凝結(jié)芽孢桿菌(Bacillus coagulans)CGMCC 9951提升運(yùn)動(dòng)耐力作用的研究

杜釔呈,邢嘉樂,吳影,2,3,田萍萍,2,趙麗娜,2,李欣,2,3,張杰,3,古紹彬,2,3*

1(河南科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院,河南 洛陽,471000)2(河南省食品微生物工程技術(shù)研究中心,河南 洛陽,471023)3(食品加工與安全國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,河南 洛陽,471023)

疲勞是指機(jī)體在生理過程中不能維持其機(jī)能在特定水平和(或)不能維持預(yù)定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的現(xiàn)象[1]。疲勞產(chǎn)生后如果不能及時(shí)消除,會(huì)進(jìn)一步發(fā)展成“過勞”,使機(jī)體發(fā)生內(nèi)分泌紊亂、免疫力下降,甚至出現(xiàn)器質(zhì)性病變。因此,疲勞已成為當(dāng)今社會(huì)威脅人類健康的一大因素。

凝結(jié)芽孢桿菌(Bacilluscoagulans)是一種兼性厭氧型革蘭氏陽性益生菌,發(fā)酵產(chǎn)生L-乳酸,對(duì)惡劣環(huán)境的耐受性好,因其顯著的益生特性而成為研究的熱點(diǎn)并被逐漸應(yīng)用。一些腸道菌群通過促進(jìn)短鏈脂肪酸的產(chǎn)生向腸道上皮細(xì)胞提供能量,并且產(chǎn)生興奮類神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素和多巴胺,從而促進(jìn)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力[2]。HOFFMAN等[3]研究發(fā)現(xiàn),在2周高強(qiáng)度的軍事訓(xùn)練期間攝入滅活的凝結(jié)芽孢桿菌有利于維持機(jī)體耐力,減輕炎癥反應(yīng)。GEPNER等[4]研究發(fā)現(xiàn)攝入凝結(jié)芽孢桿菌聯(lián)合羥基丁酸鈣可以減輕高強(qiáng)度軍事訓(xùn)練引起的炎癥反應(yīng),保持肌肉完整性,但相應(yīng)的機(jī)制還需進(jìn)一步探討。

本研究通過4周游泳訓(xùn)練建立小鼠運(yùn)動(dòng)模型,探究凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)于小鼠運(yùn)動(dòng)能力、疲勞相關(guān)生化指標(biāo)以及炎癥因子的影響,為益生菌的利用和抗疲勞產(chǎn)品的研發(fā)提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951為本實(shí)驗(yàn)室分離保藏菌株,經(jīng)發(fā)酵噴霧干燥后制成菌粉,菌含量2×1010CFU/g。健康的雄性清潔級(jí)KM小鼠,體重(25±2)g,購(gòu)自鄭州大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,20～22 ℃,自然光照條件下適應(yīng)性喂養(yǎng)1周。大小鼠維持飼料,北京科澳協(xié)力飼料有限公司。葡萄糖測(cè)試盒、糖原測(cè)試盒、乳酸測(cè)試盒、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)測(cè)試盒、血氨測(cè)試盒、血尿素氮測(cè)試盒、肌酸激酶測(cè)試盒,南京建成生物工程研究所。小鼠白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)酶聯(lián)免疫分析測(cè)試盒、小鼠白細(xì)胞介素-10(interleukin-10,IL-10)酶聯(lián)免疫分析試劑盒、小鼠腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)酶聯(lián)免疫分析試劑盒,上海科愛博生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋,常州普天儀器制造有限公司;D3024R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī),美國(guó)Scilogex(賽洛捷克)公司;L5S紫外可見分光光度計(jì),上海儀電分析儀器有限公司;Multiskan FC酶標(biāo)儀,美國(guó)Thermo (賽默飛)公司;CP214電子天平,奧豪斯儀器(常州)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)分組及干預(yù)方法

