MICT对于健康青年肠道菌群表达谱的影响

来源 :温艳林 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jcd041991
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目的:本研究通过对健康青年男性进行5-6周中等强度持续训练(MICT)的干预,通过对受试者粪便样本进行16S rRNA测序,确定5-6周MICT干预后肠道菌群结构和组成的变化趋势,以及急性运动训练对肠道菌群的影响。结合16S rRNA测序结果、运动心肺功能测试结果、心脏彩超检测结果和体成分分析结果,探讨MICT对机体产生的影响,并从菌群稳态角度进一步解释运动产生有益作用的机制,从而为MICT应用于大众健身提供理论基础。方法:随机选取首都体育学院2年内无专业运动训练经历,并能够参加次此实验的男性受试者11名。采用跑步的训练方式,运动强度为60%VO2max,运动时间为30min,运动频率为每周3次,运动周期为5-6周。在训练前一周内和训练结束一周内分别进行两次基础信息、体成分、血液、心脏超声、运动心肺功能等检查,训练前进行的测试称为前测(QC),训练后进行的测试称为后测(HC)。并在训练前一周内和训练结束后48-72小时内以及第一次训练结束后24小时候内收集其晨便,一人一次收集3个粪便样本,训练前收集的粪便称为前测(QC),训练后收集的粪便称为后测(HC),第一次运动训练后收集的粪便称为急测(JC)。将收集到的粪便进行16S rRNA测序,以探究受试者肠道内微生物菌群的成分与功能。结果:(1)5-6周MICT干预前后身体成分检测结果表明:运动干预后,健康青年男性体重(p=0.262)、BMI(p=0.279)和体脂率(p=0.030)呈下降趋势。(2)5-6周MICT干预前后16S rRNA测序结果表明:运动干预后,门水平,健康青年男性肠道菌群Firmicutes的相对丰度降低,Bacteroidetes的相对丰度升高,Firmicutes/Bacteroidetes(F/B)降低,Synergistetes(p=0.003)和Chloroflexi(p=0.018)的相对丰度在运动训练前后具有显著差异。科水平,Bacteroidaceae和Lactobacillaceae的相对丰度升高。属水平,Bacteroides、Roseburia和Lactobacillus的相对丰度升高。运动干预前后Alpha多样性和Beta多样性无统计学意义。(3)一次急性MICT干预前后16S rRNA测序结果表明:一次急性运动干预后,门水平,Bacteroidetes相对丰度下降,Proteobacteria相对丰度升高,F/B的比率升高,Synergistetes(p=0.012)的相对丰度在一次急性运动训练前后具有显著差异。科水平,Synergistaceae(p=0.012)、unclassified_Sorangiineae(p=0.048)和Desulfobulbaceae(p=0.036)的相对丰度具有显著差异。属水平,Butyricicoccus的相对丰度升高,Desulfobulbus(p=0.014)和unclassified_Synergistaceae(p=0.048)、unclassified_Sorangiineae(p=0.036)的相对丰度具有显著差异。一次急性MICT干预前后Alpha多样性和Beta多样性无统计学意义。(4)5-6周MICT干预前后CPET结果表明:运动干预前后,健康青年男性Load max(p=0.017)、VO2max(p=0.011)、MET max(p=0.013)、AT(p=0.007)、VE max(p=0.0001)和MVV(p=0.0002)显著性增加。VO2/Kg max(p=0.398)、VO2/HR max(p=0.249)和FCV1(p=0.252)无显著性差异。(5)5-6周MICT干预前后心脏超声检测结果表明:运动干预前后,整体做功GWI(p=0.010)和LVEF(p=0.039)显著上升。GLS、GWE、GCW、GWW和SV增加并不显著(p>0.05)。(6)肠道菌群与身体成分之间的相关性分析结果表明:运动干预后,BMI与Blautia和F/B呈正相关,与Firmicutes、Bacteroidetes、Bacteroides、Alistipes和Roseburia呈负相关,但都不具有显著性(p>0.05)。体重与Bacteroidetes、Bacteroides、Alistipes呈正相关,与Firmicutes、Blautia、Roseburia和F/B呈负相关,但都不具有显著性(p>0.05)。(7)肠道菌群与心肺功能之间的相关性分析结果表明:运动干预后,VO2max与Firmicutes、Bacteroidetes、Prevotella、Lachnospiracea、Advenella、Prevotellaceae和Alcaligenaceae呈现正相关,与Bacteroides呈负相关,但并不具有显著性(p>0.05)。AT与Firmicutes、Prevotella、Lachnospiracea、Advenella、Prevotellaceae和Alcaligenaceae呈负相关,与Bacteroidete呈正相关,与Bacteroides(r=0.83)呈显著性正相关(p=0.001)。LVEF与Firmicutes、Alistipes、Roseburia、Ruminococcus、Butyricicoccus和Lactobacillus呈正相关,与Bacteroidetes呈负相关,但并没有显著性(p>0.05)。SV与Alistipes、Roseburia、Ruminococcus、Butyricicoccus和Lactobacillus呈正相关,与Bacteroides和Firmicutes呈负相关,但并没有显著性(p>0.05)。CLS与Bacteroidetes、Alistipes、Roseburia和Lactobacillus呈正相关,与Ruminococcus和Butyricicoccus呈负相关,但并没有显著性(p>0.05),与Firmicutes(r=-0.76)呈显著负相关(p=0.03)。结论:(1)5-6周的MICT和一次急性MICT,对人类肠道菌群群落结构及多样性的影响存在差异,但两者都使受试者肠道菌群朝着健康的方向发生变化。两者的区别在于5-6周MICT运动训练改变健康青年男性肠道菌群的组成,增加Lactobacillus和Roseburia等益生菌的相对丰度。而一次急性MICT运动训练改变健康青年男性肠道菌群的多样性,并增加丁酸盐产生菌Butyricicoccus的相对丰度。(2)5-6周MICT运动训练增强健康青年男性心肺功能,并且起到减重、塑身的作用。(3)5-6周MICT运动训练改变受试者肠道菌群的构成,而肠道菌群的变化与心肺功能增强和身体成分的改善具有相关性。
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