根据肠道微生物制定个性化运动营养方案的未来方向

肠道微生物代表了个性化运动营养领域的一个开放研究领域。定期报告对训练和体力活动的高个体间变异性，肠道微生物可能通过影响食物成分的个体代谢和/或对运动刺激的稳态压力或训练负荷的适应而导致这种变异性。需要更多的研究来确定肠道微生物是否可以作为对饮食和运动干预做出反应的运动表现的重要预测因子。研究人员应参考Ross等人、Hecksteden等人、Mann等人、Swinton等人和Hopkins等人等指南，了解解释个体间反应变异性的统计框架，并确定导致这种变异性的因素。

可以解决的具体问题是特定细菌类群或类群在运动成绩提高中的作用，以响应某些饮食因素（例如，蛋白质来源，如乳清、酪蛋白、大豆等）。；大量营养素分布；或补充如咖啡因、β-丙氨酸、抗氧化剂）或运动刺激物。这可以通过联合饮食运动干预进行调查，测量基线和最终微生物组和性能变量，使用预测性机器学习算法，如随机森林，确定基线丰度或某些细菌类群的变化是否可以预测个体的身体表现反应。另一个问题是不同的分类群是否参与不同的反应（例如，最大摄氧量、疲劳时间、最大重复负荷等）以及这些效应的机制（例如，短链脂肪酸产生、抗氧化酶活性、肌肉蛋白质合成、糖原形成、能量收获和燃料利用、炎症等）。虽然第一个问题可以通过测量同一人群中多种运动表现结果的研究来解决，但确定这些影响的机制需要体外或动物模型，并测量潜在的介导代谢物，如短链脂肪酸和生理变量，例如肌肉质量或肌肉糖原含量。此外，需要进行更大规模和更长时间的研究，以解决人口统计学（例如，性别、年龄、种族等）之间的效应或反应是否不同，以及是否通过益生菌和/或益生元调节肠道微生物群，或调节饮食或运动刺激（例如，补充剂的数量或类型；运动方式、持续时间、强度）可能有助于增加对刺激的积极反应，减少“无反应者”的数量。例如，一项使用相同参与者并测量微生物组和运动强度逐步增加时的表现反应的研究可能有助于阐明哪种类型的运动可能最适合某些个体及其微生物组。此外，对益生菌补充后的表现变化进行测量的研究并没有直接观察个体的肠道微生物成。这是这些研究的局限性，因为不同的益生菌菌株在胃肠道中的存活率不同，个人肠道微生物的组成也可能影响肠道中益生菌的持久性和功能。因此，并非所有益生菌菌株都能存活足够的数量，使其进入肠道微生物，即使益生菌到达肠道微生物，也可能不会持续那么长时间或对每个个体产生相同的效果。

研究领域的其他挑战和限制很多，必须加以考虑提出有关运动微生物组学联系的主张时的考虑因素。虽然饮食和运动的影响已被证明是相互正交的，但饮食仍然可能是研究内部和研究之间的一个混杂因素。因此，运动对肠道微生物的决定性影响必须使参与者的饮食标准化，这一点尚未完成。除了饮食，遗传、表观遗传学、睡眠行为、性别、年龄等变量以及许多其他因素都会影响肠道微生物的变异性以及表现反应。这种可变性使得很难就肠道微生物的影响得出具体结论，在设计或解释肠道微生物与宿主相互作用的研究时，应始终予以考虑。

一个相关的研究机构已经开始研究“肠道-肌肉轴”，因为它与肌肉质量（即肌肉减少症）和身体虚弱的年龄相关变化有关，以及它在“肌肉-肠道-大脑”轴和衰老中的神经退行性疾病中的潜在作用。这一研究领域有可能为肠道微生物和运动表现领域的研究提供信息。虽然这项研究关注的是肌肉质量的保存，而不是身体或运动表现，但它与确定连接这些系统的途径以及如何调节这些系统极为相关。分类群，如粪杆菌prausnitzii，或益生元补充剂，丁酸盐，或其他微生物代谢物，如尿石素A，对肌肉功能和防止衰老相关萎缩显示出有益的关联或作用。也有人假设，老化的肠道微生物可能在合成代谢抵抗现象中发挥作用，不是通过改变蛋白质代谢本身，而是通过肠道屏障功能、炎症和线粒体功能障碍等机制。因此，通过观察肠道微生物中与年龄相关的变化如何导致肌肉减少和肌肉功能下降，我们可以更好地理解如何改变或补充这一群体，以维持健康并潜在地提高表现。

总之，有几个不同的研究领域涉及到肠道微生物在运动和运动表现中的作用问题。然而，到目前为止，研究中仍存在许多差距和局限性，必须加以解决。虽然还没有任何结论性的发现，但进一步的研究和学科间的合作可能有助于阐明运动与肠道微生物之间的联系以及对运动成绩的潜在影响。