將50只KM小鼠隨機(jī)分為安靜對(duì)照組(SC)、運(yùn)動(dòng)對(duì)照組(EC)和凝結(jié)芽孢桿菌低劑量組(LC)、中劑量組(MC)、高劑量組(HC),每組10只,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周,期間小鼠自由進(jìn)食飲水。在適應(yīng)性喂養(yǎng)結(jié)束后,低、中、高劑量組小鼠飼料機(jī)械粉碎后分別添加不同量凝結(jié)芽孢桿菌菌粉,用模具壓制成型,低溫烘干備用,制成含有1×106、1×107、1×108CFU/g凝結(jié)芽孢桿菌的特殊飼料。在連續(xù)飼養(yǎng)4周時(shí)間里,SC組小鼠不進(jìn)行任何的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,其余各組小鼠每天固定時(shí)間進(jìn)行15 min的無負(fù)重游泳訓(xùn)練,實(shí)驗(yàn)期間小鼠自由進(jìn)食和飲水,每隔3 d稱量一次體重。該研究?jī)?nèi)容和過程遵循國(guó)際及國(guó)家頒布的有關(guān)生物醫(yī)學(xué)研究所制訂的倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(SYXK-(豫)2018-0010)。

1.3.2 日常小鼠游泳訓(xùn)練

小鼠游泳實(shí)驗(yàn)方案參考文獻(xiàn)[5]所述方法并稍加改動(dòng),每天下午兩點(diǎn)對(duì)EC、LC、MC、HC組小鼠進(jìn)行無負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn),泳池水溫(28±1)℃,水深為小鼠體長(zhǎng)的1.5倍,使其尾部不能觸底支撐。小鼠游泳時(shí)間為15 min,持續(xù)訓(xùn)練4周。

1.3.3 游泳力竭時(shí)間的測(cè)定

訓(xùn)練4周后,進(jìn)行力竭游泳試驗(yàn)。將小鼠單獨(dú)放置在自制游泳池(長(zhǎng)50 cm、寬35 cm、高40 cm)中,水溫維持在(28±1)℃,將相當(dāng)于體重5%的鉛皮附著在小鼠尾根上,記錄從入池開始到力竭的時(shí)間。當(dāng)小鼠沉水后8 s內(nèi)未上浮至水面為力竭判斷標(biāo)準(zhǔn)[6]。

1.3.4 取樣

游泳力竭時(shí)間測(cè)定后,小鼠休息24 h,期間正常飲水和飲食。之后禁食12 h,無負(fù)重游泳15 min,將小鼠取出,休息30 min。用乙醚麻醉小鼠后,摘除眼球取血。將血液4 ℃靜置1 h,3 500 r/min離心10 min后,將分離的血清樣品置于4 ℃冰箱備用。取血后,采用頸椎脫臼法處死小鼠,解剖,取出肝臟和骨骼肌組織,用生理鹽水洗去血液并用濾紙吸干水分,液氮冷凍備用。

1.3.5 小鼠血清生化指標(biāo)的測(cè)定

嚴(yán)格按照試劑盒說明書的方法,用酶標(biāo)儀測(cè)定小鼠血清中葡萄糖的含量,采用比色法測(cè)定小鼠血清中乳酸、LDH、血氨、血尿素氮、肌酸激酶含量,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)小鼠血清中IL-1β、IL-10、TNF-α含量。

1.3.6 小鼠肝糖原和肌糖原含量的測(cè)定

將一定量的肝臟和肌肉按不同比例加入堿液制成糖原水解液,進(jìn)而制備成1%肝糖原檢測(cè)液和5%肌糖原檢測(cè)液,根據(jù)試劑盒說明書要求,在620 nm下檢測(cè)吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線分別計(jì)算出肝糖原和肌糖原的含量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,組間差異分析采用單因素方差分析(one-way analysis of variance,ANOVA),數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P<0.05表示組間有顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)小鼠體重和游泳力竭時(shí)間的影響

