益生菌补充干预运动员竞技运动表现的研究进展

摘 要：越来越多的证据表明，运动引起的肠道菌群改变可影响对运动表现至关重要的健康参数，如感染、免疫功能、炎症反应和组织损伤修复等，因此，保持健康的肠道菌群对运动员健康和运动表现至关重要。益生菌作为以活菌为主体的微生态制剂，具有预防肠道感染，调节免疫功能，缓解大强度运动导致的氧化应激、炎症以及物质能量代谢失衡，促进体能恢复和加快疲劳消除等强大生物学功效，其补充可通过改善运动员整体健康水平促进竞技运动表现改善。然而需要注意的是，益生菌的健康促进特性具有高度菌种、菌株和宿主特点等特异性，运动员补充益生菌的菌种和菌株类型、剂量、持续时间、形式和确切效益尚需充分优化。

关键词：肠道菌群;益生菌;运动员;运动表现

中图分类号：G804.3   文献标识码：A  文章编号：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

長期高强度或过度运动训练及不合理的营养、休息等会导致运动员机体产生高应激和高代谢，运动员需具备较高的组织器官适应能力和能量代谢水平，否则会诱发多种不良身心健康问题，如感染、哮喘、胃肠道疾病、炎症失调、免疫抑制、氧化应激、慢性疲劳及抑郁焦虑等，特别是在马拉松、超耐力和铁人三项等长距离项目运动员中，胃肠道功能障碍和内毒素血症等已成为影响其健康并最终影响竞技运动表现的重要负面因素。

伴随着运动、肠道菌群与健康关系研究的深入，肠道菌群在宿主营养、能量代谢、组织损伤修复（如肠道屏障、炎症反应、氧化应激、水合状态）、免疫系统发育成熟等方面的作用已逐渐清晰。依赖于宿主不同健康和代谢状态，运动可对其肠道菌群产生不同的积极影响[1]。近年，竞技运动员肠道菌群研究开始进入研究者视线：橄榄球[2]、自行车[3]、马拉松[4，8]、游泳[5]、划船[6]、举重[7]、越野滑雪[8]等项目运动员肠道菌群特征已得到阐释，并不是所有项目运动员共享一个同表征的菌群结构，而是具有显著项目特异性，且菌群特征与运动员竞技运动表现具有明显相关性。基于此，通过干预肠道菌群影响运动员竞技运动表现引起研究者的注意。

随着竞技运动竞争的不断加剧，通过膳食补剂改善健康进而促进运动表现的改善越来越受到教练员和运动员的青睐。益生菌即“适当剂量下给宿主带来健康益处的活微生物”[9]，具有系列功效[10-13]：预防肠道感染（如肠易激综合症、肠炎等）、改善乳糖不耐受、调节免疫功能等;缓解大强度运动导致的氧化应激、炎症反应以及物质能量代谢失衡，促进体能恢复和加快疲劳消除等。基于肠道菌群的运动员益生菌补充可通过改善其整体健康水平，进而促进竞技运动表现的改善。

