高水平运动员的肠道菌群具有有别于一般人的特点,并且这种特殊的肠道菌群结构对于运动表现有帮助,接下来的问题是,我们能不能通过对肠道菌群的训练,让它们向着我们希望的方向发展呢?
训练与肠道菌群
有证据显示,体育锻炼会促进肠道菌群的结构变化。目前这方面的人类研究较为有限,但动物实验当中早已发现了一些有趣的现象,例如让小鼠进行几个月的奔跑训练之后发现小鼠的核心微生物组和相关代谢活性发生了显著的变化,并且这些积极的变化与运动表现的改善同步发生。研究人员在运动小鼠的肠道中发现双歧杆菌的数量有显著的增加,双歧杆菌则是大家非常熟悉的益生菌成分、通常添加在益生菌饮料或者酸奶当中。双歧杆菌的增加与小鼠运动后代谢的改善存在相关关系,特别是葡萄糖的代谢。
为了更好的研究肠道菌群与运动之间的因果关系,一些研究使用抗生素杀灭了实验动物肠道中绝大多数的益生菌,并让实验动物进行运动后观察肠道菌群的变化。结果发现,与不使用抗生素的对照组相比,大量使用抗生素的小鼠奔跑能力和肌肉功能大幅下降。研究人员又通过治疗手段恢复了抗生素小鼠的肠道菌群,结果小鼠受损的运动能力得到了大幅度逆转。这个实验说明了一个重要的概念:肠道-肌肉轴,它强调了肌肉组织和肠道微生物群之间的双向互动关系。
接下来我们来看人类实验。研究人员用案例分析的方法追踪了2位久坐不动的男士的肠道菌群,随后这两位男性便开始了为期6个月的系统训练,其中一个人练马拉松,另外一个练铁人三项。随着训练计划的推进,两位男士的身体成分也发生了显著的变化,包括体脂肪减少、瘦体重增加等。而在这个过程中他们肠道菌群的多样性也有了实质性的提高。两位被试的肠道内负责生产短链脂肪酸的好细菌数量有了明显的增加。之前的文章也写过,短链脂肪酸主要的作用是充当能量底物,被肌肉组织所吸收,为肌肉组织所利用。虽然这两位被试体内的短链脂肪酸水平并没有出现显著的提升,但研究人员认为:或许是时间太短还不够短链脂肪酸产生量的积累,也可能是两位被试没有摄入足量的喂养肠道菌群的食物。总之这个实验说明了,体育锻炼的确能够使肠道菌群发生质的变化。
训练或饮食?其实很难区分
训练具有改变肠道菌群的潜力,但在实践当中我们却很难将训练作为独立的因素从其他因素当中分离出来,例如饮食。在一项研究当中,研究人员对比了专业橄榄球运动员和久坐不动族的健康情况,结果发现,虽然两组被试的体重大致相仿,但饮食摄入却有天差地别:橄榄球运动员每天比久坐不动族多吃1500kcal的热量(其中包括140g蛋白质),这就导致了两组被试在饮食方面具有本质的差距。调查显示橄榄球运动员肠道菌群里的有益菌更多,但在这个研究当中由于饮食会对肠道菌群产生更为直接的影响。所以两组被试肠道菌群的差异很难明确归因为训练或者是饮食,又或者是两者兼而有之。
肠道菌群能够分解、发酵纤维质,并以此生成短链脂肪酸,包括:乙酸、丙酸和对身体健康最重要的丁酸。对胃肠道细胞来说,由肠道细菌产生的短链脂肪酸是最主要的能量来源。胃肠道细胞构成肠道屏障,具有重要的生理作用,且其生命周期较短,故需要充足的能量和养分供其正常工作。如果短链脂肪酸数量充足,就能满足胃肠道细胞的能量要求,也就会使得胃肠道的功能更强大、能够保障我们的胃肠道健康。
肠道菌群喜欢的食物被称为肠道菌群可消化碳水(microbiota accessible carbohydrate,简称MACs)。MACs并不能被宿主(例如人类或者实验动物等)所利用,但却可以被肠道菌群分解吸收。最常见的MACs就是水果蔬菜当中的膳食纤维。如果膳食当中缺乏膳食纤维,肠道当中的坏菌就会增殖,而坏菌会破坏粘膜、导致肠道屏障的不完整。所以富含膳食纤维的食物可以保护肠道功能(通过喂养好菌)。但如果突然增加膳食纤维的摄入量,对于某些人来说可以会很不适应,常见的反应是胀肚子和放屁量增加。解决的办法是循序渐进增加水果蔬菜的摄入量,一餐不要吃太大量,且摄入膳食纤维时尽量避开训练时间。我们也可以把这种做法看作是饮食对肠道菌群的训练。
总之,体育锻炼可以改善肠道菌群的结构:可以提高肠道菌群的多样性和丰度,并且使生产短链脂肪酸的特殊菌群定向增加。短链脂肪酸有助于提高运动表现、改善练后恢复、减少生病几率。而随着时间的推移、重组后的肠道菌群会通过提供能量(短链脂肪酸)和改善代谢逐渐提升宿主(人与动物)的整体健康水平。此外,饮食调整对于重构肠道菌群也非常重要,摄取肠道菌群友好的食物能够提高好菌的比例,肠胃道功能也会得到进一步改善。
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