目的:人体含有大量的正常微生物群,其组成复杂,种类繁多,在机体内发挥各种生理作用。当受到某些内外源性因素的影响时,微生物群平衡会被打破,从而引起微生物群失调,进而引发一系列疾病。随着肠道微生物学的发展和国家微生物计划的启动,人们逐渐意识到肠道菌群对维持机体健康起着重要作用。在剧烈运动中胃肠道问题受到一定的关注,尤其是竞技体育中要求运动员长期大强度训练,在长时间大强度的训练下会导致肠道屏障功能受损,在耐力、体能类项目中经常产生胃痛、呕吐、腹泻、黑便等一系列胃肠道综合征,已经严重影响了运动员的正常训练和比赛,成为十分困扰运动员、教练员以及运动医学研究者的棘手问题。有研究探讨低强度脉冲超声波（Low-Intensity Pulsed Uitrasound,LIPUS）以一种低成本、非侵袭性和安全的生物物理治疗手段,用于促进骨折愈合,加速软组织再生和抑制炎症反应等。主要以非热效应的机械力刺激可使细胞形态发生变化,而细胞骨架张力的完整性则是细胞发生形变的主要因素,同时也是将机械力在细胞内传递分布,并最终将机械力学信号表现在其效应点上。因此,本文主要通过LIPUS经腹部超声治疗探讨低强度脉冲超声是否可以通过机械力改变细胞骨架,密封细胞间隙,恢复肠道正常通透性,进而达到治疗效果。同时上调IL-13细胞因子,并抑制机体炎症反应,诱导肌肉中IL-13细胞因子的释放,调节骨骼肌线粒体以及能量代谢,提高运动水平。为低强度脉冲超声治疗并改善耐力、体能类运动员提高运动水平提供理论依据。方法:本研究以50只雌性成年Sprague-Dawley（SD）大鼠（体重200±20 g）为研究对象,适应性喂养2w后,随机分成为5组:正常对照组（Normal Control Group,NC组）,疲劳模型对照组（Exercise Fatigued Control,EFC组）超声安静组（Low-Intensity Pulsed Ultrasound-Sedentary,LIPUS-Sed 组）,超声疲劳组Low-Intensity Pulsed Ultrasound-Sedentary-Exercise Fatig ued,LIPUS-EF 组),有氧运动组（Aerobic Exercise,AE组）,每组均为10只大鼠。NC组不进行任何干预;EFC组进行为期12w坡度跑台运动,坡度为-5.5°,速度为30m/min,运动时间由60min/观察老鼠疲劳程度以此递增至90min/d,每周早晚训练6 d,休息1 d;LIPUS-EF组与EFC组训练方案一样,在训练到第6w开始每天训练结束后进行低强度脉冲超声治疗20min;LIPUS-Sed组静养6w后与LIPUS-EF组治疗方案一样,进行低强度脉冲超声治疗20min;AE组与EFC组训练时间相同,进行为期12周坡度跑台运动,坡度为-0°,速度为10m/min,运动时间与EFC组相同;在实验期间每周定期称食称重,在第11 w训练前使用高压灭菌后的离心管进行粪便采集5d。为后期移植实验储备。第12 w训练结束后测试了各组大鼠抓力及离体腓肠肌肌力以评估大鼠疲劳状态。最后一次训练结束后对大鼠进行断食不断水,空腹12h后,称量大鼠体重,进行取材。检测大鼠血清中乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CK）、尿素氮（BUN）的活性,超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）的活力,苹果酸脱氢酶（MDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）的活力。