《Nutrients》:Gut Microbiota Profile and the Impact of Probiotic Supplementation in Competitive Cyclists: A Scoping Review
Giacomo Belmonte,
Marco Gervasi,
Deborah Agostini,
Sabrina Donati Zeppa,
Eugenio Formiglio,
Irene Rosa Di Mitri,
Eneko Fernández-Pe?a,
Alessia Bartolacci,
Vilberto Stocchi and
Antonino Patti
+ 2 authors
编辑推荐:
本综述系统梳理竞技自行车运动员肠道菌群特征及益生菌干预证据,纳入11项研究(363人)。发现普雷沃氏菌(Prevotella)富集或为运动适应标志,16周多菌株益生菌可改善业余车手有氧表现及主观疲劳感(RPE),但菌群分析方法异质性大,专业车手数据匮乏,亟需标准化菌株与剂量研究。
背景与目标
近年来,肠道菌群在能量代谢、免疫系统及运动后恢复中的关键作用被逐步揭示,其对运动表现的潜在影响引发关注。益生菌作为运动补剂,被认为可能降低训练与竞赛期间的胃肠及呼吸道感染风险。然而,针对竞技自行车运动员这一特殊群体——他们面临长距离、高强度训练(职业公路车手年骑行量达30,000–35,000公里,大环赛连续三周高强度竞赛),其肠道菌群特征及益生菌干预效果尚未有专门综述。本研究通过范围综述,旨在明确两个核心问题:(a) 竞技自行车运动员肠道菌群的共同特征;(b) 益生菌补充对该群体的影响。
材料与方法
依据PRISMA-ScR指南开展,检索PubMed/Medline、Web of Science、Scopus数据库至2025年11月1日的文献,注册于Open Science Framework(DOI: 10.17605/OSF.IO/VWKH8)。采用(“gut microbiota” OR “microbiome”)AND(“competitive cyclists” OR “elite cyclists”等)及(“probiotic supplementation” OR “probiotics”)AND(“cycling”等)检索策略。纳入标准为:英语发表的竞技自行车运动员(业余、U23、精英、职业)肠道菌群组成或益生菌干预研究,排除休闲骑手、混合运动项目(如铁人三项)及非英语文献。由两名研究者独立筛选,分歧时引入第三研究者,提取作者、年份、参与者特征、主要发现等数据,未进行偏倚风险评估(范围综述方法学要求)。
结果
研究筛选与特征
初筛1179篇文献,去重后1082篇进入标题/摘要筛选,最终纳入11项研究(共363名参与者)。其中7项研究肠道菌群组成,4项为益生菌随机对照试验(RCT)。参与者涵盖职业车手(4项)、精英车手(2项)、训练有素的业余车手(5项);研究设计包括横断面(6项)和纵向(5项);性别分布:仅男性(6项)、男女混合(4项)、仅女性(1项)。
肠道菌群评估
方法学异质性显著:2项采用鸟枪法宏基因组学和宏转录组学,5项为粪便分析与微生物丰度定量(4项16S rRNA测序,1项实时荧光定量PCR(qPCR))。
益生菌干预
菌株方面,1项单菌株(乳酸杆菌发酵亚种(Lactobacillus fermentum)),3项多菌株;剂量范围1×109至1×1011CFU/天,均为安慰剂对照。结局指标包括生理参数、炎症因子、胃肠/呼吸道症状、代谢与氧化指标、肠道通透性(乳果糖/鼠李糖比值)及菌群组成。训练负荷监测方式:在线日记(2项)、功率计(1项)、标准化训练(1项)。
讨论
肠道菌群组成特征
尽管竞技自行车运动员的菌群存在差异,但部分特征反复出现:
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普雷沃氏菌(Prevotella)富集:Petersen等比较不同水平车手发现,无论业余或职业,均存在普雷沃氏菌高丰度,且其丰度与每周训练量正相关,参与碳水化合物及支链氨基酸代谢;Aya等的宏基因组分析也证实,车手普雷沃氏菌相对丰度高于举重运动员,该菌属已知增强碳水化合物代谢与短链脂肪酸(SCFA)产生,可能提升耐力表现。