1 以肠道菌群为靶点的干预对运动员竞技运动表现影响的相关研究

越来越多的研究证据显示，运动员肠道菌群中含有丰富的促进健康、改善运动表现的菌种，且菌群多样性较高。有关爱尔兰男性职业橄榄球运动员的研究显示[2，14]，橄榄球运动员肠道菌群多样性显著高于久坐对照者，且其菌群多样性与蛋白质消耗、骨骼肌运动损伤标志物血清肌酸激酶（creatine kinase，CK）水平正相关;与高体重指数对照者相比，橄榄球运动员和低体重指数对照者阿克曼氏菌属（该菌与肥胖负相关）比例更高，且运动员体内拟杆菌属（该菌与高蛋白质、高脂肪的西方饮食类型相关）比例显著低于低体重指数对照者;代谢水平上的研究显示，橄榄球运动员肠道菌群中有关碳水化合物代谢、氨基酸和短链脂肪酸生物合成的代谢通路的宏基因及产物较多，肌肉适能较高，身体健康状态良好。竞技自行车运动员的研究显示[3]，运动训练时间长于11小时/周的自行车运动员的普雷沃氏菌属相对丰度显著高于运动时间较短的运动员，且宏转录组学分析显示，普雷沃氏菌属转录物与肠道菌群中支链氨基酸（促进肌肉蛋白合成的必需氨基酸，可促进运动后恢复）的代谢正相关;与业余自行车运动员相比，职业自行车运动员粪便中史氏甲烷短杆菌转录物丰度显著较高，而史氏甲烷短杆菌可上调甲烷代谢，进而上调肠道菌群中短链脂肪酸代谢途径的表达[15]。有关优秀竞走运动员肠道菌群特征的研究[16]与该研究结果基本相同。训练有素的男子跨洋划船运动员在长时间、高强度的跨洋比赛全程中肠道菌群多样性显著增加，丁酸产生菌人罗斯拜瑞氏菌、罕见小球菌属物种和改善代谢健康的Dorea longicatena物种、普雷沃氏菌属物种丰度增加;参与特定氨基酸（S-腺苷甲硫胺酸、色氨酸和异亮氨酸等必需氨基酸）和脂肪酸生物合成的菌群种类的功能亦显著增加[17]。上述诸研究均提示，运动员肠道菌群与其竞技运动表现间存在显著相关性，但尚无法确定二者间的因果关系。

由于肠道菌群对内、外环境的多感性和易感性，通过人体实验研究直接确定运动员肠道菌群与其竞技运动表现间的因果关系尚存有困难。近年无菌动物模型和粪菌移植等推断因果关系的新研究方法受到研究者青睐。Hsu等[18]研究无特定病原体、无菌和只含脆弱拟杆菌基因型小鼠的游泳运动能力发现，无菌小鼠游泳至力竭时间最短，无特定病原体小鼠游泳至力竭时间最长，在肠道菌群缺乏的状态下，小鼠运动能力下降。Huang等[19]利用无菌小鼠模型的研究亦观察到类似的结果，即无菌小鼠的运动表现与限菌型和无特定病原体小鼠的运动表现相比有所下降。Lahiri等[20]研究显示，无菌小鼠骨骼肌质量降低，肌纤维减少，肌肉力量下降，且无菌小鼠的肌肉萎缩与线粒体生物合成失调和氧化能力降低有关，将无特定病原体小鼠肠道菌群移植到无菌小鼠后，小鼠肌肉质量显著改善。此外，抗生素导致的小鼠肠道菌群耗损研究发现[21-22]，肠道菌群的耗损显著降低小鼠的跑台运动时间，通过复种，小鼠菌群恢复后，运动能力随之恢复正常。

通过粪菌移植探讨运动员肠道菌群与其竞技运动表现间因果关系的研究尚少。Scheiman等[6]研究显示，马拉松运动员赛后粪便韦荣氏球菌屬丰度极显著增加，将从其粪便中分离到的非典型韦荣氏球菌移植到正常小鼠后，小鼠跑台运动至力竭时间提高13;进一步追踪研究发现，小鼠力竭运动产生的乳酸可通过血液循环进入肠腔，为结肠中利用乳酸的韦荣氏球菌提供选择优势，将乳酸酵解为丙酸，丙酸随即返回循环系统，这样可一方面通过加速小鼠乳酸清除，另一方面通过增加小鼠能源物质储备，最终促进小鼠运动表现改善;此外，利用宏基因组对比分析马拉松和划船运动员肠道菌群还发现，马拉松运动员肠道菌群中尚存有帮助宿主降解碳水化合物和纤维素的菌种，该菌种可改善其能量供应。值得注意的是，该研究的结果亦提示，高强度运动过程中宿主可能不是受益于与肠道菌群共生关系的唯一方[15]：宿主以乳酸的形式为特定的菌群如韦荣氏球菌提供能量，该菌反过来产生代谢产物如丙酸，益于宿主运动表现改善。Lee等将从奥运会优秀举重运动员粪便中分离获得的长双歧杆菌OLP-01[23]和唾液乳酸杆菌SA-03[24]，分别以不同剂量给予小鼠口服4周后，两菌株均可显著提高小鼠肝、肌糖原尸检含量和前肢握力，延长力竭游泳运动时间，力竭游泳运动后血清CK、氨和血乳酸水平显著降低，呈剂量依赖性增强抗疲劳能力。该团队进一步研究[7]，将长双歧杆菌OLP-01给予训练有素的中长跑运动员口服5周，同时运动员前3周保持正常训练，后2周停训进入运动洗脱期，5周后运动员12分钟库珀跑测试成绩显著提高，肠道长双歧杆菌丰度显著增加，且总体肠道有益菌比例增加，致病菌减少。此外，Allen等的自主转轮运动小鼠粪菌移植无菌小鼠实验[25]也一定程度上支撑了运动员肠道菌群与其竞技运动表现间的因果关系。