形态学分析小肠组织及腓肠肌组织;Western Blot技术和RT-qPCR技术分析NF-κBp65、IL-13及受体IL-13α1、STAT6蛋白在组织中的表达变化。选取盲肠组织检测16sRNA基因序列,对肠道微生物多样性进行分析。在第一批动物的实验基础上,为进一步探究LIPUS对肠道炎症及通透性治疗的作用以及诱导骨骼肌IL-13表达,调节骨骼肌线粒体及能量代谢,增强运动耐力。进行了小鼠灌胃实验。将30只20 g左右C57-6J成年小鼠随机分为6组:生理盐水组（NS）,悬浮液灌胃正常对照组（FT-NC）,悬浮液灌胃疲劳模型对照组（FT-EFC）,悬浮液灌胃低声强安静组（FT-LIPUS-Sed）悬浮液灌胃低声强疲劳组（FT-LIPUS-EF）,悬浮液灌胃有氧运动组（FT-AE）。悬浮液灌胃组小鼠每周粪便灌胃4n,每只老鼠0.2mL/n,实验期间周内灌胃2d中间休息1d再继续灌胃2d,1 w测量一次体重;生理盐水组小鼠灌胃剂量与悬浮液灌胃小鼠一样,每次灌胃生理盐水0.2mL,第4w灌胃结束后测试了各组小鼠抓力及离体腓肠肌肌力以评估小鼠运动能力。最后一次灌胃结束后对小鼠进行断食不断水,空腹12 h后,称量小鼠体重,进行取材。检测小鼠血清中乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CK）、尿素氮（BUN）的活性与超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）的活力,形态学分析了小鼠小肠组织及腓肠肌组织。结果:1.LIPUS对运动性疲劳大鼠体重、抓力、肌张力的干预分析:与NC组相比EFC组大鼠的体重、抓力和肌张力都显著性降低,与EFC组相比LIPUS-EF组大鼠体重,抓力及肌肉张力都明显增高。AE组大鼠肌肉张力与抓力也明显高于EFC组。2.LIPUS对运动性疲劳大鼠相关指标:LDH、CK、BUN、SOD、MDA、GSH、LPS、MDH、SDH、BS的干预分析:与NC组比较,EFC组大鼠CK、LDH、BUN酶含量均上升,有显著性差异,LPS、MDA的含量也明显增加,相对应的内源性抗氧化剂SOD含量与外源性抗氧化剂GSH含量降低,EFC组大鼠腓肠肌组织中MDH、SDH的含量明显升高,BS含量显著降低;与EFC相比LIPUS-EF组LDH、BUN含量明显下降,CK的含量有下降趋势,LPS含量显著降低,LIPUS-EF、AE组MDA含量也显著低于EFC组,LIPUS-Sed、LIPUS-EF和AE组SOD、GSH的含量均有增加的趋势。LIPUS-Sed、LIPUS-EF组SDH的含量均明显低于EFC组,LIPUS-Sed和LIPUS-EF组BS的含量均明显高于EFC组。3.LIPUS对运动性疲劳大鼠肠道微生物区系16SrRNA测序结果:sobs指数shannoneven指数shannon指数及对应的稀释曲线图得出:与NC组相比EFC组LIPUS-Sed,LIPUS-EF,AE组微生物总体丰度明显增高,群落均匀度增加,肠道菌群多样性明显增加;与EFC组相比较LIPUS-Sed组微生物总体丰富度明显增高,群落均匀度增加,肠道菌群多样性明显增加;LIPUS-EF组微生物区系的总体丰富度降低,群落均匀度与肠道菌群多样性下降,接近NC组。4.LIPUS对运动性疲劳大鼠形态学分析得出NC组大鼠黏膜上皮细胞微绒毛排列紧密,规则整齐,没有发现明显变形等病理,腓肠肌纤维排列有序,整齐,紧密,无病理状态;EFC组大鼠绒毛紊乱,较稀疏,且排列不整齐,绒毛长度缩短,部分细胞出现凋亡现象,肠壁固有层厚度与绒毛宽度都有所降低,黏膜上皮细胞之间的间隙变宽,肠壁黏膜层厚度变窄,细胞结构不清晰,腓肠肌纤维排列较紊乱,细胞肿胀,破裂的情况较多;LIPUS-EF组大鼠绒毛排列相对整齐,绒毛长度增加,肠壁黏膜层厚度增加,未发现线粒体变性,黏膜上皮细胞间隙有明显改善。