益生菌补充剂影响运动员健康的研究进展

李 旻，邵 政，张彩凤

(1.南昌大学体育与教育学院体育系，330031，南昌；2.南昌大学食品学院食品科学与工程系，330031，南昌；2.陕西白象食品有限公司，713800，咸阳，陕西)

益生菌补充剂影响运动员健康的研究进展

李 旻1，邵 政2，张彩凤3

(1.南昌大学体育与教育学院体育系，330031，南昌；2.南昌大学食品学院食品科学与工程系，330031，南昌；2.陕西白象食品有限公司，713800，咸阳，陕西)

益生菌补充剂是国外较早使用的微生态制剂类保健食品，具有调节肠道菌群、改善胃肠道功能，以及调节免疫力的作用。介绍了益生菌补充剂的概念，并综述了益生菌补充剂与运动员胃肠道和呼吸道疾病相关性的研究，分析了益生菌补充剂维持肠道屏障功能并减轻运动员疾病症状的机制，并展望了益生菌补充剂用于运动员健康干预的研究方向。

运动医学；益生菌补充剂；保健食品；肠道屏障功能

0 引言

运动员作为一类特殊人群，在训练、比赛期间进行高强度运动时，除可能发生骨骼与肌肉的意外伤害，引发胃肠道症状如恶心、痉挛、腹胀、腹泻、呕吐、绞痛和出血的风险也较正常人有所增加，上呼吸道感染也多有发生。因此，医护人员需格外注意，做好运动员日常保健与疾病预防工作。针对胃肠道和呼吸道症状，膳食保健是既方便又行之有效的辅助预防对策。益生菌广泛存在于发酵食品中，如酸奶、酱菜、泡菜等，与日常生活密切相关。有些国家开发出益生菌冻干菌粉和胶囊制品等作为微生态制剂用于保健工作。益生菌具有一系列潜在功能，如拮抗病原菌、提高乳糖耐受能力、降低胆固醇、抵御泌尿生殖道感染，以及预防肠易激综合症、肠炎、便秘、大肠癌、高血压和骨质疏松症等[1-4]。益生菌补充剂作为一种功能性保健食品，对专业运动员提高免疫力、快速恢复体力、缓解疲劳、甚至提高成绩有积极作用。研究人员在益生菌对运动员消化系统、呼吸系统以及免疫系统等的相关性研究中积累了一定成果。本文综述了益生菌补充剂与运动员胃肠道和呼吸道疾病相关性的研究，分析了益生菌补充剂维持肠道屏障功能并减轻运动员疾病症状的机制，并展望了益生菌补充剂用于运动员健康干预的研究方向[5-7]，以期为运动医护人员与相关科研工作者提供参考。

1 益生菌补充剂

“益生菌”英文“probiotics”，词头“pro”源自拉丁文“pro”，意为“为了”，词尾“biotics”源自希腊文“βιωτιóζ”，意为“生命”，合在一起，意思就是“为了生命”。这个概念最早在1974年由Parker正式提出。益生菌是指一类分离自正常菌群，以活菌为主体(也包含死菌)，以口服或黏膜途径投入，旨在改善黏膜表面微生态和酶系的平衡，激发机体特异性或非特异性免疫机制，提高机体免疫力与生理活性的微生态制剂[1]。

益生菌在我国被广泛应用于发酵食品中，如酸奶、酱菜、泡菜等。除用于制作发酵食品外，有的国家还把益生菌制成冻干菌粉、胶囊或微胶囊形式的保健食品出售。据一项美国全国性调查显示，大约有200万的成年人因健康原因使用益生菌补充剂，在过去的几年中益生菌补充剂已成为越来越受欢迎的保健食品之一[2]。而国内益生菌补充剂产品较少，国家食品药品监督管理局2005年起批准了10种益生菌可用于保健食品[3]，分别是：两歧双歧杆菌(Bifidobacteriumbifidum)、婴儿双歧杆菌(B.infantis)、长双歧杆菌(B.longum)、短双歧杆菌(B.breve)、青春双歧杆菌(B.adolescentis)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillusdelbrueckiisubsp.Bulgaricus)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、干酪乳杆菌干酪亚种(L.caseisubsp.casei)、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)和罗伊氏乳杆菌(L.reuteri)。

益生菌能通过占位及营养争夺排挤病原菌，维持和保证肠道菌群的最佳优势组合及稳定性。益生菌在人体内可发酵糖类产生大量的有机酸，例如醋酸与乳酸，使肠道内部维持一个弱酸的环境，从而抑制肠道内病原菌的生长与繁殖。益生菌自身代谢产物如过氧化氢和细菌素也可阻止病原菌生长繁殖。益生菌促进免疫细胞产生IgA，预防呼吸道和胃肠道感染。益生菌刺激机体非特异性免疫功能，使吞噬细胞吞噬病原菌的活力增强，提高免疫力。益生菌作为功能性食品，还具有诸多有益功能：提高乳糖耐受能力、降低胆固醇、抵御泌尿生殖道感染，以及预防肠易激综合症(irritable bowel syndrome,IBS)、肠炎、便秘、大肠癌、高血压和骨质疏松症等[4]。

