探究運(yùn)動(dòng)與腸道微生物菌群的關(guān)系

楊琨

摘 要 運(yùn)動(dòng)能夠促進(jìn)人體健康已經(jīng)被得到了證實(shí)，尤其是在防止肥胖、增強(qiáng)代謝并預(yù)防心血管疾病等層面的效果較為顯著。但是運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的益處不止這些，進(jìn)行適度的運(yùn)動(dòng)可以改善腸道菌群的構(gòu)造，抑制有害菌群的產(chǎn)生，并增加健康有益菌，借助腸道菌群與腸粘膜兩者之間的聯(lián)系促進(jìn)人體的健康。本文就運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道菌群的作用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞 腸道菌群 運(yùn)動(dòng) 相互作用

中圖分類號(hào)：R563 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來(lái)，運(yùn)動(dòng)與健康相互結(jié)合的作用逐漸引起人們的關(guān)注。眾所周知，運(yùn)動(dòng)可以改變身體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)體質(zhì)、增進(jìn)健康、提高我們的生活質(zhì)量。在疾病預(yù)防方面，運(yùn)動(dòng)能夠增強(qiáng)人的心肺功能、改善骨密度，降低患糖尿病、心血管病和骨質(zhì)疏松等疾病的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而降低病死率。在治療方面，運(yùn)動(dòng)是諸多疾病的常用非藥物治療手段。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)不僅與身體的五大系統(tǒng)機(jī)能狀態(tài)密切相關(guān)，更具有調(diào)節(jié)心理狀態(tài)，改善緊張情緒的功能。運(yùn)動(dòng)可以從一定程度上影響機(jī)體的免疫、腸道菌群以及新陳代謝，在提高消化系統(tǒng)功能運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，還會(huì)導(dǎo)致腹肌的活力，而且額對(duì)胃腸道也有按摩的效果，促進(jìn)了腸胃的蠕動(dòng)，令人體的食欲提升。在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，人體的胃腸道循環(huán)與供給也有一定的鞏固，胃腸道的各種消化液也充足，促進(jìn)了人體吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有效的提升了機(jī)體的吸收功能。所以，運(yùn)動(dòng)對(duì)于多種腸道以及代謝類疾病的產(chǎn)生與蔓延，有較為明顯的防止效果。腸道作為人體的核心代謝與免疫“零件”，因?yàn)槟c道菌群的不斷變化，改善生活方式能夠?qū)何蓙y患者的菌群起到顯著作用。借助改善腸道菌群進(jìn)行防治部分疾病逐漸成為炙手可熱的話題，其中適度運(yùn)動(dòng)就是有效調(diào)節(jié)腸道菌群構(gòu)造的一種健康無(wú)副作用途徑之一。

