益生菌補(bǔ)充干預(yù)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的研究進(jìn)展

摘 要：越來(lái)越多的證據(jù)表明，運(yùn)動(dòng)引起的腸道菌群改變可影響對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)至關(guān)重要的健康參數(shù)，如感染、免疫功能、炎癥反應(yīng)和組織損傷修復(fù)等，因此，保持健康的腸道菌群對(duì)運(yùn)動(dòng)員健康和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)至關(guān)重要。益生菌作為以活菌為主體的微生態(tài)制劑，具有預(yù)防腸道感染，調(diào)節(jié)免疫功能，緩解大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的氧化應(yīng)激、炎癥以及物質(zhì)能量代謝失衡，促進(jìn)體能恢復(fù)和加快疲勞消除等強(qiáng)大生物學(xué)功效，其補(bǔ)充可通過(guò)改善運(yùn)動(dòng)員整體健康水平促進(jìn)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)改善。然而需要注意的是，益生菌的健康促進(jìn)特性具有高度菌種、菌株和宿主特點(diǎn)等特異性，運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充益生菌的菌種和菌株類型、劑量、持續(xù)時(shí)間、形式和確切效益尚需充分優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：腸道菌群;益生菌;運(yùn)動(dòng)員;運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)

中圖分類號(hào)：G804.3?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1006-2076（2021）05-0083-08

Research progress of probiotics supplement intervention on athletic performance

LIU Haiming

Dept. of P.E.， Yuncheng University， Yuncheng 044000， Shanxi， China

Abstract：Intestinal flora’s change caused by exercise can affect healthy parameters that are crucial to athletic performance， such as infection， immune function， inflammatory response and tissue repair. Therefore， maintaining healthy intestinal flora is essential to athletes' health and athletic performance. Probiotics can prevent intestinal infection， regulate immune function， alleviate oxidative stress， inflammatory reaction and imbalance of material and energy metabolism， promote physical performance’s recovery and accelerate fatigue’s elimination. Probiotics supplementation based on intestinal flora can improve athletes’ overall healthy level and promote athletic performance. However， it should be noted that probiotics’ health-promoting properties are highly specific to species， strains and hosts. The type， dosage， duration， form and exact benefit of probiotics supplementation for athletes need to be fully optimized.

Key words：intestinal flora; probiotics; athlete; athletic performance

長(zhǎng)期高強(qiáng)度或過(guò)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練及不合理的營(yíng)養(yǎng)、休息等會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員機(jī)體產(chǎn)生高應(yīng)激和高代謝，運(yùn)動(dòng)員需具備較高的組織器官適應(yīng)能力和能量代謝水平，否則會(huì)誘發(fā)多種不良身心健康問(wèn)題，如感染、哮喘、胃腸道疾病、炎癥失調(diào)、免疫抑制、氧化應(yīng)激、慢性疲勞及抑郁焦慮等，特別是在馬拉松、超耐力和鐵人三項(xiàng)等長(zhǎng)距離項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員中，胃腸道功能障礙和內(nèi)毒素血癥等已成為影響其健康并最終影響競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的重要負(fù)面因素。

伴隨著運(yùn)動(dòng)、腸道菌群與健康關(guān)系研究的深入，腸道菌群在宿主營(yíng)養(yǎng)、能量代謝、組織損傷修復(fù)（如腸道屏障、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、水合狀態(tài)）、免疫系統(tǒng)發(fā)育成熟等方面的作用已逐漸清晰。依賴于宿主不同健康和代謝狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)可對(duì)其腸道菌群產(chǎn)生不同的積極影響[1]。近年，競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員腸道菌群研究開(kāi)始進(jìn)入研究者視線：橄欖球[2]、自行車[3]、馬拉松[4，8]、游泳[5]、劃船[6]、舉重[7]、越野滑雪[8]等項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員腸道菌群特征已得到闡釋，并不是所有項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員共享一個(gè)同表征的菌群結(jié)構(gòu)，而是具有顯著項(xiàng)目特異性，且菌群特征與運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)具有明顯相關(guān)性?；诖耍ㄟ^(guò)干預(yù)腸道菌群影響運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)引起研究者的注意。

隨著競(jìng)技運(yùn)動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，通過(guò)膳食補(bǔ)劑改善健康進(jìn)而促進(jìn)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的改善越來(lái)越受到教練員和運(yùn)動(dòng)員的青睞。益生菌即“適當(dāng)劑量下給宿主帶來(lái)健康益處的活微生物”[9]，具有系列功效[10-13]：預(yù)防腸道感染（如腸易激綜合癥、腸炎等）、改善乳糖不耐受、調(diào)節(jié)免疫功能等;緩解大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)以及物質(zhì)能量代謝失衡，促進(jìn)體能恢復(fù)和加快疲勞消除等?；谀c道菌群的運(yùn)動(dòng)員益生菌補(bǔ)充可通過(guò)改善其整體健康水平，進(jìn)而促進(jìn)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的改善。

1 以腸道菌群為靶點(diǎn)的干預(yù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)影響的相關(guān)研究