2 益生菌补充干预运动员竞技运动表现效果的相关研究

目前营养促力手段作为膳食补剂，在运动员和休闲健身人群中广为流行，尤其是对于高水平竞技运动员，即使只有轻微的运动表现改善，安全的、经证实的促力膳食补剂也可为其提供竞争优势。益生菌作为膳食补剂对运动表现影响的相关研究已证明，益生菌补充可帮助宿主防止或免受剧烈运动引起的机体不良生理变化的影响，进而积极影响运动表现。

2.1 减轻胃肠道和上呼吸道症状

长时间繁重的训练比赛任务会导致运动员胃肠道和上呼吸道疾病发病风险增加。有关益生菌补充对运动员胃肠道和上呼吸道疾病的发病率、症状严重程度和持续时间等的影响已有大量研究。对正常运动训练的马拉松运动员进行3个月鼠李糖乳杆菌Gorbach-Goldin补充，并进行2周随访研究发现，与安慰剂组相比，训练期间和随访期间鼠李糖乳杆菌Gorbach-Goldin补充使得马拉松运动员的胃肠道疾病症状持续时间分别减少33和57，健康天数亦略有增加[26]。West等[27]对竞技自行车运动员进行11周发酵乳杆菌VRI-003 PCC补充后，男子自行车运动员的胃肠道疾病和上呼吸道疾病的症状严重程度、发作次数和持续天数显著降低，但女子运动员中未发现显著改变，益生菌补充影响运动员健康是否存在性别差异尚需进一步研究。来源于不同属的益生菌联合干预亦获得与上述单株益生菌干预相同的甚至更优的积极效果。Salarkia等[28]研究含有嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、两歧双歧杆菌、唾液链球菌嗜热亚种的复合益生菌酸奶8周补充对女子游泳运动员胃肠道疾病和上呼吸道疾病的影响发现，与普通酸奶对照组相比，复合益生菌酸奶补充组运动员呼吸困难、耳痛等感染症状持续时间显著缩短，胃肠道疾病和上呼吸道疾病的平均发作次数显著减少。优秀橄榄球运动员补充格氏乳杆菌、两歧双歧杆菌、长双歧杆菌联合益生菌4周后，运动员自我报告的胃肠道疾病和上呼吸道疾病症状数量减少，与安慰剂组相比，平均患病天数减少[29]。上述研究均提示益生菌干预可显著改善运动员的健康状况，进而间接对训练和比赛中的运动表现产生积极影响。

2.2 增强体能

对益生菌改善体能研究最多的菌株是植物乳杆菌TWK10。Chen等团队[30]的动物研究表明，补充TWK10的小鼠前肢握力和耐力游泳时间呈剂量依赖性增加，相比于对照组小鼠，补充TWK10的小鼠腓肠肌中慢肌纤维数量增加。该团队将TWK10的性能优势在人体实验中进行了进一步验证[31]：未经训练的健康成年男性连续6周补充TWK10后，相比于安慰剂组，力竭运动时间延长58，耐力表现有所改善，且运动后血糖水平高于安慰剂组，提示力竭运动期间，TWK10补充者糖异生前体的能量收获得到改善。团队的最新研究显示[32]，未经训练的健康成年男性连续6周分别给予不同剂量TWK10补充后，力竭运动时间和耐力表现呈剂量依赖性改善;相比于安慰剂组和低剂量TWK10组，高剂量TWK10显著增加肌肉质量。Huang等[33]给予小鼠长双歧杆菌OLP-01益生菌6周补充发现，小鼠在耐力和握力方面表现出更高的性能，疲劳相关指标乳酸、氨、CK、乳酸脱氢酶和肝、肌糖原含量等显著改善，且益生菌+运动训练的复合干预效果更优。联合益生菌干预的研究亦提示了积极的体能改善效果。Shing等[34]对训练有素的男子跑步运动员进行嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、发酵乳杆菌、乳酸双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、嗜热链球菌联合益生菌补充4周，相比于安慰剂组，其在高温环境下跑台运动至力竭的时间平均延长16。

