运动影响肠道？还是肠道菌群影响运动营养？

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长久以来，体育活动被认为预防和改善疾病的重要手段，尤其近期“刘畊宏女孩”的壮大，也反映了人们对运动的重视。世界卫生组织（WHO）指出，身体活动不足已成为影响全球死亡率的一大危险因子，短时间不运动会让人更容易困倦、长胖、抑郁或焦虑、工作效率降低；长期运动运动量不足则会升高患心血管病、恶性肿瘤等疾病的风险。

与之相反的是，适量运动是保持健康的前提，有助于预防心血管风险和代谢疾病（如2型糖尿病、胰岛素抵抗和肥胖）、焦虑和抑郁等精神和认知障碍，甚至某些癌症[1]。随着深入的研究发现，运动（包括激烈的竞技体育活动）与肠道微生物群之间存在相关性，会对自身肠道菌群的定性和定量产生积极的影响。

肠道微生物在人体中“大”作用

空气、土壤、水体等环境中都充满着微生物，当然还有一些微生物与人体共存，它们寄居在口腔、肠道和皮肤等全身[2,3]，维持着身体的正常运转。作为宿主，身体容纳了100万亿个细菌与真菌细胞，它们中的大多数，都寓居在肠道内。

研究发现，肠道微生物多样性会随着年龄的增长而演变，同时也受到环境的影响。例如婴儿中微生物群落的组成会因阴道分娩或剖宫产而异，对于自然分娩的婴儿，乳酸杆菌和普雷沃氏菌在其体内肠道占据主导地位；但在剖宫产婴儿中，链球菌、丙酸杆菌和棒状杆菌占主导地位[4,5]。

图示：影响肠道菌群组成的主要因素

肠道在人体内肩负着消化吸收和免疫防卫的“重任”，其中微生物群有助于促进某些营养素的生物利用度和食物代谢，并保护肠黏膜免受病原菌的侵袭。近年来研究发现体育锻炼可以预防多种慢性疾病，而肠道菌群在其中发挥着重要作用[6]。Sports Medicine(2022)发布了“The Connection Between Physical Exercise and Gut Microbiota: Implications for Competitive Sports Athletes”的研究发现体育锻炼与肠道微生物之间具有相互作用，进一步来确认运动影响肠道菌群组成和功能的潜在机制，并且进一步分析不同强度的体育锻炼与肠道微生物变化之间的关系。

运动或可增加肠道菌群的多样性

研究发现，与久坐不动的生活方式的人相比，职业运动员中体内的微生物特征和粪便成分存在显著差异。在一项为期4个月的前瞻性观察研究（包括33天的训练和随后的90天随访）中，评估了耐力运动员和健康对照组之间肠道菌群的差异。考虑到他们各自的饮食方案，研究人员从14名马拉松运动员和11名越野滑雪者身上收集粪便样本，并与46名久坐不动的健康受试者进行了比较。

结果表明，与久坐对照组相比，耐力运动员表现出更加多样化的肠道微生物群，丁酸盐（宿主适当免疫功能的调节剂）、丙酸盐和乙酸盐的产生水平较高，其中在后3个月的随访中丁酸盐水平也在持续增加。这也意味着定期的运动训练和积极的生活方式以及适当的具体饮食建议，能帮助运动员维持功能性生理菌群，有助于增强他们应对身心压力的能力，提升耐力训练中的表现[7,8]，反之，不规律、超负荷或长期训练会对肠道菌群产生负面影响，伴随的菌群失调会引起运动员的免疫反应和健康状况受损。

研究人员也解释道，定期的体育活动会影响肠-脑轴，可以减少病原体与胃肠道粘液层之间的接触时间，导致肠道通透性增加，对神经活性代谢产物的吸收增多。因此低强度运动可能有助于降低接受定期训练的个体患结肠癌、憩室病和IBD的风险，即使在高脂肪饮食的情况下，体育锻炼也与较低的炎症发病率有关，能更好地保护肠道的形态和完整性。

综上所述，肠道微生物群与肠/脑轴、下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）或肌肉/肠轴之间关系紧密，有助于解释运动对多个器官功能产生积极的影响，会肠道菌群的发展大有裨益。但是由于体育锻炼的性质和强度，对于肠道细菌的组成和活动影响也会有所不同，主要体现在多方面：调节肠道免疫功能（通过提高识别细菌DNA的Toll样受体的敏感性并通过产生丁酸盐），减少肠道炎症（由各种肌因子介导，如IL-6、TNF-α和IL-10）通过肠/脑轴降低唾液皮质醇，改善炎症性肠病或焦虑症患者的心理生理状况。

图示：定期体育锻炼和训练期间的主要生物分子相互作用

小结

越来越多的研究结果证实有规律的体育活动和一般运动可能会影响肠道微生物组成的定性和定量变化，从而在免疫保护和代谢优势方面对宿主产生益处。运动通过刺激“有益”细菌的增殖来补充和加强肠道菌群的多样性，进而调节肠粘膜免疫和改善屏障功能，拟杆菌/芽孢杆菌门比例，有助于控制体重增加，对抗肥胖。

规律的体育活动也会被视为维持微生物群生态平衡（或重新平衡任何失调）的重要手段，通过规律的体育活动对微生物群组成产生的特定作用，发挥微生物群改善代谢和炎症性疾病等基础作用。当然不规律和疲惫的训练可能也会导致肠道菌群失调并引发负反馈，这也可能影响肠道介导的其他器官和组织调节，进而研发运动表现受损。为了预防或恢复运动引发的肠道菌群失调，除了其他饮食干预措施外，也需要专家学者们继续研究，为人们开发更多新的益生菌益生元产品方案。

参考文献：

[1]World Health Organization (2020) WHO guidelines on physical activity and sedentary behaviour. World Health Organization. License: CC BY-NC-SA 3.0 IGO Accessed 1 May 2021.

[2]Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLOS Biol. 2016. Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

[3]Frank DN, Pace NR. Gastrointestinal microbiology enters the metagenomics era. Curr Opin Gastroenterol. 2008;24(1):4–10. 

[4]Ege MJ, Bieli C, Frei R, van Strien RT, Riedler J, Ublagger E, Schram-Bijkerk D, Brunekreef B, van Hage M, Scheynius A, Pershagen G, Benz MR, Lauener R, von Mutius E, Braun-Fahrländer C, Parsifal Study team. Prenatal farm exposure is related to the expression of receptors of the innate immunity and to atopic sensitization in school-age children. J Allergy Clin Immunol. 2006. 

[5]Penders J, Thijs C, Vink C, Stelma FF, Snijders B, Kummeling I, van den Brandt PA, Stobberingh EE. Factors influencing the composition of the intestinal microbiota in early infancy. Pediatrics. 2006. 

[6]Mailing LJ, Allen JM, Buford TW, Fields CJ, Woods JA. Exercise and the gut microbiome: a review of the evidence, potential mechanisms, and implications for human health. Exerc Sport Sci Rev. 2019. 

[7]Booth FW, Roberts CK, Laye MJ. Lack of exercise is a major cause of chronic diseases. Compr Physiol. 2012. 

[8]Camilleri M. Leaky gut: mechanisms, measurement and clinical implications in humans. Gut. 2019;68(8):1516–26.