越來(lái)越多的研究證據(jù)顯示，運(yùn)動(dòng)員腸道菌群中含有豐富的促進(jìn)健康、改善運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的菌種，且菌群多樣性較高。有關(guān)愛(ài)爾蘭男性職業(yè)橄欖球運(yùn)動(dòng)員的研究顯示[2，14]，橄欖球運(yùn)動(dòng)員腸道菌群多樣性顯著高于久坐對(duì)照者，且其菌群多樣性與蛋白質(zhì)消耗、骨骼肌運(yùn)動(dòng)損傷標(biāo)志物血清肌酸激酶（creatine kinase，CK）水平正相關(guān);與高體重指數(shù)對(duì)照者相比，橄欖球運(yùn)動(dòng)員和低體重指數(shù)對(duì)照者阿克曼氏菌屬（該菌與肥胖負(fù)相關(guān)）比例更高，且運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)擬桿菌屬（該菌與高蛋白質(zhì)、高脂肪的西方飲食類型相關(guān)）比例顯著低于低體重指數(shù)對(duì)照者;代謝水平上的研究顯示，橄欖球運(yùn)動(dòng)員腸道菌群中有關(guān)碳水化合物代謝、氨基酸和短鏈脂肪酸生物合成的代謝通路的宏基因及產(chǎn)物較多，肌肉適能較高，身體健康狀態(tài)良好。競(jìng)技自行車運(yùn)動(dòng)員的研究顯示[3]，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)于11小時(shí)/周的自行車運(yùn)動(dòng)員的普雷沃氏菌屬相對(duì)豐度顯著高于運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短的運(yùn)動(dòng)員，且宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析顯示，普雷沃氏菌屬轉(zhuǎn)錄物與腸道菌群中支鏈氨基酸（促進(jìn)肌肉蛋白合成的必需氨基酸，可促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)）的代謝正相關(guān);與業(yè)余自行車運(yùn)動(dòng)員相比，職業(yè)自行車運(yùn)動(dòng)員糞便中史氏甲烷短桿菌轉(zhuǎn)錄物豐度顯著較高，而史氏甲烷短桿菌可上調(diào)甲烷代謝，進(jìn)而上調(diào)腸道菌群中短鏈脂肪酸代謝途徑的表達(dá)[15]。有關(guān)優(yōu)秀競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員腸道菌群特征的研究[16]與該研究結(jié)果基本相同。訓(xùn)練有素的男子跨洋劃船運(yùn)動(dòng)員在長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的跨洋比賽全程中腸道菌群多樣性顯著增加，丁酸產(chǎn)生菌人羅斯拜瑞氏菌、罕見(jiàn)小球菌屬物種和改善代謝健康的Dorea longicatena物種、普雷沃氏菌屬物種豐度增加;參與特定氨基酸（S-腺苷甲硫胺酸、色氨酸和異亮氨酸等必需氨基酸）和脂肪酸生物合成的菌群種類的功能亦顯著增加[17]。上述諸研究均提示，運(yùn)動(dòng)員腸道菌群與其競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)間存在顯著相關(guān)性，但尚無(wú)法確定二者間的因果關(guān)系。

由于腸道菌群對(duì)內(nèi)、外環(huán)境的多感性和易感性，通過(guò)人體實(shí)驗(yàn)研究直接確定運(yùn)動(dòng)員腸道菌群與其競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)間的因果關(guān)系尚存有困難。近年無(wú)菌動(dòng)物模型和糞菌移植等推斷因果關(guān)系的新研究方法受到研究者青睞。Hsu等[18]研究無(wú)特定病原體、無(wú)菌和只含脆弱擬桿菌基因型小鼠的游泳運(yùn)動(dòng)能力發(fā)現(xiàn)，無(wú)菌小鼠游泳至力竭時(shí)間最短，無(wú)特定病原體小鼠游泳至力竭時(shí)間最長(zhǎng)，在腸道菌群缺乏的狀態(tài)下，小鼠運(yùn)動(dòng)能力下降。Huang等[19]利用無(wú)菌小鼠模型的研究亦觀察到類似的結(jié)果，即無(wú)菌小鼠的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)與限菌型和無(wú)特定病原體小鼠的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)相比有所下降。Lahiri等[20]研究顯示，無(wú)菌小鼠骨骼肌質(zhì)量降低，肌纖維減少，肌肉力量下降，且無(wú)菌小鼠的肌肉萎縮與線粒體生物合成失調(diào)和氧化能力降低有關(guān)，將無(wú)特定病原體小鼠腸道菌群移植到無(wú)菌小鼠后，小鼠肌肉質(zhì)量顯著改善。此外，抗生素導(dǎo)致的小鼠腸道菌群耗損研究發(fā)現(xiàn)[21-22]，腸道菌群的耗損顯著降低小鼠的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)間，通過(guò)復(fù)種，小鼠菌群恢復(fù)后，運(yùn)動(dòng)能力隨之恢復(fù)正常。