然而，益生菌补充改善体能的效果尚存在较大争议。训练有素的运动员3个月双歧杆菌W23、乳双歧杆菌W51、屎肠球菌W54、嗜酸乳杆菌W22、短乳杆菌W63和乳酸乳球菌W58组成的联合益生菌补充后，其耐力运动表现未改善[35]。女子高水平竞技游泳运动员6周长双歧杆菌35624补充并未提高有氧或无氧游泳成绩，也没有改善肌肉力量[36]。有关益生菌补充对运动员短跑和力量表现的影响亦没有显示出明显益处[37-38]。

目前有关益生菌对体能影响的人体实验研究数量尚少，已有的研究也只是检查有限的运动类型、机能指标和菌株类型，研究数据处于稀缺状态，尚存有矛盾结果，还需要进一步的研究，以确定益生菌补充对体能的直接影响。

2.3 促进运动后恢复

对相关生理生化指标影响的研究，证实了益生菌补充对运动员运动后恢复的干预效果。Huang等团队[39]对铁人三项运动员进行3周植物乳杆菌PS128补充，通过Wingate无氧功试验和85最大摄氧量试验评估运动员铁人三项全能冠军赛后48小时和72小时的无氧和有氧运动能力显示，相比于安慰剂组，赛后恢复期的最大功率、疲劳指数和耐力指数显著改善;植物乳杆菌PS128补充运动员恢复期内运动达疲劳的时间显著延长，耐力表现明显改善;同时，研究还发现，植物乳杆菌PS128补充运动员赛后即刻CK虽无差异，但赛后3小时CK水平显著降低。该团队的研究还发现[32]，未经训练的健康成年男性连续6周TWK10补充后，力竭运动结束时的血乳酸水平显著较低，且运动后1小时恢复期内的血乳酸清除率显著改善。

Jager等[40]对参加抗阻训练1年以上的成年男性进行3周嗜热链球菌FP4和短双歧杆菌BR03补充后，通过评估运动后24至72小时肌肉损伤等距平均峰值扭矩，发现运动后肌肉性能下降适度减弱。该团队对休闲性运动训练男性补充2周酪蛋白和凝结芽孢杆菌BC30研究发现，与单独补充酪蛋白相比，酪蛋白和凝结芽孢杆菌BC30联合补充可提高运动后24小时和72小时肌肉损伤的恢复状态得分，且运动后72小时肌肉酸痛感减轻;运动后恢复期进行Wingate无氧功试验发现血清CK水平降低，受试者运动表现改善[41]。

2.4 改善精神应激

目前益生菌補充对运动员精神应激影响的研究虽不多，却显示出积极的精神健康干预效果。通过POMS问卷对补充瑞士乳杆菌14周的优秀运动员情绪状态调查显示，相比于安慰剂组，其自我评定的活力感显著增加[42]。对强化训练期的优秀女子游泳运动员补充6周长双歧杆菌35624，其认知功能显著改善，强化训练期结束后，运动员压力恢复问卷调查显示，相比于安慰剂组，其在运动恢复类别相关的得分上存在显著优势[43]。

除活菌外，有学者还研究了灭活菌补充对运动员精神应激的影响[44-45]：4周热灭活格氏乳杆菌OLL2809补充可显著降低大学生运动员1小时功率自行车运动后的紧张焦虑得分;12周热灭活格氏乳杆菌CP2305补充显著降低了男子大学生运动员身体疲劳、焦虑和抑郁得分，且应激生化标志物唾液嗜铬粒蛋白A显著降低。

