肠道微生物群与运动和疾病

尽管微生物组成的变化对个体健康有很大的影响。另一方面，肠道菌群多样性的增加改善了代谢和免疫功能。越来越多的证据表明，肠道微生物群可由不同的因素调节，如感染、疾病、饮食、抗生素和运动，反过来，这些调节可以影响某些疾病。有趣的是，运动可以决定肠道微生物组成的变化，在能量平衡和调节中发挥积极作用。

低强度运动可影响胃肠道，从而缩短短暂的排便时间，从而缩短病原体与胃肠粘液层的接触时间。因此，运动似乎对肠道有保护作用，降低结肠癌、憩室病和炎症性肠病的风险。此外，即使在高脂肪饮食的情况下，运动也可以减少炎症浸润，保护肠道的形态和完整性。高脂饮食，伴随着久坐行为，由于浆细胞和淋巴细胞浸润导致绒毛宽度增加。运动通过减少近端和远端肠道中环氧合酶2（Cox-2）的表达来阻止这些形态学变化。耐力运动似乎决定了内脏血流量减少导致的胃肠道变化，从而产生毒性效应。这种降低依赖于内脏血管床中动脉阻力的增加，继发于交感神经系统输入的增加。长时间的运动也决定了肠道通透性的增加，损害了肠道屏障功能，导致结肠细菌移位。

自愿运动与肠道菌群

关于自愿运动对肠道微生物群影响的最早证据来自松本和同事的动物实验。他们报告，在大鼠身上，自愿的跑步运动决定了微生物群组成的变化、正丁酸盐浓度的增加以及盲肠直径的增加。由于正丁酸盐可预防结肠癌和炎症性肠病影响细胞NF-B活化]，正丁酸盐的增加与运动相关的结肠疾病风险的降低有关。在通过高脂肪喂养诱导肥胖的小鼠中，运动可以防止肥胖，并诱导主要细菌门百分比的变化。总距离与厚壁拟杆菌比率呈负相关。研究者认为，运动在预防饮食诱导的肥胖中起着重要作用，产生类似瘦老鼠的微生物成分。运动表现出一种独立于饮食的独特微生物群。在运动小鼠体内，有与粪杆菌相关的细菌，这种细菌可以通过产生丁酸盐和通过黄素/硫醇电子运动降低管腔中的氧张力来保护消化道。另一方面，食物限制和运动之间的联系似乎决定了有益细菌的减少和引起肠道黏膜屏障紊乱的细菌的增加。

血清瘦素水平与双歧杆菌和乳酸杆菌数量呈正相关，与类杆菌和普氏杆菌数量呈负相关。血清胃饥饿素水平与这些细菌呈负相关。一系列证据表明，营养状况和运动影响肠道菌群，肠道菌群与食欲有关。当运动在青少年时期开始时，它改变了各种门，类杆菌增加，厚壁菌减少。与成人运动相比，青少年运动改变了更多的种类，导致瘦体重增加。这些数据表明，早期生活锻炼可以影响肠道菌群组成，刺激细菌的发育，从而决定宿主新陈代谢的适应性变化。此外，早期开始的运动可能有利于大脑功能的最佳发展，促进有益健康的微生物种类。使用无菌小鼠模型，研究表明肠道微生物群可能改变大脑功能。在大鼠体内，鼠李糖乳杆菌可减少焦虑和抑郁样行为，减弱应激后下丘脑-垂体-肾上腺轴的激活，并通过迷走神经产生GABA受体表达的变化。有证据表明，肠道微生物（SCFA）产生的不同代谢物和信号分子可以激活肠神经系统的迷走神经传入受体。这些信号由孤束核传播到不同的投射区域，例如对情绪和行为很重要的边缘结构。因此，特别是在青少年时期，运动和肠道微生物群是促进大脑和代谢发育的重要因素。