腸道的神經細胞數量僅次於大腦,就像一顆隱藏版大腦,腸道透過「腦腸軸線」,與腦相互聯絡、彼此影響,就像大腦一樣,腸道也會發出和接收神經衝動、紀錄經驗、回應情緒。

什麼是「腦腸軸線」?

目前研究發現腸道和大腦間有 一條直達的雙向通道,稱之為腸-腦軸,亦有稱腦-腸軸。後來科學家又發現,腸道中的共生菌群也對這個軸線有貢獻,三者一直在互相影響,因此有人亦把腸道菌群包括進來,稱之共生菌-腸-腦軸

 

                                                              

腸道菌群可影響體內的正常平衡,包含:腸道功能、中樞神經、自主神經、免疫系統等;益生菌為可以促進腸道菌種平衡,增加宿主健康效益的微生物,而病原菌則可能有助罹病的風險。腸道菌群可以透過中樞神經系統(CNS)、自主神經系統(ANS)和免疫系統而影響身體功能,此亦說明了生物心理、心靈彼此間的交互作用。

                                                         

那麼 益生菌與運動表現有什麼關係呢?

運動會有許多生理上的變化,像是心臟血管系統、呼吸系統、神經系統、內分泌系統、及各種臟器。(圖一)

此外,運動造成人體的腸道菌相的變化是近年來的新議題,過去已有研究發現,益生菌的補充會造成腸道菌相的轉換,另一方面運動後也會造成腸道菌相的轉換,以目前的解釋大都偏向於微生物菌相轉換為更好的能量收割模式。

 

 

                                                                     

圖一、運動產生的人體生理變化 (Mach & Fuster-Botella, 2016)

 

研究發現在菁英運動員之腸道菌相是比較豐富的,且腸道菌相的組成也與一般人不同,過去也有文獻指出,無菌鼠的運動能力明顯低一般的小鼠。因此,腸道菌相的組成改變、豐富與運動能力的關係已經確認。此外,益生菌或益生質的增補,無論在動物或人體試驗,腸道菌相均會出現明顯的變化。

                

最近一項研究證實植物乳酸桿菌(L. plantarum )具有提升肌肉量、提升運動表現以及抗疲勞的效果。(Huang, W. C& Huang, C. C. 2018). 

在運動科學領域上,目前已經有科學家開始研究耐力運動與腸道微生物的關係,亦發現腸道微生物菌群是可以改變耐力運的的表現,目前主流說法是由於複合多醣被結腸微生物群代謝為短鏈脂肪酸(SCFAs)終產物,而這些微生物就是可以代謝出短鏈脂肪酸的為微生物,主要是乙酸鹽,丙酸鹽和丁酸鹽。(圖二)

 

                                                                 

圖二、腸道微生物影響耐力運動表現的主要原因 (Mach & Fuster-Botella, 2016)

 

最近研究也發現乳酸菌的補充可以改善因為癌症所導致惡病質的肌少症,而主要原因是因為腸道菌相的改進,而進一步提升肌肉質量。在最近的研究中,某些益生菌 (例如,Bacillus coagulans) 可以增加的養分吸收,且具有某些特異性針對支鏈氨基酸的吸收能力的提升,如亮氨酸蛋白質利用能增加肌肉量,以提高運動過程中的能量供給 。

 

運動過程中,血液和腦中氨的積累會在中樞神經系統產生疲勞的負面影響。雖然運動誘發氨的毒性是短暫的以及可逆的,但根據累積的狀態,它可能會影響到中樞神經系統中關鍵區域的協調活動中樞神經系統與身體疲勞是有很大的關聯的,最近的研究也指出,運動疲勞會導致腸胃炎症狀且改變中樞神經的焦慮行為及相關系統的生化反應,因此,補充益生菌可能在中樞神經系統疲勞與腸胃道不適之間的關係產生重要作用。

                                                        

 

針對以上資訊大家都了解了嗎?  小編特別整理出本次三大重點,讓您複習一下 

1.腸道就像一顆隱藏版大腦,腸道透過「腦腸軸線」,與腦相互聯絡、彼此影響

2.腸道菌群可影響體內的正常平衡,包含:腸道功能、中樞神經、自主神經、免疫系統等

3.腸道微生物與健康、體能、運動能力、肌肉與身體能量儲存與利用是息息相關的

 

 

  提升運動表現     從腸道菌群開始

 

參考文獻

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Chen, Y. M., Wei, L., Chiu, Y. S., Hsu, Y. J., Tsai, T. Y., Wang, M. F., & Huang, C. C. (2016). Lactobacillus plantarum TWK10 supplementation improves exercise performance and increases muscle mass in mice. Nutrients8(4), 205.

Duncan, S. H.; Louis, P.; Flint, H. J. Lactate-utilizing bacteria, isolated from human feces, that produce butyrate as a major fermentation product. Appl. Environ. Microbiol. 2004, 70, 5810–5817

Huang, W. C., Hsu, Y. J., Li, H., Kan, N. W., Chen, Y. M., Lin, J. S., … & Huang, C. C. (2018). Effect of Lactobacillus plantarum TWK10 on improving endurance performance in humans. Chin. J. Physiol61, 163-170.

Mach, N.; Fuster-Botella, D. Endurance exercise and gut microbiota: A review. J. Sport Health Sci. 2016, 1-19.

Nicholson, J.K.; Holmes, E.; Kinross, J.; Burcelin, R.; Gibson, G.; Jia, W.; Pettersson, S. Host-gut microbiota metabolic interactions. Science 2012, 336, 1262-1267.