由圖1-a可知,5組小鼠的初始體重沒有顯著性差異,在連續(xù)4周補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951后,5組小鼠體重均有不同程度的增加,其中EC組比LC、MC、HC組分別多了8.1%、6.1%、7.4%,比SC組多了14.8%,但均無顯著性差異(P>0.05)。表1列出了小鼠基本參數(shù),結(jié)合圖1-a和表1數(shù)據(jù)可知,在各組小鼠日均攝食質(zhì)量沒有顯著性差異的情況下,實(shí)驗(yàn)組小鼠與對(duì)照組小鼠最終體重未出現(xiàn)明顯差異(P>0.05),各臟器指數(shù)也無顯著性差異(P>0.05),表明4周游泳運(yùn)動(dòng)期間攝入凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951對(duì)小鼠體重和臟器重量無不良影響。

表1 小鼠基礎(chǔ)參數(shù)

圖1 凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951對(duì)小鼠體重(a)和游泳力竭時(shí)間(b)的影響

游泳力竭時(shí)間是描述運(yùn)動(dòng)耐力最直觀的數(shù)據(jù)。由圖1-b可知,4周的日常游泳訓(xùn)練后,EC組游泳時(shí)間是SC組的2.2倍,差異顯著(P<0.05),說明日常訓(xùn)練可以顯著延長(zhǎng)小鼠游泳力竭時(shí)間,提高小鼠的耐力表現(xiàn)。而補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951的LC、MC、HC組的游泳力竭時(shí)間分別是EC組的1.2、2.0、3.3倍,差異顯著(P<0.05)。

2.2 凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)小鼠血清生化指標(biāo)的影響

2.2.1 血糖

血糖是機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)的直接供能物質(zhì)。如圖2-a所示,4周游泳訓(xùn)練后,相比較SC組,EC組小鼠在運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后血清中血糖含量提升了17.2%,但差異不顯著(P>0.05)。而在日常游泳訓(xùn)練中補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌,HC組小鼠在運(yùn)動(dòng)后血糖含量比EC組提高了17.0%,差異顯著(P<0.05)。

a-血糖;b-乳酸;c-乳酸脫氫酶;d-肌酸激酶;e-血氨;f-血尿素氮

2.2.2 乳酸

當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度超過機(jī)體有氧代謝能力時(shí),乳酸就會(huì)產(chǎn)生并在體內(nèi)積累,使肌肉酸化導(dǎo)致疲勞。如圖2-b所示,4周游泳訓(xùn)練后,SC組和EC組的乳酸含量分別為4.16、4.35 mmol/L,組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而攝入凝結(jié)芽孢桿菌的LC、MC、HC組小鼠血液的乳酸水平分別為3.47、3.02、2.45 mmol/L,MC組和HC組乳酸量顯著低于EC組(P<0.05),說明在4周游泳運(yùn)動(dòng)期間攝入凝結(jié)芽孢桿菌可以降低機(jī)體內(nèi)乳酸的積累。

2.2.3 LDH

LDH主要催化丙酮酸和乳酸之間的可逆性反應(yīng),是機(jī)體糖無氧代謝途徑的一種重要的酶[7]。如圖2-c所示,4周游泳訓(xùn)練后,EC組小鼠的LDH水平與SC組差異不顯著(P<0.05)。在4周小鼠運(yùn)動(dòng)期間每天補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,MC組和HC組小鼠血清LDH水平顯著降低(P<0.05)。

2.2.4 肌酸激酶

肌酸激酶是機(jī)體磷酸原供能系統(tǒng)代謝的關(guān)鍵酶之一[8]。如圖2-d所示,4周游泳訓(xùn)練后,EC組肌酸激酶水平顯著低于SC組(P<0.05)。在小鼠4周游泳運(yùn)動(dòng)期間補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,攝入凝結(jié)芽孢桿菌的MC、HC組小鼠血液的肌酸激酶水平顯著降低(P<0.05),而LC組與EC組之間無顯著差異(P>0.05)。隨著劑量的升高,3個(gè)劑量組的肌酸激酶活性均逐漸下降,差異顯著(P<0.05)。

