益生菌補(bǔ)充劑提高運(yùn)動(dòng)員免疫力、減少發(fā)病率、減輕癥狀嚴(yán)重程度和縮短癥狀持續(xù)時(shí)間等方面展開了相關(guān)研究。

益生菌的攝入能減輕呼吸道疾病癥狀，改善運(yùn)動(dòng)員體質(zhì)。Cox[5]等以20名優(yōu)秀長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，在為期4個(gè)月的冬季訓(xùn)練中，給實(shí)驗(yàn)組每天服用1.2×1010CFU的益生菌(L.fermentumVRI-003)凍干粉膠囊，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組比對(duì)照組呼吸癥狀持續(xù)時(shí)間少一半多，嚴(yán)重程度也較輕。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組唾液IgA、IgA1、IL4、IL12沒有明顯區(qū)別，長(zhǎng)跑成績(jī)方面也沒有顯著區(qū)別。但實(shí)驗(yàn)組IFNγ是對(duì)照組的2倍，提示益生菌能減輕運(yùn)動(dòng)員呼吸疾病持續(xù)時(shí)間與嚴(yán)重程度，IFNγ水平的保持是可能的機(jī)制之一。另有研究表明[6]，疲勞、成績(jī)不佳運(yùn)動(dòng)員血液CD4+T細(xì)胞分泌的IFNγ顯著下降，經(jīng)過一個(gè)月的益生菌(L.acidophilus)補(bǔ)充，T細(xì)胞功能得到恢復(fù)。Gleeson[7]等在為期16周的冬季耐力訓(xùn)練中，給男女運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充益生菌(L.caseiShirota)，通過觀察記錄并采集靜息時(shí)血液與唾液樣本，以檢測(cè)上呼吸道感染(upper respiratory tract infection,URTI)與免疫標(biāo)志物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在最終完成訓(xùn)練任務(wù)的58人(實(shí)驗(yàn)組32人，對(duì)照組26人)中，對(duì)照組比實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)上呼吸道感染癥狀的比例高36%，發(fā)作頻率也顯著偏高，但嚴(yán)重程度與持續(xù)時(shí)間未見差異，實(shí)驗(yàn)組唾液IgA濃度比對(duì)照組偏高。說明常規(guī)攝入益生菌能幫助減輕上呼吸道感染癥狀并維持唾液IgA水平。

益生菌的攝入能減輕胃腸道疾病癥狀。Kekkonen[8]等在141名馬拉松運(yùn)動(dòng)員中開展了一項(xiàng)隨機(jī)分配、雙盲的益生菌干預(yù)研究，在馬拉松比賽前3個(gè)月內(nèi)，給實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充益生菌(L.rhamnosusGG)，后續(xù)跟蹤記錄2周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員與對(duì)照組相比上呼吸道感染的癥狀嚴(yán)重程度和持續(xù)時(shí)間雖未見明顯差異，但胃腸道癥狀發(fā)作的持續(xù)時(shí)間顯著縮短。訓(xùn)練期間，胃腸道實(shí)驗(yàn)組發(fā)作的持續(xù)時(shí)間為2.9 d(對(duì)照組為4.3 d)，2周之后，實(shí)驗(yàn)組發(fā)作的持續(xù)時(shí)間為1.0 d(對(duì)照組為2.3 d)。

研究還發(fā)現(xiàn)益生菌補(bǔ)充劑對(duì)運(yùn)動(dòng)員健康的影響有性別差異。West[9]等以64名男性和35名女性競(jìng)技自行車運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，在11周內(nèi)給實(shí)驗(yàn)組每天服用至少1.0×109CFU的益生菌(L.fermentum)，檢測(cè)糞便益生菌計(jì)數(shù)與血清細(xì)胞因子，并記錄自述癥狀，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，男性運(yùn)動(dòng)員糞便中該益生菌數(shù)量增長(zhǎng)至受試前的7.7倍，女性增長(zhǎng)至受試前的2.2倍。男性實(shí)驗(yàn)組比對(duì)照組呼吸疾病的嚴(yán)重程度減輕，持續(xù)時(shí)間縮短，而女性確未見明顯差異。胃腸道癥狀的頻率和持續(xù)時(shí)間實(shí)驗(yàn)組是對(duì)照組的2倍，但男性運(yùn)動(dòng)員的嚴(yán)重程度大大降低。說明益生菌對(duì)男性運(yùn)動(dòng)員的健康有幫助，但對(duì)女性運(yùn)動(dòng)員的作用仍需進(jìn)一步討論。