1腸道菌群概述

一般來(lái)說(shuō)，正常人的腸道儲(chǔ)存著大量而又各種各樣的微生物，以細(xì)菌居多，被稱之為腸道菌群，腸道菌群包含的細(xì)胞超過(guò)一千種，是人體細(xì)胞總體的十倍之多 。另外，細(xì)菌按照各自需要氧氣量的不同可以分為三大類，即厭氧菌、需氧菌以及兼性厭氧菌三種，腸道菌群主要是厭氧菌。腸道菌群是人體內(nèi)至關(guān)重要的一部分，與人體的各項(xiàng)生理以及病理活動(dòng)有潛在的聯(lián)系，與人體的關(guān)系較為復(fù)雜。腸道菌群內(nèi)存在的微生物不僅參與構(gòu)成消化道內(nèi)卡位，借助爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與其他共同抵制外來(lái)微生物的系統(tǒng)，還貫穿人體內(nèi)一些關(guān)鍵的代謝流程，比如，把有機(jī)物質(zhì)深層次水解成較為簡(jiǎn)單、便與吸收的小分子物質(zhì)，并參與到膽汁、藥品或者是毒性物質(zhì)的代謝過(guò)程中。除此之外，腸道菌的影響不只局限于他們存在的消化道內(nèi)，經(jīng)過(guò)多年對(duì)于這群微生物和宿主之間調(diào)控作用的深入研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腸道菌群對(duì)于宿主的腦部亦有重大影響：菌叢在正常情況下可促進(jìn)身心健康，與宿主在相互依賴的同時(shí)有存在著約束的關(guān)系，時(shí)刻保持著動(dòng)態(tài)平衡，相反地，只要菌叢感受到宿主與外界環(huán)境帶來(lái)的變化，就會(huì)打破原有的平衡，并形成兩種組合方式，即破壞生理性組合以及生成病理性組合，最終導(dǎo)致腸道內(nèi)菌群失調(diào)，嚴(yán)重的會(huì)引起宿主抑郁、認(rèn)知障礙或者是自閉癥等其他的腦部疾病。人體中的細(xì)菌一般存在于皮膚表層、鼻腔、生殖管道或者是消化道中。據(jù)調(diào)查顯示，腸道內(nèi)的細(xì)菌總共達(dá)到一百萬(wàn)億，主要遍布回腸、盲腸以及直腸，一般存在形式為乳酸桿菌、大腸桿菌、索狀芽孢桿菌等。其中，乳酸桿菌與類桿菌被劃分為有益菌，可以改善腸道的蠕動(dòng)；索狀芽孢桿菌被稱為有害菌，它能夠引發(fā)腸道的炎癥；大腸桿菌作為一種條件致病菌，換言之，即為“中立細(xì)菌”，一般情況下在腸道內(nèi)起到積極作用，但是只要脫離控制就會(huì)損害健康。通常而言，腸道內(nèi)的細(xì)菌會(huì)根據(jù)一定的比重進(jìn)行分布，各個(gè)菌種會(huì)相互制約?；ハ嗬?，令腸道菌群在數(shù)量與活性上構(gòu)成一種相對(duì)穩(wěn)定的平衡，這樣的平衡有助于維持機(jī)體消化體系的正常功能。當(dāng)人體的周邊環(huán)境發(fā)生改變的時(shí)候，腸道菌群之間的平衡也會(huì)發(fā)生紊亂，導(dǎo)致有益菌、有害菌與各種致病菌發(fā)生變化，這樣的突發(fā)情況稱之為腸道菌群失調(diào)。按照腸道菌群在腸道之內(nèi)分布情況，能夠?qū)⑺麄儎澐譃槟ぞ号c腔菌群兩種：膜菌群還被稱為原籍菌，在出生之后的幾天之內(nèi)可以通過(guò)接觸粘膜而定植，屬于長(zhǎng)時(shí)間存在的細(xì)菌，成年時(shí)也會(huì)大量存在，與定植部位的皮膚有直接關(guān)聯(lián)，比如雙歧桿菌、擬桿菌等等；腔菌群又被稱為外籍菌，一般存在于腸腔之內(nèi)，數(shù)量較少，性質(zhì)不穩(wěn)定，比如場(chǎng)球菌，大腸桿菌等等。只要腔菌群的數(shù)量突然增加或者降低，就會(huì)引發(fā)疾病，通過(guò)腸道菌群失調(diào)引發(fā)阿的一系列病癥稱之為腸道菌群失調(diào)癥，通常表現(xiàn)為惡心、腹脹、消化紊亂、便秘等等。

2運(yùn)動(dòng)通過(guò)參與腸道菌群結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)提高免疫力

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，運(yùn)動(dòng)員攝入的蛋白質(zhì)水平一般會(huì)比普通人高而且從蛋白質(zhì)攝入水平與腸道菌群的種類線性關(guān)系中可以看出，呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)。從另一方面而言，適量的運(yùn)動(dòng)可以改善腸道微生物的豐富度，也可以影響腸道微生物的群落，間接影響人體的健康。另外，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的鍛煉，受試者的糞便當(dāng)中的短鏈脂肪酸特別是丁酸顯著增加，但是當(dāng)運(yùn)動(dòng)停止后，逐漸上升的菌群又會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)，在體型較瘦的受試者中，產(chǎn)生短鏈脂肪酸的微生物增長(zhǎng)較快，而且濃度變化與衍生丁酸和相關(guān)短鏈脂肪酸的微生物成一定比例，這表明運(yùn)動(dòng)可以脫離飲食和其他原因?qū)δc道菌群產(chǎn)生作用，但是對(duì)于肥胖者來(lái)說(shuō)增加不夠明顯。

