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本文聚焦肠道微生物群、运动和益生菌之间的关系。研究发现，运动可影响身体多个系统，而益生菌能调节肠道微生物群，改善运动表现、减轻疲劳、调节炎症和氧化应激。这为运动医学和个性化健康管理提供了新思路，值得关注。
引言
1974 年 “益生菌” 首次被提出，世界卫生组织 2002 年将其定义为适量摄入时对人体健康有益的活微生物。益生菌来源广泛，存在于多种食物、母乳及动物肠道中。肠道微生物群在人体消化、吸收、维生素合成和保护消化道等方面发挥重要作用，但部分维生素的生物利用度和吸收情况仍待研究。
体育锻炼对健康和运动表现有重要影响，但高强度或长时间运动可能破坏体内平衡，引发炎症反应。适度的运动诱导炎症有助于组织修复和免疫调节，但恢复不足或过度运动可导致炎症失调，影响运动表现。肠道在调节全身炎症中起关键作用，益生菌可调节炎症，在个性化运动规划中具有潜在应用价值。
本文依据 FAO/WHO 的益生菌指南，深入探讨肠道微生物群对人体健康的贡献，以及益生菌在运动表现、预防运动疲劳和提高适应性方面的作用。同时，强调 3P 医学（预测性、预防性和个性化医学）在运动员管理中的应用，旨在通过调节肠道微生物群，探索益生菌提升运动表现和恢复能力的机制。
肠道 - 脑轴与微生物群
研究表明，肠道微生物群与中枢神经系统（CNS）在胚胎早期就建立了共生关系，影响新生儿认知和心理发展。肠道与大脑通过神经内分泌、神经免疫和自主神经通路相互作用，形成复杂反馈回路。食物摄入后，胃肠道系统向中枢神经系统传递信息，调节食物摄入、血糖水平和能量消耗。肠道内分泌细胞释放的肽类物质，如 GLP - 1 和胆囊收缩素，可调节血糖稳态，并通过旁分泌或内分泌方式向大脑发送信号。
肠道微生物群在肠道 - 脑轴中起重要调节作用，其代谢产物如短链脂肪酸（SCFAs）、次级胆汁酸、神经递质样分子和吲哚衍生物等，可影响情绪、认知、食欲和应激反应。这些代谢产物能调节血脑屏障通透性、小胶质细胞活化和神经递质释放。例如，丁酸可增强动物模型的记忆力和减轻焦虑。此外，革兰氏阴性菌产生的细胞外囊泡可携带物质影响免疫系统、代谢和神经细胞。微生物群平衡的破坏与情绪障碍、认知下降和运动表现改变有关，维持健康的肠道微生物群有助于支持心理韧性和优化大脑功能。
肠道 - 肌肉轴与微生物群
骨骼肌约占体重的 40 - 50%，是储存蛋白质的重要场所。多种信号可调节骨骼肌，骨骼肌也可通过分泌肌动蛋白发挥信号器官的作用。肠道微生物群不仅影响中枢神经系统功能，还调节食欲和能量稳态，通过代谢产物（如 BAs 和 SCFAs）调节骨骼肌代谢，维持动物能量平衡。
SCFAs 可激活 AMPK，促进线粒体生物合成、改善线粒体功能和脂肪酸氧化代谢。同时，SCFAs 还能促进葡萄糖转运和糖原合成，调节脂肪代谢。此外，肠道细菌产生的胆汁酸可调节肌肉能量代谢，减少脂肪积累。无菌或抗生素处理的动物研究表明，补充健康微生物群或特定益生菌（如植物乳杆菌 TWK10 和长双歧杆菌 OLP - 01）可恢复肌肉质量、线粒体功能和耐力。运动可改变微生物群组成，增加 SCFA 产生菌，形成正反馈回路，支持肌肉适应和全身稳态。
益生菌对运动表现的影响
多项研究表明，益生菌可改善运动表现、减轻运动疲劳。以下是不同益生菌的相关研究：
- 植物乳杆菌：对 54 名健康参与者的研究显示，植物乳杆菌 TWK10 可提高运动表现，且效果与剂量相关，还能增加肌肉质量、减少体脂。对小鼠的研究发现，TWK10 可增强握力、延长耐力游泳时间、增加肌肉重量，减少疲劳相关指标。此外，补充 TWK10 可改变肠道细菌组成，增加 SCFA 产生菌和 SCFAs 水平。对人类的研究也表明，补充 TWK10 可提高耐力和血糖水平。对老年人的研究发现，补充 TWK10 6 周可增加肌肉质量、改善握力，延长补充时间效果更显著。
其他植物乳杆菌菌株如 PL - 02、KSFY01、CQPC02、PS128 等，也在不同研究中显示出对肌肉生长、运动表现和抗疲劳的积极作用。例如，PL - 02 可增加肌肉质量、耐力和糖原储存，降低疲劳相关指标；PS128 可提高运动员耐力，调节肠道微生物群，降低炎症因子水平。
- 副干酪乳杆菌：研究发现，补充热灭活和活的副干酪乳杆菌均可减缓运动诱导的肌肉力量损失，降低炎症和损伤标记物水平，提高肌肉力量和恢复能力。此外，副干酪乳杆菌还可调节 GLP - 1 反应，影响能量摄入。