通過(guò)糞菌移植探討運(yùn)動(dòng)員腸道菌群與其競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)間因果關(guān)系的研究尚少。Scheiman等[6]研究顯示，馬拉松運(yùn)動(dòng)員賽后糞便韋榮氏球菌屬豐度極顯著增加，將從其糞便中分離到的非典型韋榮氏球菌移植到正常小鼠后，小鼠跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)至力竭時(shí)間提高13;進(jìn)一步追蹤研究發(fā)現(xiàn)，小鼠力竭運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的乳酸可通過(guò)血液循環(huán)進(jìn)入腸腔，為結(jié)腸中利用乳酸的韋榮氏球菌提供選擇優(yōu)勢(shì)，將乳酸酵解為丙酸，丙酸隨即返回循環(huán)系統(tǒng)，這樣可一方面通過(guò)加速小鼠乳酸清除，另一方面通過(guò)增加小鼠能源物質(zhì)儲(chǔ)備，最終促進(jìn)小鼠運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)改善;此外，利用宏基因組對(duì)比分析馬拉松和劃船運(yùn)動(dòng)員腸道菌群還發(fā)現(xiàn)，馬拉松運(yùn)動(dòng)員腸道菌群中尚存有幫助宿主降解碳水化合物和纖維素的菌種，該菌種可改善其能量供應(yīng)。值得注意的是，該研究的結(jié)果亦提示，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過(guò)程中宿主可能不是受益于與腸道菌群共生關(guān)系的唯一方[15]：宿主以乳酸的形式為特定的菌群如韋榮氏球菌提供能量，該菌反過(guò)來(lái)產(chǎn)生代謝產(chǎn)物如丙酸，益于宿主運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)改善。Lee等將從奧運(yùn)會(huì)優(yōu)秀舉重運(yùn)動(dòng)員糞便中分離獲得的長(zhǎng)雙歧桿菌OLP-01[23]和唾液乳酸桿菌SA-03[24]，分別以不同劑量給予小鼠口服4周后，兩菌株均可顯著提高小鼠肝、肌糖原尸檢含量和前肢握力，延長(zhǎng)力竭游泳運(yùn)動(dòng)時(shí)間，力竭游泳運(yùn)動(dòng)后血清CK、氨和血乳酸水平顯著降低，呈劑量依賴性增強(qiáng)抗疲勞能力。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究[7]，將長(zhǎng)雙歧桿菌OLP-01給予訓(xùn)練有素的中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員口服5周，同時(shí)運(yùn)動(dòng)員前3周保持正常訓(xùn)練，后2周停訓(xùn)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)洗脫期，5周后運(yùn)動(dòng)員12分鐘庫(kù)珀跑測(cè)試成績(jī)顯著提高，腸道長(zhǎng)雙歧桿菌豐度顯著增加，且總體腸道有益菌比例增加，致病菌減少。此外，Allen等的自主轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)小鼠糞菌移植無(wú)菌小鼠實(shí)驗(yàn)[25]也一定程度上支撐了運(yùn)動(dòng)員腸道菌群與其競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)間的因果關(guān)系。

2 益生菌補(bǔ)充干預(yù)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)效果的相關(guān)研究

目前營(yíng)養(yǎng)促力手段作為膳食補(bǔ)劑，在運(yùn)動(dòng)員和休閑健身人群中廣為流行，尤其是對(duì)于高水平競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員，即使只有輕微的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)改善，安全的、經(jīng)證實(shí)的促力膳食補(bǔ)劑也可為其提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。益生菌作為膳食補(bǔ)劑對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)影響的相關(guān)研究已證明，益生菌補(bǔ)充可幫助宿主防止或免受劇烈運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)體不良生理變化的影響，進(jìn)而積極影響運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