2.2.5 血氨

氨是運(yùn)動(dòng)代謝過程中產(chǎn)生的一種重要的代謝物。如圖2-e所示,游泳訓(xùn)練4周后,EC組小鼠血氨水平顯著低于SC組(P<0.05)。在4周游泳訓(xùn)練期間攝入凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951后,相比于EC組,各實(shí)驗(yàn)組小鼠血氨水平均有所下降,且MC、HC組小鼠與EC組小鼠血氨水平差異顯著(P<0.05),而MC、HC之間無顯著差異(P>0.05)。

2.2.6 血尿素氮

血尿素氮是蛋白質(zhì)有氧代謝的產(chǎn)物,機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力越差,血清尿素氮的增加就越明顯[9]。如圖2-f所示,游泳訓(xùn)練4周后,EC組和SC組之間血尿素氮水平無顯著差異(P>0.05),在運(yùn)動(dòng)過程中攝入凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,各攝菌組之間血尿素氮水平差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.3 凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)小鼠肝糖原和肌糖原的影響

肝糖原和肌糖原是機(jī)體內(nèi)糖儲(chǔ)備的2種不同形式,能夠?yàn)闄C(jī)體提供運(yùn)動(dòng)所需要的能量,維持血糖水平。如圖3-a所示,4周游泳訓(xùn)練后,與SC組相比,EC組小鼠肝糖原水平顯著升高(P<0.05)。在小鼠游泳訓(xùn)練期間補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,攝菌各組小鼠肝糖原水平均隨劑量增加而顯著提升,且3個(gè)劑量組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。如圖3-b所示,4周游泳訓(xùn)練后,與SC組小鼠相比,EC組小鼠肌糖原水平無顯著差異(P>0.05)。在小鼠游泳訓(xùn)練期間補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,各劑量組小鼠肌糖原水平顯著升高(P<0.05),且MC、HC組之間小鼠肌糖原水平差異顯著(P<0.05)。以上結(jié)果表明凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951可以通過提升肝糖原與肌糖原水平,增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)過程中能量的持續(xù)供應(yīng)。

a-肝糖原;b-肌糖原

2.4 凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)小鼠血清炎癥因子的影響

IL-1β是IL-1家族中的重要成員,具有較強(qiáng)的促炎活性,可誘導(dǎo)多種促炎介質(zhì),如細(xì)胞因子和趨化因子,并最終導(dǎo)致廣泛的炎癥事件,因?yàn)槠湓谘装Y相關(guān)疾病中的重要作用而受到廣泛關(guān)注[10]。如圖4-a所示,4周游泳訓(xùn)練后,與SC組相比,EC組小鼠血清IL-1β水平降低無顯著差異(P>0.05)。在小鼠4周游泳訓(xùn)練期間補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,LC組小鼠血清IL-1β水平變化無顯著差異(P>0.05),而HC組血清IL-1β水平顯著降低(P<0.05)。

a-IL-1β;b-TNF-α;c-IL-10

與IL-1β相似,TNF-α是一種多效促炎細(xì)胞因子,屬于TNF配體超家族。TNF-α在調(diào)節(jié)多種發(fā)育和免疫過程中發(fā)揮著不同的作用,包括炎癥、分化、脂質(zhì)代謝和凋亡,與多種疾病有關(guān)[11]。如圖4-b所示,4周游泳訓(xùn)練后,與SC組相比,EC組小鼠血清TNF-α水平顯著下降(P<0.05),在小鼠游泳訓(xùn)練期間補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,MC、HC組小鼠血清TNF-α水平顯著下降(P<0.05),而LC組小鼠無顯著差異(P>0.05)。

IL-10是一種研究較為廣泛的抗炎細(xì)胞因子,可拮抗其他細(xì)胞因子的促炎作用,從而控制炎癥。如圖4-c所示,4周游泳訓(xùn)練后,與SC組相比,EC組小鼠血清IL-10水平無顯著差異(P>0.05)。在小鼠游泳訓(xùn)練期間補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,LC組小鼠血清IL-10水平無顯著差異(P>0.05),而MC、HC組小鼠血清IL-10水平顯著升高(P<0.05)。