5.RT-qPCR与 Western Blot检测大鼠结肠组织中 NF-κBp65、IL-13、IL-13Ra1、STAT6的mRNA及蛋白的表达变化,以及ELISA检测血清中IL-13的含量得出:与NC相比EFC组血清中IL-13的含量IL-13及受体IL-13Ra1 mRNA表达明显降低,NF-κBp65 mRNA表达与蛋白明显增加,与EFC组相比LIPUS-EF组NF-KBp65、STAT6 mRNA显著降低,有极显著性差异,IL-13,IL-13Ra1 mRNA表达明显增加,IL-13Ra1 mRNA表达显著增加,有极显著性差异,LIPUS-Sed组NF-KBp65蛋白表达增加,IL-13Ra1、STAT6蛋白表达明显增加,有极显著性差异,LIPUS-EF组NF-κBp65蛋白表达明显下降,有极显著性差异,IL-13Ra1、STAT6蛋白表达明显升高,IL-13Ra1蛋白增加有极显著性差异。6.悬浮液灌胃实验结果:与NS相比NC-FT,EFC-FT,LIPUS-Sed-FT,LIPUS-EF-FT,AE 组小鼠体重降低,NC-FT,LIPUS-Sed-FT,LIPUYS-EF-ET,AE-FT组运动时间均高于NS组,EFC-FT组运动时间减少,NC-FT,LIPUS-Sed-FT,LIPUS-EF-FT;与 EFC-FT 组相比 LIPUS-Sed-FT,LIPUYS-EF-ET,AE-FT 组运动时间明显变长,LIPUS-Sed-FT,LIPUS-EF-FT,AE 组肌张力升高,LIPUS-Sed,LIPUS-EF,AE组整体抓力明显增强,与大鼠实验结果一致。7.悬浮液灌胃后小鼠生化指标及形态学分析结果:与NS组相比EFC-FT组CK含量显著增高,有显著性差异,其余粪便移植组CK含量均降低,无显著性差异,NC-FT,EFC-FT,LIPUS-Sed-FT,AE-FT组BUN的含量升高,有极显著性差异,EFC-FT组含量最显著,NC-FT组LDH含量显著增高,有显著性差异,EFC-FT组LDH含量显著增高,有极显著性差异;与NC-FT组相比EFC-FT组BUN含量显著增高;LIPUS-EF-FT组BUN含量显著减少,有显著性差异,LIPUS-Sed-FT组LDH含量显著降低,有显著性差异;与EFC-FT组相比LIPUS-EF-FT组CK含量显著降低,有极显著性差异,LIPUS-EF-FT组小鼠BUN含量显著减少,LIPUS-EF-FT组LDH含量降低。NS组小鼠微绒毛排列紧密,规则整齐,绒毛宽度正常,没有发现明显变形等病理,悬浮液灌胃组形态发现有轻微断裂,绒毛排列不是很整齐。结论:1.LIPUS能够通过机械力改变细胞骨架,密封细胞间隙,恢复肠道正常通透性,进而达到治疗效果。还可以下调LPS抑制NF-κBp65表达上调IL-13细胞因子,并抑制机体炎症反应,诱导肌肉中耐力能力调节因子IL-13细胞的释放,参与了机体调节骨骼肌线粒体以及能量代谢,进而可能会帮助耐力运动员提高运动水平。2.LIPUS增加了 LIPUS-Sed微生物的多样性,但在LIPUS-EF组中微生物总体丰度降低,说明LIPUS在对正常无病理性大鼠80mW/cm2干预后,引起肠道多样性增加会出现紊乱,有轻微损伤,可能与设置的强度参数大小有关系。3.LIPUS可以通过改善机体炎症调节机体能量代谢,提高耐力运动水平。4.进一步证实了运动科学界与微生物领域关注的“肠-肌轴”的联系,在运动科学领域与微生物学领域都有一定的使用价值。