2.1 減輕胃腸道和上呼吸道癥狀

長(zhǎng)時(shí)間繁重的訓(xùn)練比賽任務(wù)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員胃腸道和上呼吸道疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加。有關(guān)益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員胃腸道和上呼吸道疾病的發(fā)病率、癥狀嚴(yán)重程度和持續(xù)時(shí)間等的影響已有大量研究。對(duì)正常運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的馬拉松運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行3個(gè)月鼠李糖乳桿菌Gorbach-Goldin補(bǔ)充，并進(jìn)行2周隨訪研究發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組相比，訓(xùn)練期間和隨訪期間鼠李糖乳桿菌Gorbach-Goldin補(bǔ)充使得馬拉松運(yùn)動(dòng)員的胃腸道疾病癥狀持續(xù)時(shí)間分別減少33和57，健康天數(shù)亦略有增加[26]。West等[27]對(duì)競(jìng)技自行車運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行11周發(fā)酵乳桿菌VRI-003 PCC補(bǔ)充后，男子自行車運(yùn)動(dòng)員的胃腸道疾病和上呼吸道疾病的癥狀嚴(yán)重程度、發(fā)作次數(shù)和持續(xù)天數(shù)顯著降低，但女子運(yùn)動(dòng)員中未發(fā)現(xiàn)顯著改變，益生菌補(bǔ)充影響運(yùn)動(dòng)員健康是否存在性別差異尚需進(jìn)一步研究。來(lái)源于不同屬的益生菌聯(lián)合干預(yù)亦獲得與上述單株益生菌干預(yù)相同的甚至更優(yōu)的積極效果。Salarkia等[28]研究含有嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌、兩歧雙歧桿菌、唾液鏈球菌嗜熱亞種的復(fù)合益生菌酸奶8周補(bǔ)充對(duì)女子游泳運(yùn)動(dòng)員胃腸道疾病和上呼吸道疾病的影響發(fā)現(xiàn)，與普通酸奶對(duì)照組相比，復(fù)合益生菌酸奶補(bǔ)充組運(yùn)動(dòng)員呼吸困難、耳痛等感染癥狀持續(xù)時(shí)間顯著縮短，胃腸道疾病和上呼吸道疾病的平均發(fā)作次數(shù)顯著減少。優(yōu)秀橄欖球運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充格氏乳桿菌、兩歧雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌聯(lián)合益生菌4周后，運(yùn)動(dòng)員自我報(bào)告的胃腸道疾病和上呼吸道疾病癥狀數(shù)量減少，與安慰劑組相比，平均患病天數(shù)減少[29]。上述研究均提示益生菌干預(yù)可顯著改善運(yùn)動(dòng)員的健康狀況，進(jìn)而間接對(duì)訓(xùn)練和比賽中的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)產(chǎn)生積極影響。

2.2 增強(qiáng)體能

對(duì)益生菌改善體能研究最多的菌株是植物乳桿菌TWK10。Chen等團(tuán)隊(duì)[30]的動(dòng)物研究表明，補(bǔ)充TWK10的小鼠前肢握力和耐力游泳時(shí)間呈劑量依賴性增加，相比于對(duì)照組小鼠，補(bǔ)充TWK10的小鼠腓腸肌中慢肌纖維數(shù)量增加。該團(tuán)隊(duì)將TWK10的性能優(yōu)勢(shì)在人體實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證[31]：未經(jīng)訓(xùn)練的健康成年男性連續(xù)6周補(bǔ)充TWK10后，相比于安慰劑組，力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)58，耐力表現(xiàn)有所改善，且運(yùn)動(dòng)后血糖水平高于安慰劑組，提示力竭運(yùn)動(dòng)期間，TWK10補(bǔ)充者糖異生前體的能量收獲得到改善。團(tuán)隊(duì)的最新研究顯示[32]，未經(jīng)訓(xùn)練的健康成年男性連續(xù)6周分別給予不同劑量TWK10補(bǔ)充后，力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間和耐力表現(xiàn)呈劑量依賴性改善;相比于安慰劑組和低劑量TWK10組，高劑量TWK10顯著增加肌肉質(zhì)量。Huang等[33]給予小鼠長(zhǎng)雙歧桿菌OLP-01益生菌6周補(bǔ)充發(fā)現(xiàn)，小鼠在耐力和握力方面表現(xiàn)出更高的性能，疲勞相關(guān)指標(biāo)乳酸、氨、CK、乳酸脫氫酶和肝、肌糖原含量等顯著改善，且益生菌+運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的復(fù)合干預(yù)效果更優(yōu)。聯(lián)合益生菌干預(yù)的研究亦提示了積極的體能改善效果。Shing等[34]對(duì)訓(xùn)練有素的男子跑步運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、乳酸雙歧桿菌、短雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌聯(lián)合益生菌補(bǔ)充4周，相比于安慰劑組，其在高溫環(huán)境下跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)至力竭的時(shí)間平均延長(zhǎng)16。

然而，益生菌補(bǔ)充改善體能的效果尚存在較大爭(zhēng)議。訓(xùn)練有素的運(yùn)動(dòng)員3個(gè)月雙歧桿菌W23、乳雙歧桿菌W51、屎腸球菌W54、嗜酸乳桿菌W22、短乳桿菌W63和乳酸乳球菌W58組成的聯(lián)合益生菌補(bǔ)充后，其耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)未改善[35]。女子高水平競(jìng)技游泳運(yùn)動(dòng)員6周長(zhǎng)雙歧桿菌35624補(bǔ)充并未提高有氧或無(wú)氧游泳成績(jī)，也沒(méi)有改善肌肉力量[36]。有關(guān)益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員短跑和力量表現(xiàn)的影響亦沒(méi)有顯示出明顯益處[37-38]。

目前有關(guān)益生菌對(duì)體能影響的人體實(shí)驗(yàn)研究數(shù)量尚少，已有的研究也只是檢查有限的運(yùn)動(dòng)類型、機(jī)能指標(biāo)和菌株類型，研究數(shù)據(jù)處于稀缺狀態(tài)，尚存有矛盾結(jié)果，還需要進(jìn)一步的研究，以確定益生菌補(bǔ)充對(duì)體能的直接影響。

2.3 促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)