- 发酵乳杆菌：发酵乳杆菌 CQPC08 联合低聚半乳糖（GOS）可减轻小鼠运动诱导的肌肉疲劳，降低氧化损伤和炎症因子水平，提高抗氧化酶活性。发酵乳杆菌 HFY03 可提高跑步力竭小鼠的运动时间，降低疲劳相关指标，提高抗氧化能力。发酵乳杆菌 VRI - 003 可减少运动员呼吸道症状的天数和严重程度，但对运动表现无明显影响。
- 唾液乳杆菌：从奥运冠军肠道分离的唾液乳杆菌亚种 SA - 03 可提高小鼠的耐力、肌肉力量和糖原储存，降低疲劳相关指标。
- 奇异韦荣球菌：马拉松运动员赛后奇异韦荣球菌相对丰度增加，分离的菌株可延长小鼠力竭跑步机跑步时间。但该菌在典型训练条件下的表现增强作用证据有限，其对运动表现的影响可能与极端生理应激下的微生物群适应有关。
- 双歧杆菌：长双歧杆菌亚种 OLP - 01 可提高小鼠的耐力、握力和疲劳相关指标，改善炎症和损伤相关因素。对中长跑运动员的研究发现，补充 OLP - 01 可增加肠道微生物群丰富度和跑步距离。双歧杆菌动物亚种 BB - 12 可改善女性跆拳道运动员的运动相关心理疲劳。
益生菌对运动员运动表现的间接影响
适度运动训练可增强免疫系统，而长时间高强度运动训练可能导致运动员免疫系统暂时下降，增加上呼吸道感染（URTIs）风险。研究表明，约 7% 的运动员在重大比赛期间会患病，其中约 50% 为呼吸道疾病。关于益生菌对运动员 URTIs 的影响，不同研究结果存在差异。部分研究表明，补充益生菌可降低 URTIs 发生率和严重程度，增加唾液 IgA 浓度；而另一些研究则未发现明显效果。
运动还可能导致胃肠道症状，如恶心、痉挛、胃痛和腹泻，影响运动员表现。研究认为，运动诱导的内脏低灌注可能导致肠道缺血、上皮细胞损伤和肠道屏障功能受损，增加肠道通透性。补充益生菌（如 UCC118、多菌株益生菌等）可降低运动诱导的肠道通透性，减少胃肠道症状，提高运动时间。
优势、局限性和未来方向
- 优势：当前关于益生菌和运动表现的研究采用了多种实验方法，包括动物模型和人体试验，且多为双盲、随机、安慰剂对照设计，提高了研究结果的可靠性。研究不仅关注运动耐力和力量，还涉及生化标记物和多组学分析，深入探讨了益生菌的作用机制。研究的益生菌菌株多样，且部分研究报道了剂量 - 反应关系，为临床应用提供了指导。此外，益生菌补充剂是一种非侵入性、安全且易于获取的干预措施，具有良好的转化潜力。
- 局限性：目前大部分证据来自临床前动物研究，可能无法完全反映人体生理复杂性。人体研究样本量较小，研究方法存在异质性，不同研究的运动模型、训练方案、参与者特征、益生菌剂量和配方等存在差异，难以进行直接比较。研究结果在运动表现指标上存在差异，部分研究未发现益生菌对VO2max、身体成分或运动时间的显著影响。多数试验持续时间较短，难以观察到长期效果，且对益生菌的耐受性发展、微生物群适应和菌株特异性定植限制等方面的研究不足。此外，许多研究未评估参与者的基线肠道微生物群概况、饮食或遗传背景，缺乏个性化研究。目前，尚无益生菌制剂被 FDA 或 EMA 批准用于提高运动表现或恢复的医疗产品，缺乏监管认可。
- 未来方向：需要开展大规模、多中心的临床试验，采用标准化方案，纳入不同运动水平、年龄和性别的运动员，以验证研究结果的可重复性和普遍性。深入研究不同益生菌菌株的特性，通过比较研究和头对头试验，确定针对特定运动目标（如耐力、力量、恢复或免疫弹性）的最有效菌株。结合 3P 医学原则，在补充益生菌前对肠道微生物群和全身生物标志物进行分析，实现个性化推荐。探索益生菌对神经认知结果（如注意力、反应时间和情绪）的影响，特别是在运动诱导的应激条件下。研究长期使用益生菌的安全性和可持续性，监测潜在风险。优化益生菌的给药方案、递送系统和联合补充策略，测试益生菌与益生元、多酚、维生素或氨基酸等联合使用的协同效应。建立标准化的益生菌测试和声明验证框架，促进监管部门的认可和临床应用。
结论和 3PM 相关展望
本文通过直接和间接机制，证明了特定益生菌菌株在提高运动表现、减轻疲劳、调节炎症和改善肠道 - 肌肉 - 脑轴功能方面的作用。肠道微生物群通过多种信号通路参与肠道 - 脑轴和肠道 - 肌肉轴的调节，对人体健康至关重要。益生菌可作为调节肠道微生物群的有效手段，在运动员的免疫、胃肠道和认知功能方面发挥积极作用。
3P 医学强调通过早期预测疾病、预防疾病发生和个性化治疗来改善健康结果。在肠道微生物群和运动的背景下，益生菌作为一种新型策略，可通过调节肠道微生物群的组成和功能，实现个性化健康管理。未来，应将益生菌纳入个性化运动策略和 3P 医学应用中，特别是在资源有限的地区，以提高运动员的健康水平和运动表现。
