饮食和运动与健美运动员的肠道微生物群和代谢物有何关系？

饮食和运动与健美运动员的肠道微生物群和代谢物有何关系？

最近发表的一项研究 代谢物 研究了男性健美运动员饮食、运动和肠道的微生物组动态。

Lernen: Schnittpunkt von Ernährung und Bewegung mit dem Darmmikrobiom und zirkulierenden Metaboliten bei männlichen Bodybuildern: Eine Pilotstudie. Bildnachweis: Goami/Shutterstock

背景

最佳的运动和营养方案是难以捉摸的，因为运动/营养干预措施因人而异，产生的结果也各不相同。 这在体育运动中就可以看到，人们开发饮食是为了补充运动表现并优化能量可用性。 然而，个人因素决定了运动结果。 最近，人们对肠道微生物群在个人运动成绩中的作用越来越感兴趣。

关于学习

在本研究中，研究人员测试了饮食和运动的明确变化是否与健美运动员肠道微生物群和代谢物的变化有关。 准备参加健美比赛的 18 岁或以上的男性参与者有资格入选。

选择了五名具有与训练和营养史一致的纵向血液和粪便样本的健美运动员。 他们平均年龄28岁，身高177厘米，体重77.7公斤，拥有4.2年的健美经验。 样本在比赛前八周（PRE8）、比赛前一周（PRE1）和比赛后四周（POST4）采集。

参与者在采血前 12 小时内戒酒、咖啡因和运动。 使用液相色谱-质谱 (LC-MS) 系统在靶向代谢组学分析中测量亲水性代谢物。 参与者在每个评估点之前完成一周的饮食和运动日记。

食物、液体和补充剂的摄入量记录在食物日记中，而阻力和有氧运动则记录在训练日记中。 使用双能 X 射线吸收测定法 (DXA) 扫描仪评估身体成分。 在每个评估时间点之前一周内，从参与者那里自行采集粪便样本。 从粪便样本中分离出总 DNA。 16S 核糖体 RNA (rRNA) 的 V4 区域用于微生物组分析。

PRE1 和 POST4 时身体活动和身体成分的变化与 PRE8 作为基线进行比较。 使用 Kruskal-Wallis 检验分析时间点之间代谢物浓度的差异。 由于 LC-MS 质量控制检查失败，PRE1 时间点的一个样品被排除在分析之外。

结果

所有参与者在准备期间（PRE8 – PRE1）都实现了所需的身体成分变化。 脂肪量的减少幅度大于瘦肉量的减少量。 两名参与者在维持瘦体重方面比其他人更成功。 一名参与者的脂肪量减少幅度最小（6.4%）。 比赛结束后，所有参与者的脂肪和瘦肉质量均有所增加。

与 PRE8 和 POST4 时间点的基线相比，运动训练有所减少，但训练计划因人而异。 只有一名参与者的有氧运动和阻力训练从 PRE8 增加到 PRE1，反映了更好的瘦体重保留，但与脂肪量减少并不对应。 接下来，对参与者的饮食摄入量进行评估——食物、常量营养素和能量水平。

所有参与者的能量摄入量相似，赛后四名参与者的能量摄入量最高。 赛前能量摄入量（PRE8 至 PRE1）的较大减少与脂肪量的更好减少相对应，但与瘦体重的变化无关。 赛前蛋白质贡献高于可接受常量营养素分布范围（AMDR）的上限，而碳水化合物贡献低于下限。 以脂肪形式摄入的能量在 AMDR 限制范围内。

参与者在所有时间点都超过了蛋白质的最低推荐每日摄入量（MRDI）。 此外，蛋白质/氨基酸补充剂的消耗存在个体差异。 每个参与者都有独特且动态的肠道微生物群。 同一时间点不同参与者的样本之间没有显着关联。

竞争结束后，观察到样品之间和样品内微生物多样性的时间变化。 每个个体在 PRE8 和 PRE1 时间点的微生物群落比 POST4 样本群落更加相似。 此外，在 POST4 的样本中，有四个人的多样性较低。

在所有参与者中，大多数微生物（55% 至 85%）是厚壁菌门。 在禁食和无运动状态下评估参与者的血清代谢特征。 在 127 种代谢物中，有 9 种在时间点被发现具有显着性。 参与者在整个评估过程中具有独特的代谢特征。

POST4 代谢物谱与 PRE8 或 PRE1 谱不同。 赛前代谢物谱的特点是丙二酸、胍基乙酸、乙酰肉碱、α-酮丁酸和β-羟基丁酸水平较高。 相比之下，赛后的特征是糖碱、胆碱和 NAD+ 水平升高。

结论

总体而言，所有参与者在赛前期间都成功减少了脂肪量并保持了瘦体重。 赛前食物能量摄入量减少最多的参与者的脂肪量减少幅度更大。 个体之间的微生物组成存在显着差异。 尽管肠道微生物组组成存在个体差异，但样本内和样本之间的微生物多样性可以进行可预测的营养调节。

结果表明，预测肠道微生物组、代谢物、饮食和运动之间的动态在个体水平上而不是个体之间会取得成功。 因此，个性化的运动训练和饮食将比基于人群生成模式的饮食/运动计划更有益。

参考：

• Luk, A. et al. (2022) „Intersection of Diet and Exercise with the Darm Microbiome and Circulating Metabolites in Male Bodybuilders: A Pilot Study“, Metabolites, 12(10), p. 911. doi: 10.3390/metabo12100911. https://www.mdpi.com/2218-1989/12/10/911

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