3 益生菌补充干预运动员竞技运动表现的可能机制研究

3.1 益生菌补充对运动员能量代谢的影响

已有的研究证实，益生菌补充可通过改善蛋白质、糖、脂肪等代谢，促进维生素合成等调节运动员的物质能量代谢，进而改善运动表现。高体力活动成年男性给予豌豆蛋白和副干酪乳杆菌LP-DG、副干酪乳杆菌LPC-S01联合干预2周，4周洗脱期后，再交叉干预2周，发现豌豆蛋白与多菌群益生菌联合干预可增加餐后血液中与优化肌肉健康密切相关的蛋氨酸、组氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、总支链氨基酸和总必需氨基酸最大浓度，提示益生菌补充可作为克服植物蛋白质组成缺陷的重要营养策略[46]。Georges等[47]在健康志愿者8周抗阻训练期间给予慢消化酪蛋白和凝结芽孢杆菌BC30联合补充，发现BC30可提高酪蛋白吸收率，增加志愿者的纵跳能力。植物乳杆菌TWK10补充可显著降低小鼠运动后血糖、血乳酸浓度，提高葡萄糖利用率，通过改善宿主代谢表型影响其运动表现[30]。Huang等[48]最新研究显示，铁人三项男子运动员4周植物乳杆菌PS128补充干预后，粪便短链脂肪酸乙酸、丙酸、丁酸等显著增加，短链脂肪酸可氧化并激活过氧化物体增殖物激活受体γ共激活因子-1，以产生更多ATP来提供运动所需能量，耐力运动表现明显改善。此外，B族维生素可作为辅酶因子直接参与三羧酸循环，增强线粒体中ATP的产生，而研究发现某些益生菌菌株（如发酵乳杆菌CECT5716、罗氏芽孢杆菌）含有大量合成核黄素、叶酸、吡哆醇等的基因组[49]。

3.2 益生菌补充对运动员肠道屏障功能的影响

剧烈运动时机体血液重新分配，内脏区域血液循环减少，导致胃肠道上皮细胞持续低灌注/缺血缺氧，代谢废物清除不足，pH值降低，最终诱导氧化应激，损伤肠上皮细胞，改变肠道渗透性，导致“肠漏综合症”，致使肠道菌群脂多糖进入血液循环，诱发“内毒素血症”，产生全身炎症，最终影响运动员恢复和运动表现。此外，剧烈运动导致的机体脱水、渗透压和胃肠道蠕动异常等也会对肠道屏障功能产生负面影响。

目前，益生菌补充影响运动员肠道屏障功能的研究尚少，但有限的研究却显示出积极的干预效果。人连蛋白是最常用的肠道屏障功能标志物，人连蛋白增加会导致肠上皮细胞紧密连接蛋白分离度增加，肠道通透性加大。Lamprecht等[50]给予耐力运动员（铁人三项、自行车、跑步）14周联合益生菌（两歧双歧杆菌W23、乳双歧杆菌W51、屎肠球菌W54、嗜酸乳杆菌W22、短乳杆菌W63、乳球菌W58）补充，研究发现，补充前运动员粪便人连蛋白浓度高于正常值，肠道渗透性增加，补充后粪便人连蛋白浓度降低至正常值。Roberts等[51]对保持正常训练的铁人三项运动员补充联合益生菌（嗜酸乳杆菌CUL-60、嗜酸乳杆菌CUL-21、两歧双歧杆菌CUL-20、双歧杆菌乳酸亚种CUL-34）和寡果糖12周，相比于基线水平，诊断肠道通透性缺陷的常用指标尿乳果糖/甘露醇排除率比值无显著变化，而安慰剂组尿乳果糖/甘露醇排除率比值显著增加，提示联合益生菌补充对铁人三项运动员肠道渗透性有积极的干预效果。此外，Anderson等[52]和Karczewski等[53]亦证实，益生菌植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、多形拟杆菌、大肠杆菌等补充可通过调控肠道上皮紧密连接蛋白改善肠道屏障功能。