2 益生菌补充剂与运动员疾病相关性的研究

耐力运动员在繁重的训练和比赛期间，上呼吸道疾病和胃肠道疾病的发病率会增加。因此，一些学者围绕益生菌补充剂提高运动员免疫力、减少发病率、减轻症状严重程度和缩短症状持续时间等方面展开了相关研究。

益生菌的摄入能减轻呼吸道疾病症状，改善运动员体质。Cox[5]等以20名优秀长跑运动员为研究对象，在为期4个月的冬季训练中，给实验组每天服用1.2×1010CFU的益生菌(L.fermentumVRI-003)冻干粉胶囊，结果发现，实验组比对照组呼吸症状持续时间少一半多，严重程度也较轻。实验组和对照组唾液IgA、IgA1、IL4、IL12没有明显区别，长跑成绩方面也没有显著区别。但实验组IFNγ是对照组的2倍，提示益生菌能减轻运动员呼吸疾病持续时间与严重程度，IFNγ水平的保持是可能的机制之一。另有研究表明[6]，疲劳、成绩不佳运动员血液CD4+T细胞分泌的IFNγ显著下降，经过一个月的益生菌(L.acidophilus)补充，T细胞功能得到恢复。Gleeson[7]等在为期16周的冬季耐力训练中，给男女运动员补充益生菌(L.caseiShirota)，通过观察记录并采集静息时血液与唾液样本，以检测上呼吸道感染(upper respiratory tract infection,URTI)与免疫标志物，结果发现，在最终完成训练任务的58人(实验组32人，对照组26人)中，对照组比实验组出现上呼吸道感染症状的比例高36%，发作频率也显著偏高，但严重程度与持续时间未见差异，实验组唾液IgA浓度比对照组偏高。说明常规摄入益生菌能帮助减轻上呼吸道感染症状并维持唾液IgA水平。

益生菌的摄入能减轻胃肠道疾病症状。Kekkonen[8]等在141名马拉松运动员中开展了一项随机分配、双盲的益生菌干预研究，在马拉松比赛前3个月内，给实验组运动员补充益生菌(L.rhamnosusGG)，后续跟踪记录2周，结果发现，实验组运动员与对照组相比上呼吸道感染的症状严重程度和持续时间虽未见明显差异，但胃肠道症状发作的持续时间显著缩短。训练期间，胃肠道实验组发作的持续时间为2.9 d(对照组为4.3 d)，2周之后，实验组发作的持续时间为1.0 d(对照组为2.3 d)。

研究还发现益生菌补充剂对运动员健康的影响有性别差异。West[9]等以64名男性和35名女性竞技自行车运动员为研究对象，在11周内给实验组每天服用至少1.0×109CFU的益生菌(L.fermentum)，检测粪便益生菌计数与血清细胞因子，并记录自述症状，结果发现，男性运动员粪便中该益生菌数量增长至受试前的7.7倍，女性增长至受试前的2.2倍。男性实验组比对照组呼吸疾病的严重程度减轻，持续时间缩短，而女性确未见明显差异。胃肠道症状的频率和持续时间实验组是对照组的2倍，但男性运动员的严重程度大大降低。说明益生菌对男性运动员的健康有帮助，但对女性运动员的作用仍需进一步讨论。

3 生菌补充剂影响运动员健康的机制

3.1运动引起的肠道屏障功能紊乱

有报告称，耐力型运动员在高强度比赛中，胃肠不适现象如恶心、痉挛、腹胀、腹泻、呕吐、绞痛和出血的风险显著增加[10]。这些问题常认为是由血液从器官流向骨骼肌及心脏造成的，运动强度越大、频率越高、持续时间越长，会导致血液更多地从内脏器官流失。进而引发肠系膜血氧与营养物质供给不足，代谢产物清除不足，肠道局部缺血，血液pH下降等一系列代谢紊乱现象。同时，在高强度运动时儿茶酚胺分泌增加，随后其自动氧化扰乱肠系膜抗氧化能力。产生的活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)和活性氮(Reactive Nitrogen Species,RNS)，氧化破坏生物大分子，改变细胞通路，引发由肠相关淋巴组织(Gut-Associated Lymphoid Tissue,GALT)免疫细胞释放的细胞因子诱导的炎症过程。随后，原本紧密的连接蛋白松散使上皮细胞黏膜失去完整性[11]。另外，脱水、渗透压、肠道蠕动的异常变化也会降低肠道屏障的完整性[12]。