對(duì)相關(guān)生理生化指標(biāo)影響的研究，證實(shí)了益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)的干預(yù)效果。Huang等團(tuán)隊(duì)[39]對(duì)鐵人三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行3周植物乳桿菌PS128補(bǔ)充，通過(guò)Wingate無(wú)氧功試驗(yàn)和85最大攝氧量試驗(yàn)評(píng)估運(yùn)動(dòng)員鐵人三項(xiàng)全能冠軍賽后48小時(shí)和72小時(shí)的無(wú)氧和有氧運(yùn)動(dòng)能力顯示，相比于安慰劑組，賽后恢復(fù)期的最大功率、疲勞指數(shù)和耐力指數(shù)顯著改善;植物乳桿菌PS128補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)員恢復(fù)期內(nèi)運(yùn)動(dòng)達(dá)疲勞的時(shí)間顯著延長(zhǎng)，耐力表現(xiàn)明顯改善;同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌PS128補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)員賽后即刻CK雖無(wú)差異，但賽后3小時(shí)CK水平顯著降低。該團(tuán)隊(duì)的研究還發(fā)現(xiàn)[32]，未經(jīng)訓(xùn)練的健康成年男性連續(xù)6周TWK10補(bǔ)充后，力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)的血乳酸水平顯著較低，且運(yùn)動(dòng)后1小時(shí)恢復(fù)期內(nèi)的血乳酸清除率顯著改善。

Jager等[40]對(duì)參加抗阻訓(xùn)練1年以上的成年男性進(jìn)行3周嗜熱鏈球菌FP4和短雙歧桿菌BR03補(bǔ)充后，通過(guò)評(píng)估運(yùn)動(dòng)后24至72小時(shí)肌肉損傷等距平均峰值扭矩，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后肌肉性能下降適度減弱。該團(tuán)隊(duì)對(duì)休閑性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練男性補(bǔ)充2周酪蛋白和凝結(jié)芽孢桿菌BC30研究發(fā)現(xiàn)，與單獨(dú)補(bǔ)充酪蛋白相比，酪蛋白和凝結(jié)芽孢桿菌BC30聯(lián)合補(bǔ)充可提高運(yùn)動(dòng)后24小時(shí)和72小時(shí)肌肉損傷的恢復(fù)狀態(tài)得分，且運(yùn)動(dòng)后72小時(shí)肌肉酸痛感減輕;運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期進(jìn)行Wingate無(wú)氧功試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)血清CK水平降低，受試者運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)改善[41]。

2.4 改善精神應(yīng)激

目前益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員精神應(yīng)激影響的研究雖不多，卻顯示出積極的精神健康干預(yù)效果。通過(guò)POMS問(wèn)卷對(duì)補(bǔ)充瑞士乳桿菌14周的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員情緒狀態(tài)調(diào)查顯示，相比于安慰劑組，其自我評(píng)定的活力感顯著增加[42]。對(duì)強(qiáng)化訓(xùn)練期的優(yōu)秀女子游泳運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充6周長(zhǎng)雙歧桿菌35624，其認(rèn)知功能顯著改善，強(qiáng)化訓(xùn)練期結(jié)束后，運(yùn)動(dòng)員壓力恢復(fù)問(wèn)卷調(diào)查顯示，相比于安慰劑組，其在運(yùn)動(dòng)恢復(fù)類別相關(guān)的得分上存在顯著優(yōu)勢(shì)[43]。

除活菌外，有學(xué)者還研究了滅活菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員精神應(yīng)激的影響[44-45]：4周熱滅活格氏乳桿菌OLL2809補(bǔ)充可顯著降低大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員1小時(shí)功率自行車運(yùn)動(dòng)后的緊張焦慮得分;12周熱滅活格氏乳桿菌CP2305補(bǔ)充顯著降低了男子大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員身體疲勞、焦慮和抑郁得分，且應(yīng)激生化標(biāo)志物唾液嗜鉻粒蛋白A顯著降低。

3 益生菌補(bǔ)充干預(yù)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的可能機(jī)制研究

