摘要
背景
睡眠、运动和肠道微生物组之间的复杂关系为改善健康提供了新机遇。我们首次大规模研究了源自精英运动员的新型多菌株乳酸杆菌益生菌对11名精英运动员和257名普通人群的睡眠质量、运动恢复和肠道微生物组的影响。
结果
两阶段研究设计包括开放标签研究和职业足球队纵向对照研究。安慰剂对照研究显示，益生菌干预后主观睡眠质量改善69%、能量水平提升31%、肠道蠕动改善37%。这些改善与氧化应激标志物D-ROMS显著下降以及更高的自由睾酮/皮质醇比率相关。多组学分析揭示了微生物组组成和功能的特异性改变，为这些效果提供了机制见解。
结论
本研究阐明了多菌株乳酸杆菌益生菌通过调节睡眠质量、运动恢复和肠道微生物组改善健康状况的机制。结果强调了从健康个体开发的定制益生菌在改善人类健康的潜力。
背景
健康由遗传特征与后天习惯（饮食、运动等）的复杂网络定义。微生物组既受遗传和环境塑造，又反过来影响宿主健康。双向的健康/微生物组互作使研究变得复杂。我们采用新范式：通过研究承受特殊压力的群体（如运动员）来解析微生物组与宿主表型的关联。
本研究使用的三种乳酸杆菌菌株（嗜酸乳杆菌FB0012、植物乳杆菌FB0015、鼠李糖乳杆菌FB0047）分离自精英运动员肠道。运动员的微生物组组成不同于久坐人群，例如耐力跑者运动后韦荣氏菌含量增加。这种菌可将乳酸转化为丙酸，为宿主细胞提供能量。
材料与方法
益生菌菌株来源
志愿者按标准流程收集粪便样本，经MRS培养基培养、基因测序获得菌株。
开放标签研究
通过邮件招募1000+潜在参与者，最终257人完成研究。平均年龄40.9岁，女性53%。参与者每日服用低剂量（10亿CFU）或高剂量（35亿CFU）益生菌，持续2周。使用TypeForm进行基线、1周和2周随访调查。
对照纵向研究
11名精英足球运动员（年龄26.5±2.0岁）参与25周研究。前12周服用安慰剂（马铃薯淀粉胶囊），1周洗脱期后进入12周益生菌期。收集粪便、血液和尿液样本进行多组学分析。
结果
开放标签研究发现睡眠和能量益处
257名参与者中94%报告至少一个领域改善。最常见益处：睡眠质量改善（45.1%）、恢复时间缩短（38.5%）、疲劳频率下降（38.3%）、训练后酸痛减轻（38.1%）和肠道规律改善（34.6%）。
足球俱乐部纵向研究验证开放标签结果
11名职业足球运动员完成研究。益生菌期相比安慰剂期，总体健康、睡眠质量、能量水平和肠道蠕动质量4项指标显著改善。
样本用于机制研究
血液生物标志物分析显示：
- 睾酮相关指标提升：自由睾酮和睾酮/皮质醇比率显著增加
- 氧化应激标志物改善：D-ROMS和BAP下降
- 炎症因子调节：TNF-α增加，IL-6先升后降恢复基线
多组学分析揭示机制
宏基因组分析显示：
- 乳酸菌科丰度增加
- 11个菌群相对丰度变化，其中7种仅在益生菌期增加
- 未发现3β-羟基类固醇脱氢酶基因丰度变化
代谢组学分析发现：
- 8种关键代谢物与益生菌作用相关
- 确定与氧化应激和维生素K生成相关的生物合成途径
讨论
本研究首次系统评估运动员来源益生菌对睡眠和运动恢复的影响。发现益生菌通过调节氧化应激、炎症因子和性激素平衡改善睡眠质量。机制可能涉及：
- 增加短链脂肪酸（如丙酸）生产
- 调节色氨酸代谢产生神经活性物质
- 影响下丘脑-垂体-肾上腺轴
研究局限：
- 样本量较小（纵向研究仅11人）
- 开放标签研究缺乏对照组
- 无法完全排除混杂因素
结论
本研究通过两阶段方法验证了多菌株乳酸杆菌益生菌的潜在益处，发现其不仅能改善消化，还能显著提升能量和睡眠质量。结合多组学技术和血液生物标志物分析，提出了益生菌通过调节肠道微生物组减少宿主氧化应激的潜在机制。
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