肠道菌群提高运动能力的运动生理学研究.pdf
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1、各种外界刺激以及大强度运动会引发胃肠道、骨骼肌以及神经内分泌系统等多器官应激反应,影响物质能量代谢、免疫反应、氧化应激等功能。肠道菌群的数量以及种类繁多,且有一类为有益菌,可以将益生菌作为补充剂调节机体健康以及运动员能力。对益生菌的功能以及益生菌促进机体健康和运动能力的作用机制进行了研究。关键词:益生菌;运动能力;肠道菌群中图分类号:G804.2 文献标识码:APhysiological Study on the Improvement of Athletic Ability by Intestinal MicrofloraYIN Yusi(College of Sports Health,T
2、ianjin University of Sport,Tianjin 301600)Abstract:Various external stimuli and high-intensity exercise can trigger stress responses in multiple organs such as the gastrointestinal tract,skeletal muscles,and neuroendocrine system,affecting material and energy metabolism,immune response,oxidative str
3、ess,and other functions.The number and variety of gut microbiota are numerous,and one type is beneficial bacteria that can be used as supplements to regulate body health and athlete abilities.The function of probiotics and the mechanism by which probiotics promote body health and exercise ability we
4、re studied.Keywords:probiotics;athletic ability;intestinal flora作者简介:尹雨丝(1999),女,天津体育学院运动健康学院硕士研究生,研究方向为运动训练生理与生化调控。人体肠道内存在着10001500种不同类型的菌种,并且数量惊人,超过人体自身细胞的10倍以上。庞大的菌群对人体的代谢过程、机体免疫和神经调节发挥着重要作用。但是肠道菌群只有维持相对平衡才能发挥作用,一旦平衡被打破,机体代谢受阻,可能出现体重增加甚至糖尿病疾病。并且这种平衡容易受到外界刺激影响。运动作为独立的外界环境刺激,对宿主各项生理机能和集体稳态调节具有积极作用。
5、长期进行运动,肠道菌群也会发生变化,促进代谢、降低脂肪组织炎症。肠道菌群与运动之间相互作用,运动干预会引起肠道菌群发生变化,而机体补充益生菌对其运动能力会产生有益 影响。1 肠道菌群的组成与分类肠道菌群是寄居在人体肠道内微生物群落的总称。肠道菌群按一定比例组合,各菌间互相制约,互相依存,在质和量上形成一种生态平衡。肠道菌群和人类是共生互助的关系,甚至很多科学家将其称为人体的另一个器官。肠道菌群包含500至1000种不同的细菌,基因总数是人类的100多倍,肠道的生存状态与人的健康息息相关。肠道菌群的构成成分和细菌种类很多,根据其作用分为三大类。第一类:共生菌群,这一类主要是一些益生菌类,如双歧杆
6、菌、乳酸杆菌等。这类细菌在人体内占99%以上,是有助于消化的主要菌种,有益保护肠道正常的消化吸收功能。第二类:条件致病菌,如肠球菌、肠杆菌等。这类细菌数量很少,但是很不稳定。第三类:致病菌群,如沙门氏菌、致病大肠杆菌等。这类属于外来细菌,如果随着食物进入肠道,会引起腹泻呕吐等症状。2 益生菌及其作用益生菌是一类对宿主有益的活性微生物,其定植于人体肠道、生殖系统内,能产生确切健康功效,从而改善宿主微生态平衡、发挥对肠道有益作用的活性有益微生物的总称。益生菌通常被称为“好”或“有益”细菌,因为它们有助于保持肠道健康。益生菌通常是细菌,但某些类型的酵母也可以作为益生菌发挥作用。益生菌可能含有多种微生
7、物。许多类型的细菌被归类为益生菌,它们都有不同的益处。最常见的是乳酸杆菌和双歧杆菌的17第 5 期细菌。其他细菌也可作为益生菌,常见种类有链球菌、肠球菌、大肠杆菌和芽孢杆菌等。布拉迪酵母菌也可用作益生菌。通过对相关研究的整合,益生菌的主要作用有预防致病微生物繁殖,抵抗有害的微生物,加强免疫,改善消化和肠动力,提供维生素K、B12、B1,叶酸,降低胆固醇,消化碳水化合物和蛋白质以及调节矿物质和水的 吸收。3 益生菌的功能3.1 益生菌改善运动员健康和运动表现研究表明,益生菌可通过下丘脑-垂体-肾上腺和脑-肠微生物组轴调节微生物群以发挥多种健康益处,包括胃肠健康、免疫调节和代谢疾病改善。一些益生菌
8、菌株可发挥免疫调节作用,减少运动员和体育锻炼从业者呼吸道和胃肠道感染的发生率。Scheiman1等募集了15名马拉松运动员,并采集他们马拉松比赛前一周的粪便和运动后的粪便样本,与久坐不动的人相比,其韦洛内拉菌群丰富度增加。随后提取一株非典型韦洛内拉菌加入所建立的动物模型中,研究发现运动过程中产生的全身乳酸穿过肠道腔,并被结肠静脉菌代谢成丙酸,反过来促进性能。韦内洛拉菌的肠道定植可能通过提供另一种乳酸处理方法来增加循环,在这种方法中,全身乳酸转化并重新进入循环。当进入盆腔丛时,在结肠乙状结肠和直肠区域被吸收,绕过肝脏,经腔静脉引流,直接到达体循环。微生物组衍生的SCFAs可以直接和急性地提高性能
9、,这表明在持续运动中产生的乳酸可以被微生物组获得,并转化为这些SCFAs,从而提高运动性能。Matsumoto2等的研究发现,运动后肠道菌群代谢产物丁酸盐的增加可降低消化道疾病的发生风险。同时,运动带来的获益可以通过肠道菌群的移植在个体之间进行传递。3.2 运动训练结合益生菌改善运动生理适应和运动成绩运动员经常经历由计划性的高强度运动、比赛等运动训练所引起的心理和生理压力。在耐力训练和比赛中,生理性疲劳、精神紧张、胃肠道不适以及免疫抑制是常见现象。研究发现运动结合益生菌使运动员在耐力和握力方面表现出更好的运动成绩,疲劳相关指标也都得到改善。补充益生菌OLP-01可显著改善长期耐力运动实验引起的
10、炎症和损伤指标。Jamie N.3等针对24名马拉松运动员进行了为期4周的益生菌和安慰剂补充,并在比赛当天上午和比赛结束即刻进行静脉血取样,研究发现安慰剂组比益生菌补充组代谢差异更大。马拉松运动会引起机体代谢紊乱,益生菌对肠道结构具有保护作用,因此益生菌补充剂对马拉松运动引起的代谢紊乱具有潜在保护作用,也能更好提高运动成绩。Lin4等进行了一项双盲安慰剂对照实验,把21名受试者分成安慰组和OLP-01补充剂,试验前后,测试参与者12分钟的跑步/步行距离,并分析其身体成分、血液/血清和粪便样本。结果表明,OLP-01能显著增加12分钟跑距离和肠道益生菌菌群的丰度。这表明,OLP-01可作为运动营
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