3.1 益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員能量代謝的影響

已有的研究證實(shí)，益生菌補(bǔ)充可通過(guò)改善蛋白質(zhì)、糖、脂肪等代謝，促進(jìn)維生素合成等調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)員的物質(zhì)能量代謝，進(jìn)而改善運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。高體力活動(dòng)成年男性給予豌豆蛋白和副干酪乳桿菌LP-DG、副干酪乳桿菌LPC-S01聯(lián)合干預(yù)2周，4周洗脫期后，再交叉干預(yù)2周，發(fā)現(xiàn)豌豆蛋白與多菌群益生菌聯(lián)合干預(yù)可增加餐后血液中與優(yōu)化肌肉健康密切相關(guān)的蛋氨酸、組氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、酪氨酸、總支鏈氨基酸和總必需氨基酸最大濃度，提示益生菌補(bǔ)充可作為克服植物蛋白質(zhì)組成缺陷的重要營(yíng)養(yǎng)策略[46]。Georges等[47]在健康志愿者8周抗阻訓(xùn)練期間給予慢消化酪蛋白和凝結(jié)芽孢桿菌BC30聯(lián)合補(bǔ)充，發(fā)現(xiàn)BC30可提高酪蛋白吸收率，增加志愿者的縱跳能力。植物乳桿菌TWK10補(bǔ)充可顯著降低小鼠運(yùn)動(dòng)后血糖、血乳酸濃度，提高葡萄糖利用率，通過(guò)改善宿主代謝表型影響其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[30]。Huang等[48]最新研究顯示，鐵人三項(xiàng)男子運(yùn)動(dòng)員4周植物乳桿菌PS128補(bǔ)充干預(yù)后，糞便短鏈脂肪酸乙酸、丙酸、丁酸等顯著增加，短鏈脂肪酸可氧化并激活過(guò)氧化物體增殖物激活受體γ共激活因子-1，以產(chǎn)生更多ATP來(lái)提供運(yùn)動(dòng)所需能量，耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)明顯改善。此外，B族維生素可作為輔酶因子直接參與三羧酸循環(huán)，增強(qiáng)線粒體中ATP的產(chǎn)生，而研究發(fā)現(xiàn)某些益生菌菌株（如發(fā)酵乳桿菌CECT5716、羅氏芽孢桿菌）含有大量合成核黃素、葉酸、吡哆醇等的基因組[49]。

3.2 益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員腸道屏障功能的影響

劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體血液重新分配，內(nèi)臟區(qū)域血液循環(huán)減少，導(dǎo)致胃腸道上皮細(xì)胞持續(xù)低灌注/缺血缺氧，代謝廢物清除不足，pH值降低，最終誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，損傷腸上皮細(xì)胞，改變腸道滲透性，導(dǎo)致“腸漏綜合癥”，致使腸道菌群脂多糖進(jìn)入血液循環(huán)，誘發(fā)“內(nèi)毒素血癥”，產(chǎn)生全身炎癥，最終影響運(yùn)動(dòng)員恢復(fù)和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。此外，劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)體脫水、滲透壓和胃腸道蠕動(dòng)異常等也會(huì)對(duì)腸道屏障功能產(chǎn)生負(fù)面影響。

目前，益生菌補(bǔ)充影響運(yùn)動(dòng)員腸道屏障功能的研究尚少，但有限的研究卻顯示出積極的干預(yù)效果。人連蛋白是最常用的腸道屏障功能標(biāo)志物，人連蛋白增加會(huì)導(dǎo)致腸上皮細(xì)胞緊密連接蛋白分離度增加，腸道通透性加大。Lamprecht等[50]給予耐力運(yùn)動(dòng)員（鐵人三項(xiàng)、自行車、跑步）14周聯(lián)合益生菌（兩歧雙歧桿菌W23、乳雙歧桿菌W51、屎腸球菌W54、嗜酸乳桿菌W22、短乳桿菌W63、乳球菌W58）補(bǔ)充，研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充前運(yùn)動(dòng)員糞便人連蛋白濃度高于正常值，腸道滲透性增加，補(bǔ)充后糞便人連蛋白濃度降低至正常值。Roberts等[51]對(duì)保持正常訓(xùn)練的鐵人三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充聯(lián)合益生菌（嗜酸乳桿菌CUL-60、嗜酸乳桿菌CUL-21、兩歧雙歧桿菌CUL-20、雙歧桿菌乳酸亞種CUL-34）和寡果糖12周，相比于基線水平，診斷腸道通透性缺陷的常用指標(biāo)尿乳果糖/甘露醇排除率比值無(wú)顯著變化，而安慰劑組尿乳果糖/甘露醇排除率比值顯著增加，提示聯(lián)合益生菌補(bǔ)充對(duì)鐵人三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員腸道滲透性有積極的干預(yù)效果。此外，Anderson等[52]和Karczewski等[53]亦證實(shí)，益生菌植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、多形擬桿菌、大腸桿菌等補(bǔ)充可通過(guò)調(diào)控腸道上皮緊密連接蛋白改善腸道屏障功能。