另一則研究表明，運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生有益作用。人體腸道中定植著與自身細(xì)胞數(shù)量相當(dāng)?shù)奈⑸?，它們能夠編碼多種多樣的酶類，與宿主的營(yíng)養(yǎng)、代謝和免疫等方面密切相關(guān)，受到宿主的遺傳背景、年齡、健康狀態(tài)、飲食習(xí)慣、藥物使用及生活方式等多種因素的影響。運(yùn)動(dòng)不僅能夠降低糞便在腸道中的存儲(chǔ)時(shí)間，降低病原體與胃腸道黏膜的接觸，還能夠提升高脂與低脂飲品動(dòng)物的腸道，從某種程度上令高脂飲食動(dòng)物的菌群水平像正?？拷?。腸道菌群主要參與機(jī)體的免疫體系并抗擊外來(lái)感染。腸道菌群嚴(yán)格要求免疫系統(tǒng) 高效辨別益生菌與有害菌。倘若腸道菌群發(fā)生混亂引發(fā)腸道菌群失衡，很可能導(dǎo)致與免疫有關(guān)的腸道性疾病、肥胖、糖尿病等等。除此之外，腸道菌群能夠直接或者間接借助上皮細(xì)胞干擾樹(shù)突狀細(xì)胞與想關(guān)細(xì)胞的各項(xiàng)功能，調(diào)劑并誘導(dǎo)其更加成熟。另外，腸道菌群還能夠借助免疫體系增強(qiáng)腸道黏膜的免疫，換句話說(shuō)，這很有可能是人體阻礙外界病原體進(jìn)入人體的機(jī)制之一。人體免疫體系在改善腸道菌群的時(shí)候，會(huì)受到腸道菌群的阻礙；腸道菌群借助各種途徑與腦神經(jīng)進(jìn)行溝通，調(diào)節(jié)人體的情緒，睡眠狀況與心理。從此可知，腸道菌群與機(jī)體的功能之間潛在相關(guān)的作用，腸道菌群的構(gòu)造極有可能會(huì)成為影響人體健康的關(guān)鍵途徑。在此次的研究中，我們借助16SrDNA的高端技術(shù)，綜合分析人群與部分人群糞便當(dāng)中的腸道菌群的構(gòu)造。從腸道菌群的層面上探索運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體健康的作用，辨別運(yùn)動(dòng)引起的“健康腸道菌”，除了可以令人們從一個(gè)先進(jìn)的角度全面了解運(yùn)動(dòng)的用途之外，還可以借助腸道菌群干預(yù)運(yùn)動(dòng)功能為相關(guān)的疾病提供重要的臨床依據(jù)。目前，運(yùn)動(dòng)與腸道菌群之間關(guān)系的研究還在初期，但初步的研究表明，運(yùn)動(dòng)不僅能夠改變健康動(dòng)物的腸道菌群結(jié)構(gòu)，還能夠弱化氯化聯(lián)苯誘發(fā)的腸道菌群變化。比如，MatsuMoto 等人借助溫度凝膠電泳技術(shù)向世人證實(shí)了運(yùn)動(dòng)可以有效改善人體腸道菌群的構(gòu)造；將雄性大白鼠放入自愿轉(zhuǎn)輪當(dāng)中，研究者令其運(yùn)動(dòng)五周之后，觀察老鼠體內(nèi)腸道菌群構(gòu)造發(fā)生了明顯的變化，其中通過(guò)代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸的菌群種類有所增加。后來(lái)，有一項(xiàng)大致接近的研究借助變性梯度凝膠電泳技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，將雄性老鼠放入自主輪轉(zhuǎn)中后，進(jìn)行為期六天的運(yùn)動(dòng)，觀察到其腸道菌群的%Z-多樣性發(fā)生較為明顯的變化： 乳酸桿菌和雙歧桿菌豐度增加，梭狀芽孢桿菌和腸球菌屬豐度減少。長(zhǎng)時(shí)間保持運(yùn)動(dòng)可以明顯提升腸道中健康細(xì)菌的數(shù)量，抵制有害細(xì)菌的滋生，比如健康菌在運(yùn)動(dòng)組當(dāng)中顯著增加的腸道菌如擬桿菌科，雙歧桿菌屬的 Bifidobacterium_adolescentis 以及Anaerostipes_hadrus， 能夠產(chǎn)生豐富的 SCFAs。SCFAs可以直接作用G 蛋白偶聯(lián)受體，比如 ，GPR43有一定的抗炎殺菌的效果，可以高效維持腸粘膜免疫體系的動(dòng)態(tài)平衡 。能夠了解到運(yùn)動(dòng)可以借助腸道菌群和腸粘膜免疫體系的潛在關(guān)聯(lián)，調(diào)節(jié)人體的免疫系統(tǒng)，由此看來(lái)，這有可能是運(yùn)動(dòng)促進(jìn)身心健康的機(jī)制之一。通過(guò)深入的研究，可知運(yùn)動(dòng)可以改善劣質(zhì)的身體情況，比如，人體周圍潛在的污染源，高脂肪飲食帶來(lái)的肥胖等各個(gè)方面的原因引起的腸道菌群不協(xié)調(diào)：服用多氯化聯(lián)苯 （ Polychlorinated biphenyls，PCBs）可以有效改善小鼠體內(nèi)腸道菌群的構(gòu)造，另外，進(jìn)行適量的運(yùn)動(dòng)可以有效改善 PCBs導(dǎo)致的腸道菌群的變化。除了以上通過(guò)動(dòng)物研究獲得的數(shù)據(jù)以外，在人與人的研究過(guò)程中，得到的結(jié)果一樣是運(yùn)動(dòng)能夠改善人體內(nèi)腸道菌群的構(gòu)造：（1）男性從事長(zhǎng)時(shí)間的橄欖球運(yùn)動(dòng)與沒(méi)有運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的男性對(duì)比起來(lái)，從事運(yùn)動(dòng)的男性體內(nèi)的腸道菌群種類顯著高于沒(méi)有運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的男性，其中阿克曼菌（ Akkermansia） 增加較為明顯，Akkermansia在促進(jìn)人體消化道粘膜系統(tǒng)與避免肥胖等一系列疾病層面上有不可或缺的效果； （2）另外一項(xiàng)相似的研究通過(guò)分析1493個(gè)來(lái)自“美國(guó)胃腸道工程（ American Gut Project） ” 的志愿者糞便樣本當(dāng)中研究發(fā)現(xiàn)，習(xí)慣進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的人，其腸道菌群種類更多，其中厚壁菌（ Firmicutes） 門(mén)的數(shù)量增加的較為明顯，另外，腸道菌群種類的增多間接表明人體的腸道處于健康的狀態(tài) 。不僅在雄性動(dòng)物中得出這樣的結(jié)果，研究者在雌性的老鼠以及馬的身上也有一致的發(fā)現(xiàn)，具有差異性的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間均可以引起腸道菌群的構(gòu)造發(fā)生變化。以上的研究結(jié)果當(dāng)中菌群種類增加或者是減少會(huì)由于研究模型、運(yùn)動(dòng)方法、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與采用的研究技術(shù)的差異性而有一定的不同。即便如此，這些研究同樣是為運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道菌群構(gòu)造產(chǎn)生的作用提供了參考憑證。