3.3 益生菌补充对运动员免疫炎症反应的影响

目前有关益生菌补充对运动员免疫影响的研究主要集中在益生菌对免疫系统的特异性作用方面。植物乳杆菌299v和大肠杆菌可分别诱导产生黏蛋白MUC2、MUC3和β-防御素，前者可通过凝胶样结构或特异性位点与各种分子、病原体或蛋白质结合并处理，后者对各种病原体（革兰氏阳性、阴性及真菌等）均具抗菌活性[15]。Clancy等[54]对诊断为干扰素-γ分泌水平低、Epstein-Barr病毒感染风险增加的疲劳运动员进行4周嗜酸乳杆菌LAFTIL10补充后，发现相比于健康对照者，疲劳运动员全血干扰素-γ水平增加，且健康对照者和疲劳运动员的唾液干扰素-γ水平亦增加，提示嗜酸乳杆菌补充，可逆转疲劳运动员的干扰素减少，提高健康运动员的黏膜干扰素水平。Cox等[55]对健康优秀男子长跑运动员进行发酵乳杆菌VRI-003干预28天，洗脱期28天，再交叉干预28天后，随访2周发现，发酵乳杆菌VRI-003补充显著提高了运动员全血干扰素-γ水平，这与Clancy等的研究一致。Michalickova等[42]给予优秀运动员14周瑞士乳杆菌Lafti L10补充后，运动员总IgM和抗粪肠球菌IgG水平显著升高，提示瑞士乳杆菌Lafti L10补充可改善运动员的粘膜和体液免疫状态。联合益生菌补充干预运动员免疫的研究亦呈现出积极效果。训练有素的运动员给予4周鼠李糖乳杆菌IMC501、副干酪乳杆菌IMC502和燕麦麸纤维合生元配方干预，运动员分泌型IgA水平升高，粘膜免疫显著改善[56]。此外，研究显示益生菌菌株亦可通过自身占位及营养争夺排挤病原菌;通过产生乙酸、乳酸等抑制病原菌;可通过产生细菌素等帮助益生菌自身在肠道定植存活，抑制病原菌增殖[57];还可通过调控丝裂原活化蛋白酶、蛋白激酶C、蛋白激酶B/磷脂酰肌醇3激酶等多种信号途径影响细胞增殖凋亡，维持机体免疫平衡。

益生菌菌株在增强运动员炎症免疫方面表现出不一致的效果。Huang等[39]的研究显示，经3周植物乳杆菌PS128补充的鐵人三项运动员赛后即刻和3小时内，血清促炎细胞因子、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6和8的水平显著降低，且比赛结束3小时后，抗炎白细胞介素-10水平升高。Lamprecht等[50]和Mazani等[58]研究发现，联合益生菌补充可显著降低运动员血清肿瘤坏死因子-α水平，均支持Huang等的研究结果。然而，也有研究发现，益生菌补充并不能减轻运动后恢复期内劳累性热应激引起的血液内毒素血症或炎症[59]、唾液抗菌蛋白反应[60]或细胞外热休克蛋白72浓度[61]。鉴于益生菌干预炎症反应研究结果的矛盾性，后续有必要进行进一步的深入研究。

3.4 益生菌补充对运动员氧化还原稳态的影响

剧烈运动过程中机体的高生理代谢，导致耗氧量剧增，活性氧自由基产生增多。研究显示，某些产乳酸益生菌具显著抗氧化功效，可通过清除体内活性氧自由基、抑制脂质过氧化及螯合金属离子、调控与氧化应激相关的信号通路等发挥作用。乳酸菌菌体及代谢产物均具抗氧化性，且不同菌株的抗氧化活性成分及能力亦不相同[62]：发酵乳杆菌E3和E18可表达锰超氧化物歧化酶，发酵乳杆菌ME3具完整谷胱甘肽合成系统，干酪乳杆菌BL23生产过氧化氢酶;干酪乳杆菌KCTC3260可螯合铜离子、亚铁离子等实现抗氧化;植物乳杆菌FC225可通过介导核因子NF-E2相关信号通路影响抗氧化酶表达;瑞士乳杆菌CD6可通过叶酸产生影响DNA的复制、损伤修复和甲基化等。健康成年女性2周益生菌酸奶补充后进行一次力竭运动，发现血清谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶水平和总抗氧化能力显著升高，基质金属蛋白酶2和9、丙二醛显著降低[58]。Martarelli等[63]、Huang等[39]和Lamprecht等[50]分别给予高强度训练运动员、铁人三项运动员、耐力运动员依此鼠李糖乳杆菌IMC 501和副干酪乳杆菌IMC 502联合干预、植物乳杆菌PS128干预、多菌株联合益生菌干预，发现运动员抗氧化能力提高，氧化分子减少，髓过氧化物酶活性降低，硫氧还蛋白活性增加，益生菌补充可通过降低运动诱导的氧化应激水平进而改善运动表现。