3.3 益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員免疫炎癥反應(yīng)的影響

目前有關(guān)益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員免疫影響的研究主要集中在益生菌對(duì)免疫系統(tǒng)的特異性作用方面。植物乳桿菌299v和大腸桿菌可分別誘導(dǎo)產(chǎn)生黏蛋白MUC2、MUC3和β-防御素，前者可通過(guò)凝膠樣結(jié)構(gòu)或特異性位點(diǎn)與各種分子、病原體或蛋白質(zhì)結(jié)合并處理，后者對(duì)各種病原體（革蘭氏陽(yáng)性、陰性及真菌等）均具抗菌活性[15]。Clancy等[54]對(duì)診斷為干擾素-γ分泌水平低、Epstein-Barr病毒感染風(fēng)險(xiǎn)增加的疲勞運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行4周嗜酸乳桿菌LAFTIL10補(bǔ)充后，發(fā)現(xiàn)相比于健康對(duì)照者，疲勞運(yùn)動(dòng)員全血干擾素-γ水平增加，且健康對(duì)照者和疲勞運(yùn)動(dòng)員的唾液干擾素-γ水平亦增加，提示嗜酸乳桿菌補(bǔ)充，可逆轉(zhuǎn)疲勞運(yùn)動(dòng)員的干擾素減少，提高健康運(yùn)動(dòng)員的黏膜干擾素水平。Cox等[55]對(duì)健康優(yōu)秀男子長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行發(fā)酵乳桿菌VRI-003干預(yù)28天，洗脫期28天，再交叉干預(yù)28天后，隨訪2周發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵乳桿菌VRI-003補(bǔ)充顯著提高了運(yùn)動(dòng)員全血干擾素-γ水平，這與Clancy等的研究一致。Michalickova等[42]給予優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員14周瑞士乳桿菌Lafti L10補(bǔ)充后，運(yùn)動(dòng)員總IgM和抗糞腸球菌IgG水平顯著升高，提示瑞士乳桿菌Lafti L10補(bǔ)充可改善運(yùn)動(dòng)員的粘膜和體液免疫狀態(tài)。聯(lián)合益生菌補(bǔ)充干預(yù)運(yùn)動(dòng)員免疫的研究亦呈現(xiàn)出積極效果。訓(xùn)練有素的運(yùn)動(dòng)員給予4周鼠李糖乳桿菌IMC501、副干酪乳桿菌IMC502和燕麥麩纖維合生元配方干預(yù)，運(yùn)動(dòng)員分泌型IgA水平升高，粘膜免疫顯著改善[56]。此外，研究顯示益生菌菌株亦可通過(guò)自身占位及營(yíng)養(yǎng)爭(zhēng)奪排擠病原菌;通過(guò)產(chǎn)生乙酸、乳酸等抑制病原菌;可通過(guò)產(chǎn)生細(xì)菌素等幫助益生菌自身在腸道定植存活，抑制病原菌增殖[57];還可通過(guò)調(diào)控絲裂原活化蛋白酶、蛋白激酶C、蛋白激酶B/磷脂酰肌醇3激酶等多種信號(hào)途徑影響細(xì)胞增殖凋亡，維持機(jī)體免疫平衡。

益生菌菌株在增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員炎癥免疫方面表現(xiàn)出不一致的效果。Huang等[39]的研究顯示，經(jīng)3周植物乳桿菌PS128補(bǔ)充的鐵人三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員賽后即刻和3小時(shí)內(nèi)，血清促炎細(xì)胞因子、腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-6和8的水平顯著降低，且比賽結(jié)束3小時(shí)后，抗炎白細(xì)胞介素-10水平升高。Lamprecht等[50]和Mazani等[58]研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合益生菌補(bǔ)充可顯著降低運(yùn)動(dòng)員血清腫瘤壞死因子-α水平，均支持Huang等的研究結(jié)果。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)，益生菌補(bǔ)充并不能減輕運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期內(nèi)勞累性熱應(yīng)激引起的血液內(nèi)毒素血癥或炎癥[59]、唾液抗菌蛋白反應(yīng)[60]或細(xì)胞外熱休克蛋白72濃度[61]。鑒于益生菌干預(yù)炎癥反應(yīng)研究結(jié)果的矛盾性，后續(xù)有必要進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。

3.4 益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員氧化還原穩(wěn)態(tài)的影響

劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)體的高生理代謝，導(dǎo)致耗氧量劇增，活性氧自由基產(chǎn)生增多。研究顯示，某些產(chǎn)乳酸益生菌具顯著抗氧化功效，可通過(guò)清除體內(nèi)活性氧自由基、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化及螯合金屬離子、調(diào)控與氧化應(yīng)激相關(guān)的信號(hào)通路等發(fā)揮作用。乳酸菌菌體及代謝產(chǎn)物均具抗氧化性，且不同菌株的抗氧化活性成分及能力亦不相同[62]：發(fā)酵乳桿菌E3和E18可表達(dá)錳超氧化物歧化酶，發(fā)酵乳桿菌ME3具完整谷胱甘肽合成系統(tǒng)，干酪乳桿菌BL23生產(chǎn)過(guò)氧化氫酶;干酪乳桿菌KCTC3260可螯合銅離子、亞鐵離子等實(shí)現(xiàn)抗氧化;植物乳桿菌FC225可通過(guò)介導(dǎo)核因子NF-E2相關(guān)信號(hào)通路影響抗氧化酶表達(dá);瑞士乳桿菌CD6可通過(guò)葉酸產(chǎn)生影響DNA的復(fù)制、損傷修復(fù)和甲基化等。健康成年女性2周益生菌酸奶補(bǔ)充后進(jìn)行一次力竭運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)血清谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、超氧化物歧化酶水平和總抗氧化能力顯著升高，基質(zhì)金屬蛋白酶2和9、丙二醛顯著降低[58]。Martarelli等[63]、Huang等[39]和Lamprecht等[50]分別給予高強(qiáng)度訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員、鐵人三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員、耐力運(yùn)動(dòng)員依此鼠李糖乳桿菌IMC 501和副干酪乳桿菌IMC 502聯(lián)合干預(yù)、植物乳桿菌PS128干預(yù)、多菌株聯(lián)合益生菌干預(yù)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員抗氧化能力提高，氧化分子減少，髓過(guò)氧化物酶活性降低，硫氧還蛋白活性增加，益生菌補(bǔ)充可通過(guò)降低運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激水平進(jìn)而改善運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