3 生菌補(bǔ)充劑影響運(yùn)動(dòng)員健康的機(jī)制

3.1運(yùn)動(dòng)引起的腸道屏障功能紊亂

有報(bào)告稱，耐力型運(yùn)動(dòng)員在高強(qiáng)度比賽中，胃腸不適現(xiàn)象如惡心、痙攣、腹脹、腹瀉、嘔吐、絞痛和出血的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加[10]。這些問題常認(rèn)為是由血液從器官流向骨骼肌及心臟造成的，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大、頻率越高、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致血液更多地從內(nèi)臟器官流失。進(jìn)而引發(fā)腸系膜血氧與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給不足，代謝產(chǎn)物清除不足，腸道局部缺血，血液pH下降等一系列代謝紊亂現(xiàn)象。同時(shí)，在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)兒茶酚胺分泌增加，隨后其自動(dòng)氧化擾亂腸系膜抗氧化能力。產(chǎn)生的活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)和活性氮(Reactive Nitrogen Species,RNS)，氧化破壞生物大分子，改變細(xì)胞通路，引發(fā)由腸相關(guān)淋巴組織(Gut-Associated Lymphoid Tissue,GALT)免疫細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子誘導(dǎo)的炎癥過程。隨后，原本緊密的連接蛋白松散使上皮細(xì)胞黏膜失去完整性[11]。另外，脫水、滲透壓、腸道蠕動(dòng)的異常變化也會(huì)降低腸道屏障的完整性[12]。

由于腸道屏障的破壞和胃腸道通透性的增加，病原體和毒素被吸收進(jìn)組織和血液，刺激免疫系統(tǒng)采取應(yīng)答措施，并伴隨炎癥和氧化應(yīng)激[13]。嚴(yán)重或引發(fā)內(nèi)毒素血癥(Endotoxemia)，使機(jī)體免疫力下降或引發(fā)自身免疫疾病[14]。如果醫(yī)護(hù)人員觀察到運(yùn)動(dòng)員感冒和過敏癥狀頻率較高，則應(yīng)該考慮檢查該運(yùn)動(dòng)員腸道黏膜的屏障功能，并采取適當(dāng)?shù)娘嬍掣深A(yù)措施恢復(fù)其原來的腸道內(nèi)壁通透性。

3.2益生菌補(bǔ)充劑干預(yù)腸道屏障的機(jī)制

人連蛋白(Zonulin)是一種結(jié)合珠蛋白，是當(dāng)前最合適的指示腸道屏障功能的標(biāo)志物，也容易在血液和糞便中檢測(cè)。人連蛋白是腸道上皮細(xì)胞合成的一種功能蛋白，能夠通過調(diào)節(jié)腸上皮細(xì)胞間緊密連接蛋白的結(jié)構(gòu)而改變腸上皮間隙的通透性，人連蛋白濃度增加，腸上皮細(xì)胞間緊密連接蛋白分離度增加，胃腸道通透性增加[15]。Lamprecht[16]等以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，連續(xù)14周給服多菌種的益生菌補(bǔ)充劑(EcologicR Performance/OMNi-BiOTiCR POWER)，同時(shí)檢測(cè)糞便中的人連蛋白含量的變化情況。受試前，人連蛋白濃度略高于正常值，說明受試對(duì)象因長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練腸道通透性已經(jīng)略微增加。14周后人連蛋白下降至正常，推測(cè)補(bǔ)充益生菌后，益生菌根植在腸道內(nèi)壁并占據(jù)優(yōu)勢(shì)，取代病原菌調(diào)節(jié)人連蛋白系統(tǒng)。作者又以益生菌菌種、補(bǔ)充劑量以及不同益生菌的配比組合為研究?jī)?nèi)容，發(fā)現(xiàn)B.bifidumW23、B.lactisW51、EnterococcusfaeciumW54、L.acidophilusW22、L.brevisW63和LactococcuslactisW58混合補(bǔ)充劑能有效地降低受試對(duì)象糞便中檢出的人連蛋白。另外，也有報(bào)道B.infantisY1、L.plantarum、BacteroidesthetaiotaomicronATCC29184、EscherichiacoliNissle 1917、B.longumSP 07/3和L.rhamnosusGG等益生菌補(bǔ)充劑有益于維持腸道屏障功能[17-21]。