3 討論

機(jī)體疲勞最直接、客觀的表現(xiàn)就是運(yùn)動(dòng)耐力的下降,而游泳力竭時(shí)間是表現(xiàn)機(jī)體耐力最常用的一項(xiàng)指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn),在4周游泳訓(xùn)練期間每天補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951能夠顯著提升小鼠的游泳力竭時(shí)間,且隨著凝結(jié)芽孢桿菌劑量的增加,耐力提升作用更明顯,各組小鼠體重、各臟器重量及臟體比無顯著差異。標(biāo)志運(yùn)動(dòng)性疲勞發(fā)生的生化指標(biāo)主要包括能量物質(zhì)(血糖、糖原等)、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)(酶、激素等)以及代謝產(chǎn)物(乳酸、氨、尿素氮等)。肝糖原和肌糖原是機(jī)體內(nèi)儲(chǔ)存糖的2種形式,是糖代謝中重要的能源物質(zhì),提高糖原的儲(chǔ)備量有助于長(zhǎng)時(shí)間維持血糖的穩(wěn)定。之前有研究表明,用枯草芽孢桿菌GD1、枯草芽孢桿菌N4等多種菌株發(fā)酵的大豆產(chǎn)品能夠顯著提升高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中小鼠肝糖原水平,并減少代謝產(chǎn)物的累積[12]。LI等[13]研究發(fā)現(xiàn),同時(shí)服用酵母多肽和干酪乳桿菌會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)20 min后的小鼠血糖水平產(chǎn)生顯著影響。與前人研究結(jié)果類似,本實(shí)驗(yàn)表明連續(xù)4周服用凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951能夠顯著提升小鼠肝糖原和肌糖原儲(chǔ)備水平,且高劑量的凝結(jié)芽孢桿菌可以顯著提高小鼠血糖水平,這意味著機(jī)體在運(yùn)動(dòng)中將會(huì)獲得更充足的能量供給,從而達(dá)到增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力,延緩機(jī)體疲勞的作用。

LDH是機(jī)體糖酵解供能系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一,在糖的無氧酵解中催化丙酮酸加氫生成乳酸的可逆反應(yīng),LDH主要存在于骨骼肌內(nèi),保證肌肉在短暫缺氧時(shí)仍能獲取ATP,體現(xiàn)了糖酵解系統(tǒng)供能特性[14]。李開剛等[15]對(duì)大鼠進(jìn)行16周不同強(qiáng)度的訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn),骨骼肌LDH活性在各訓(xùn)練組有下降的趨勢(shì)。魏海成等[16]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)組織被破壞時(shí),LDH從細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入血液,從而導(dǎo)致血清中的酶活性升高。肌酸激酶是一種血漿非功能性酶,正常來源于骨骼肌。運(yùn)動(dòng)會(huì)使機(jī)體內(nèi)環(huán)境發(fā)生劇烈變化,肌肉組織因缺氧和細(xì)胞損傷導(dǎo)致代謝物累積,血清中的肌酸激酶含量就會(huì)發(fā)生變化,所以通常將肌酸激酶作為骨骼肌損傷的指標(biāo)[17]。CHEN等[18]研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充植物乳桿菌TWK10可以顯著降低小鼠血清中肌酸激酶水平。與前人研究結(jié)果相似,本研究發(fā)現(xiàn),與EC組相比,補(bǔ)充一定劑量的凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951可以顯著降低HC組小鼠血清中LDH和肌酸激酶水平,表明凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的細(xì)胞和肌肉損傷有一定的改善作用。