3.5 益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員腦-腸軸功能的影響

腸道菌群可多途徑影響腦-腸軸功能：刺激腸道免疫產(chǎn)生細(xì)胞因子激活下丘腦-垂體-腎上腺軸，促進(jìn)神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育;參與5-羥色氨酸代謝，影響其表達(dá);合成神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子或遞質(zhì)，影響神經(jīng)發(fā)育、認(rèn)知及行為能力。目前雖有研究證實(shí)益生菌補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)員精神健康的積極影響，但益生菌補(bǔ)充影響運(yùn)動(dòng)員精神健康的機(jī)制研究尚少。SD大鼠補(bǔ)充嬰兒雙歧桿菌14天后進(jìn)行強(qiáng)迫游泳，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后大鼠血漿色氨酸、犬尿氨酸濃度顯著升高，額葉皮質(zhì)5-羥基吲哚乙酸、杏仁核皮質(zhì)3，4-二羥基苯乙酸降低[64-65];Strasser等[37]研究訓(xùn)練有素的運(yùn)動(dòng)員3個(gè)月聯(lián)合益生菌干預(yù)對(duì)色氨酸-犬尿氨酸代謝的影響，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合益生菌干預(yù)可減少運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的色氨酸降解，改善犬尿氨酸/色氨酸比率，兩研究初步提示益生菌補(bǔ)充干預(yù)宿主精神健康的可能機(jī)制，但尚需大量研究進(jìn)一步證實(shí)。鑒于研究已經(jīng)證實(shí)的腸道菌群及代謝產(chǎn)物在宿主腦-腸軸信息交流中的重要作用，益生菌補(bǔ)充干預(yù)運(yùn)動(dòng)員精神健康的研究將會(huì)成為運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)研究的新興領(lǐng)域。

4 小 結(jié)

隨著各競(jìng)技運(yùn)動(dòng)項(xiàng)群項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員腸道菌群特征的不斷揭示，運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)與其特殊腸道菌群間的因果關(guān)系越來(lái)越清晰，以腸道菌群為靶點(diǎn)調(diào)控運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)將會(huì)成為嶄新的研究領(lǐng)域?；谝嫔膹?qiáng)大生物學(xué)功效，無(wú)論是來(lái)源于雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬、酵母菌屬、大腸桿菌屬等的傳統(tǒng)益生菌，還是來(lái)自于研究已經(jīng)證實(shí)的與運(yùn)動(dòng)員健康和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)關(guān)系密切的擬桿菌屬、阿克曼氏菌屬、糞桿菌屬和優(yōu)桿菌屬等的未開(kāi)發(fā)的新一代益生菌，將其作為運(yùn)動(dòng)員膳食補(bǔ)劑，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員健康促進(jìn)和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)改善是有積極作用的。

然而需要注意的是，益生菌的健康促進(jìn)特性具有高度菌種、菌株和宿主特異性。目前，并非所有的運(yùn)動(dòng)員益生菌補(bǔ)充研究均顯示出積極的干預(yù)效果，且迄今為止的多數(shù)益生菌補(bǔ)充干預(yù)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的研究尚屬于初步的試驗(yàn)性研究，加之項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)學(xué)特征（運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)量及運(yùn)動(dòng)時(shí)間等）的不同及運(yùn)動(dòng)員個(gè)體特征（飲食、體成分、訓(xùn)練史、訓(xùn)練水平、環(huán)境暴露及宿主原著菌群等）的高度差異性，運(yùn)動(dòng)員益生菌補(bǔ)充的菌種和菌株類型、劑量、持續(xù)時(shí)間、形式和確切效益尚未得到充分優(yōu)化。未來(lái)，益生菌干預(yù)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的研究應(yīng)重點(diǎn)集中于：特定益生菌株的腸道定植及對(duì)宿主腸道微生態(tài)的影響，以篩選適應(yīng)運(yùn)動(dòng)員項(xiàng)目和個(gè)體差異的菌種;結(jié)合運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)指標(biāo)、生理生化指標(biāo)、飲食特點(diǎn)等研究益生菌補(bǔ)劑的配方、劑量和優(yōu)化等，以開(kāi)發(fā)通用的和個(gè)性化的益生菌運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑;進(jìn)一步加強(qiáng)益生菌補(bǔ)充促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員整體健康水平提升進(jìn)而改善競(jìng)技運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的機(jī)制研究。

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收稿日期：2021-09-05

基金項(xiàng)目：運(yùn)城學(xué)院體育學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)資助。

作者簡(jiǎn)介：劉海明（1974- ），山西新絳人，副教授，博士，研究方向體育教育訓(xùn)練學(xué)。

作者單位：運(yùn)城學(xué)院體育系，山西 運(yùn)城 044000