目前，國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的有關(guān)運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道菌群影響的研究主要集中在八段錦、五禽戲、太極拳等傳統(tǒng)體育項(xiàng)目上，研究認(rèn)為其可改善宿主腸道菌群結(jié)構(gòu)，增加益生菌，抑制致病菌生長(zhǎng)和定植。通常而言，腸道菌群存在于人體的腸道內(nèi)，借助保護(hù)腸道、給予營(yíng)養(yǎng)，參與調(diào)控身體的新陳代謝對(duì)人體的健康產(chǎn)生作用。集體內(nèi)的腸道菌群失調(diào)能夠?qū)е路逝?、脂肪肝、糖尿病等各種代謝性疾病。所以，腸道菌群的變化可以作為衡量機(jī)體健康狀況的重要標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)動(dòng)除了能夠改善腸道菌群的構(gòu)造之外，它作為一種環(huán)境刺激性因素，可以提高腸道菌群的多樣性。另外，運(yùn)動(dòng)還可以影響腸道菌群、人體免疫以及機(jī)體代謝之間的聯(lián)系，腸道菌群主要影響機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)與新陳代謝，改善腸道的蠕動(dòng)與發(fā)育。腸道菌群可以改善食物的被吸收，幫助機(jī)體得到充足的能量并進(jìn)行存儲(chǔ)，這些與運(yùn)動(dòng)中的能量消耗有直接關(guān)聯(lián)。無(wú)菌動(dòng)物的研究表示腸道菌群你對(duì)于胃腸道免疫體系的成長(zhǎng)有幫助作用，可以阻礙機(jī)體的各項(xiàng)生理過(guò)程。從運(yùn)動(dòng)改變腸道菌群的方面看來(lái)，對(duì)一般人而言，是利大于弊，然而，對(duì)于患有代謝性疾病的患者而言有一定程度的危害，此時(shí)，可以食用適量的益生菌，或者是益生元等來(lái)彌補(bǔ)代謝性疾病患者，比如糖尿病患者體內(nèi)雙歧桿菌數(shù)量的減少的狀況。