3.5 益生菌补充对运动员脑-肠轴功能的影响

肠道菌群可多途径影响脑-肠轴功能：刺激肠道免疫产生细胞因子激活下丘脑-垂体-肾上腺轴，促进神经小胶质细胞发育;参与5-羟色氨酸代谢，影响其表达;合成神经营养因子或递质，影响神经发育、认知及行为能力。目前虽有研究证实益生菌补充对运动员精神健康的积极影响，但益生菌补充影响运动员精神健康的机制研究尚少。SD大鼠补充婴儿双歧杆菌14天后进行强迫游泳，发现运动后大鼠血浆色氨酸、犬尿氨酸浓度显著升高，额叶皮质5-羟基吲哚乙酸、杏仁核皮质3，4-二羟基苯乙酸降低[64-65];Strasser等[37]研究训练有素的运动员3个月联合益生菌干预对色氨酸-犬尿氨酸代谢的影响，发现联合益生菌干预可减少运动诱导的色氨酸降解，改善犬尿氨酸/色氨酸比率，两研究初步提示益生菌补充干预宿主精神健康的可能机制，但尚需大量研究进一步证实。鉴于研究已经证实的肠道菌群及代谢产物在宿主脑-肠轴信息交流中的重要作用，益生菌补充干预运动员精神健康的研究将会成为运动营养和运动表现研究的新兴领域。

4 小 结

随着各竞技运动项群项目运动员肠道菌群特征的不断揭示，运动员的竞技运动表现与其特殊肠道菌群间的因果关系越来越清晰，以肠道菌群为靶点调控运动员的竞技运动表现将会成为崭新的研究领域。基于益生菌的强大生物学功效，无论是来源于双歧杆菌属、乳酸杆菌属、酵母菌属、大肠杆菌属等的传统益生菌，还是来自于研究已经证实的与运动员健康和运动表现关系密切的拟杆菌属、阿克曼氏菌属、粪杆菌属和优杆菌属等的未开发的新一代益生菌，将其作为运动员膳食补剂，对于运动员健康促进和运动表现改善是有积极作用的。

然而需要注意的是，益生菌的健康促進特性具有高度菌种、菌株和宿主特异性。目前，并非所有的运动员益生菌补充研究均显示出积极的干预效果，且迄今为止的多数益生菌补充干预运动员竞技运动表现的研究尚属于初步的试验性研究，加之项目运动学特征（运动强度、运动量及运动时间等）的不同及运动员个体特征（饮食、体成分、训练史、训练水平、环境暴露及宿主原著菌群等）的高度差异性，运动员益生菌补充的菌种和菌株类型、剂量、持续时间、形式和确切效益尚未得到充分优化。未来，益生菌干预运动员竞技运动表现的研究应重点集中于：特定益生菌株的肠道定植及对宿主肠道微生态的影响，以筛选适应运动员项目和个体差异的菌种;结合运动表现指标、生理生化指标、饮食特点等研究益生菌补剂的配方、剂量和优化等，以开发通用的和个性化的益生菌运动补剂;进一步加强益生菌补充促进运动员整体健康水平提升进而改善竞技运动表现的机制研究。

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收稿日期：2021-09-05

基金项目：运城学院体育学科建设经费资助。

作者简介：刘海明（1974- ），山西新绛人，副教授，博士，研究方向体育教育训练学。

作者单位：运城学院体育系，山西 运城 044000