益生菌補(bǔ)充劑配料中玉米淀粉、麥芽糊精和礦物質(zhì)的配比對(duì)菌種的生存代謝至關(guān)重要，常用以確保菌種的胃部存活率和保健效果。研究報(bào)道，建議運(yùn)動(dòng)員益生菌的補(bǔ)充劑量應(yīng)在每日1.0×1010CFU以上[16]。

4 總結(jié)與展望

益生菌天然存在于傳統(tǒng)發(fā)酵食品，在國(guó)外較早被開發(fā)利用作為具有調(diào)節(jié)腸道菌群、改善胃腸道功能、免疫功能的保健食品而推向市場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)員作為一類特殊人群，受到多方面的身體傷害與心理壓力，醫(yī)護(hù)人員更應(yīng)該做好日常營(yíng)養(yǎng)保健工作，適當(dāng)合理地補(bǔ)充益生菌制劑可以有效幫助維持腸道屏障功能，減輕由高強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)所帶來的胃腸道癥狀，緩解上呼吸道感染癥狀。

目前的研究重點(diǎn)主要圍繞益生菌與運(yùn)動(dòng)員健康的相關(guān)性，缺乏益生菌與運(yùn)動(dòng)員競(jìng)賽成績(jī)關(guān)系的研究。另外，益生菌的好搭檔——益生元(Prebiotics)能促進(jìn)益生菌的增值，使之產(chǎn)生對(duì)宿主健康有益的物質(zhì)，進(jìn)而發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡等保健作用。開發(fā)益生元新產(chǎn)品混合搭配益生菌補(bǔ)充劑能對(duì)運(yùn)動(dòng)員健康帶來更大的幫助。

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RecentAdvancesintheHealthofAthletesAffectedbyProbioticSupplements

LI Min1,SHAO Zheng2,ZHANG Caifeng3

(1.Department of Physical Education,College of Education and Physical Education,Nanchang University,330031,Nanchang,PRC;2.Department of Food Science and Engineering,College of Food Science and Technology,Nanchang University,330031,Nanchang,PRC;3.Shanxi Baixiang Food Co.Ltd.,713800,Xianyang,Shanxi,PRC)

Probiotic supplements have been used as microecologic health food in foreign countries for a long time,which have the impacts of regulating intestinal flora,improving gastrointestinal function and adjusting immunity.This article introduced the characteristic of probiotic supplements,reviewed the research of correlation between probiotic supplements and the gastrointestinal and respiratory diseases of the athletes,analysed the mechanism that probiotic supplements maintain the intestinal barrier function to reduce the symptoms of athletes and prospects the future direction of probiotic supplements used for athletes in health interventions.

sports medicine;probiotic supplements;health food;intestinal barrier function

2014-10-27;

2014-12-02

李 旻(1987-)，女，助教，研究方向：體育人文社會(huì)學(xué)。

10.13990/j.issn1001-3679.2014.06.022

G804.54;R874.1

A

1001-3679(2014)06-0846-05