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甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithii):职业车手该菌丰度显著高于低级别业余车手,或为职业群体特有标志。
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性别与分类差异:Shalmon等发现,男性车手富集红蝽菌科(Coriobacteriaceae)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)及假单胞菌属(Pseudomonas);女性车手则富集毛螺菌科(Lachnospiraceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、戴阿利斯特杆菌属(Dialister)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)及普雷沃氏菌,且普雷沃氏菌与训练量正相关。
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菌群多样性争议:Ampe等对14名精英女性世巡赛车手的调查显示,其菌群拟杆菌门(Bacteroidota)占比72.7%(对照组15.3%),厚壁菌门(Firmicutes)仅22.1%(对照组62.5%),α多样性降低,纤维发酵菌(如毛螺菌科、瘤胃球菌科)减少,可能与高碳水、低纤维饮食相关;而Fernandez-Sanjurjo等在职业车手大环赛期间的研究未发现菌群α/β多样性与运动表现的关联,仅观察到赛前复合碳水摄入增加红蝽菌科(Erysipelotrichaceae),赛中简单碳水补充降低双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae)。
益生菌干预效果
胃肠与呼吸道症状
West等对男女车手的调查显示,男性补充益生菌后胃肠症状持续时间、频率增加,严重程度降低,且与训练强度正相关;下呼吸道症状有临床改善,但上呼吸道感染(URTI)无显著变化,女性反而报告呼吸道症状增加。Schreiber等则发现益生菌组胃肠症状发生率低。
肠道通透性
Pugh等研究显示乳果糖/鼠李糖比值无显著差异,而Mazur等发现益生菌组连蛋白(zonulin)水平显著降低,提示肠道屏障功能改善,但结论需更多研究验证。
抗炎作用
West等未发现IL-1RA、IL-6、IL-8、IL-10、肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素γ(IFN-γ)等细胞因子浓度改变;Schreiber等也报道IL-6、TNFα、C反应蛋白(CRP)无显著变化。但Mazur等观察到IgA浓度升高,TNF-α、IL-6、IL-10、总氧化状态(TOS)降低,需更大样本量验证单菌株效果。
骑行表现
仅3项研究涉及:Pugh等4周多菌株干预未改善120分钟计时赛表现,仅麦芽糊精峰值氧化率略高;Schreiber等12周干预后VO2max与时间至力竭(TTF)测试无生理参数改善,但TTF期间主观疲劳感(RPE)显著降低;Mazur等16周干预后,业余车手有氧测试中VO2max、运动时间显著增加,心率(HR)与RPE降低,无氧测试(Wingate)无变化。
局限性与未来方向
现有研究存在明显不足:纳入研究数量少(11项)、样本量小(363人);益生菌菌株、剂量(1×109–1×1011CFU/天)、干预时长(4–16周)异质性大,仅1项单菌株研究;参与者水平混杂(业余vs职业),饮食与训练负荷差异可能影响结果;菌群分析方法不统一(16S rRNA、宏基因组等);缺乏女性车手专项数据,且未探索厌氧性能改善。未来需聚焦职业车手,标准化菌株与剂量,结合饮食干预周期,延长随访时间,并区分性别与竞技水平的影响。
结论
竞技自行车运动员可能存在适应高强度训练的肠道菌群特征,普雷沃氏菌富集或为共同标志,但受性别、竞技水平及饮食影响显著。益生菌补充(尤其16周多菌株方案)可能改善业余车手的有氧性能、主观疲劳感及胃肠/呼吸道症状,但对炎症因子与肠道通透性的影响尚不一致,且未观察到厌氧性能提升。鉴于现有证据有限,尤其是职业车手数据匮乏,未来需开展标准化、大样本的针对性研究,为教练与训练师提供循证依据。