由于肠道屏障的破坏和胃肠道通透性的增加，病原体和毒素被吸收进组织和血液，刺激免疫系统采取应答措施，并伴随炎症和氧化应激[13]。严重或引发内毒素血症(Endotoxemia)，使机体免疫力下降或引发自身免疫疾病[14]。如果医护人员观察到运动员感冒和过敏症状频率较高，则应该考虑检查该运动员肠道黏膜的屏障功能，并采取适当的饮食干预措施恢复其原来的肠道内壁通透性。

3.2益生菌补充剂干预肠道屏障的机制

人连蛋白(Zonulin)是一种结合珠蛋白，是当前最合适的指示肠道屏障功能的标志物，也容易在血液和粪便中检测。人连蛋白是肠道上皮细胞合成的一种功能蛋白，能够通过调节肠上皮细胞间紧密连接蛋白的结构而改变肠上皮间隙的通透性，人连蛋白浓度增加，肠上皮细胞间紧密连接蛋白分离度增加，胃肠道通透性增加[15]。Lamprecht[16]等以运动员为研究对象，连续14周给服多菌种的益生菌补充剂(EcologicR Performance/OMNi-BiOTiCR POWER)，同时检测粪便中的人连蛋白含量的变化情况。受试前，人连蛋白浓度略高于正常值，说明受试对象因长期运动训练肠道通透性已经略微增加。14周后人连蛋白下降至正常，推测补充益生菌后，益生菌根植在肠道内壁并占据优势，取代病原菌调节人连蛋白系统。作者又以益生菌菌种、补充剂量以及不同益生菌的配比组合为研究内容，发现B.bifidumW23、B.lactisW51、EnterococcusfaeciumW54、L.acidophilusW22、L.brevisW63和LactococcuslactisW58混合补充剂能有效地降低受试对象粪便中检出的人连蛋白。另外，也有报道B.infantisY1、L.plantarum、BacteroidesthetaiotaomicronATCC29184、EscherichiacoliNissle 1917、B.longumSP 07/3和L.rhamnosusGG等益生菌补充剂有益于维持肠道屏障功能[17-21]。

益生菌补充剂配料中玉米淀粉、麦芽糊精和矿物质的配比对菌种的生存代谢至关重要，常用以确保菌种的胃部存活率和保健效果。研究报道，建议运动员益生菌的补充剂量应在每日1.0×1010CFU以上[16]。

4 总结与展望

益生菌天然存在于传统发酵食品，在国外较早被开发利用作为具有调节肠道菌群、改善胃肠道功能、免疫功能的保健食品而推向市场。运动员作为一类特殊人群，受到多方面的身体伤害与心理压力，医护人员更应该做好日常营养保健工作，适当合理地补充益生菌制剂可以有效帮助维持肠道屏障功能，减轻由高强度耐力运动所带来的胃肠道症状，缓解上呼吸道感染症状。

目前的研究重点主要围绕益生菌与运动员健康的相关性，缺乏益生菌与运动员竞赛成绩关系的研究。另外，益生菌的好搭档——益生元(Prebiotics)能促进益生菌的增值，使之产生对宿主健康有益的物质，进而发挥调节肠道微生态平衡等保健作用。开发益生元新产品混合搭配益生菌补充剂能对运动员健康带来更大的帮助。

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RecentAdvancesintheHealthofAthletesAffectedbyProbioticSupplements

LI Min1,SHAO Zheng2,ZHANG Caifeng3

(1.Department of Physical Education,College of Education and Physical Education,Nanchang University,330031,Nanchang,PRC;2.Department of Food Science and Engineering,College of Food Science and Technology,Nanchang University,330031,Nanchang,PRC;3.Shanxi Baixiang Food Co.Ltd.,713800,Xianyang,Shanxi,PRC)

Probiotic supplements have been used as microecologic health food in foreign countries for a long time,which have the impacts of regulating intestinal flora,improving gastrointestinal function and adjusting immunity.This article introduced the characteristic of probiotic supplements,reviewed the research of correlation between probiotic supplements and the gastrointestinal and respiratory diseases of the athletes,analysed the mechanism that probiotic supplements maintain the intestinal barrier function to reduce the symptoms of athletes and prospects the future direction of probiotic supplements used for athletes in health interventions.

sports medicine;probiotic supplements;health food;intestinal barrier function

2014-10-27;

2014-12-02

李 旻(1987-)，女，助教，研究方向：体育人文社会学。

10.13990/j.issn1001-3679.2014.06.022

G804.54;R874.1

A

1001-3679(2014)06-0846-05