3總結(jié)

運(yùn)動(dòng)對(duì)于人體的作用除了表現(xiàn)在改善胃腸道健康、提升血液循環(huán)以外，還能夠強(qiáng)健骨骼、增強(qiáng)肌肉力量、增加熱量的消耗有效避免肥胖，也能夠改變腸道菌群的組成，且增加有利于腸道健康的微生物比例。隨著科技的不斷進(jìn)步，研發(fā)出來(lái)的新型保健食品和各種藥品，憑借充足的醫(yī)學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，服用之后的效果令人毋庸置疑 ，然而價(jià)格較為昂貴，另外，其效果也僅僅是局限于身體的一部分而且作用時(shí)間有限。為自身的健康狀況打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，就要嚴(yán)格要求自己養(yǎng)成良好的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，不僅經(jīng)濟(jì)無(wú)毒副作用，而且效果顯著。運(yùn)動(dòng)可以改善腸道內(nèi)菌群的構(gòu)造，增加健康菌，有效抑制有害菌群的產(chǎn)生，借助腸道菌群與腸粘膜兩者之間的聯(lián)系促進(jìn)人體健康，運(yùn)動(dòng)對(duì)于人體而言除了可以促進(jìn)代謝還與菌群有密切聯(lián)系，一般人們借助運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)身體健康，有效防止相關(guān)疾病的出現(xiàn)或者是過(guò)早的發(fā)生。據(jù)調(diào)查顯示，即使運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道菌群方面的探索仍處于初級(jí)階段，而且作用機(jī)制也不夠明確，然而可以肯定的是，運(yùn)動(dòng)作為一項(xiàng)被廣泛應(yīng)用、無(wú)毒副作用且節(jié)省成本的“藥物”，是治療延緩性代謝疾病有效的途徑，希望將來(lái)的探索可以更加深入地揭示運(yùn)動(dòng)對(duì)腸道菌群你的作用原理，從而為處于各個(gè)健康階段的人做出適合自身的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)。

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