運(yùn)動(dòng)性疲勞的生物標(biāo)志物包括乳酸、血氨、血尿素氮等。乳酸是肌肉在進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),從厭氧糖酵解途徑獲得足夠能量的同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。過量的乳酸會(huì)使肌肉中H+和H3PO4堆積,導(dǎo)致肌肉pH值下降,抑制磷酸果糖激酶活性,從而降低糖的分解速度,使基質(zhì)網(wǎng)結(jié)合更多的Ca2+,影響肌肉張力[19]。血氨主要由腸道及細(xì)菌酶的氨基酸脫氨反應(yīng)和骨骼肌的運(yùn)動(dòng)代謝產(chǎn)生,骨骼肌ATP大量消耗,ADP再磷酸化速率慢于ATP水解的速率,ADP水平升高導(dǎo)致腺苷酸脫氨酶活性升高,產(chǎn)氨增加,造成疲勞[20]。血尿素氮是人體蛋白質(zhì)代謝的主要終產(chǎn)物。當(dāng)機(jī)體長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)以至于不能夠通過糖和脂肪的分解獲得足夠的能量時(shí),骨骼肌中蛋白質(zhì)和氨基酸參與分解代謝提供能量,產(chǎn)生尿素氮。彭曉明等[19]探究安神益智合劑對(duì)力竭小鼠抗疲勞特性的影響,結(jié)果表明安神益智合劑給藥組小鼠血清乳酸、LDH和血尿素氮含量均降低。萬麗娜等[21]研究發(fā)現(xiàn)鎖陽乙醇提取物可以顯著減少小鼠血清中乳酸、血尿素氮含量。尹美玲等[22]研究發(fā)現(xiàn)二氫楊梅素可以顯著降低體力疲勞小鼠血清乳酸、血尿素氮的含量,具有緩解體力疲勞的作用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在4周游泳訓(xùn)練過程中補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951,與EC組相比,MC、HC組均能夠顯著降低小鼠血清中乳酸和血氨的水平,而血尿素氮水平差異不顯著。之前有研究表明,服用植物乳桿菌TWK10對(duì)運(yùn)動(dòng)后小鼠血尿素氮的清除作用不顯著[18],相關(guān)機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

IL-1β是一種多效促炎因子,可以促進(jìn)其他炎癥因子的表達(dá)。TNF-α是一種關(guān)鍵的促炎因子,可與多種細(xì)胞因子協(xié)同作用,進(jìn)一步誘導(dǎo)體內(nèi)炎癥介質(zhì)的釋放。IL-10是一種抗炎因子,可抑制促炎因子的釋放,減少炎癥反應(yīng)。JGER等[23]研究發(fā)現(xiàn)嗜熱鏈球菌FP4和短雙歧桿菌BR03可以緩解炎癥反應(yīng),增強(qiáng)肌肉運(yùn)動(dòng)能力。LEE等[24]研究表明植物乳桿菌HY7715可以提高骨骼肌質(zhì)量,降低機(jī)體炎癥反應(yīng)。BINDELS等[25]發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充特定量的乳酸菌可以降低炎癥反應(yīng),緩解肌肉疲勞。本研究表明,與EC組相比,在4周游泳訓(xùn)練期間補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951可以顯著降低HC組小鼠血清IL-1β和TNF-α水平,提升IL-10水平,緩解因運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的肌肉炎癥反應(yīng),減少細(xì)胞膜通透性,從而緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞。

4 結(jié)論

凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951可以顯著延長(zhǎng)小鼠游泳力竭時(shí)間,提高小鼠體內(nèi)肝糖原和肌糖原儲(chǔ)備,提升運(yùn)動(dòng)后血糖水平。降低疲勞相關(guān)指標(biāo)乳酸、血氨、BUN水平,降低運(yùn)動(dòng)后血清LDH、CK活性。降低促炎細(xì)胞因子(IL-1β和TNF-α)和提高抗炎細(xì)胞因子(IL-10)的含量,進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)小鼠運(yùn)動(dòng)耐力,緩解疲勞的作用。

目前凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951對(duì)運(yùn)動(dòng)耐力的調(diào)節(jié)尚停留在表觀研究,有待從肌肉組織形態(tài)、腸道微生物多樣性、代謝組學(xué)以及與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信號(hào)通路等方面來揭示凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951對(duì)運(yùn)動(dòng)耐力調(diào)節(jié)的深層機(jī)制。此外,與動(dòng)物相比,人類具有不同的飲食、生活方式和腸道菌群,凝結(jié)芽孢桿菌CGMCC 9951對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)耐力的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。