益生菌居然能促进增肌！真的假的？

食与心

2024-12-27 07:00发布于北京行为生物学博士

在你的肌肉谁说了算？基因？运动？饮食？还是肠道菌群？（下），食与心介绍了肠道微生物在宿主肌肉潜力和肌肉量中发挥的重要作用。抗生素、低纤维饮食和久坐不动的生活方式等会扰乱菌群，不仅诱发肥胖（脂肪组织体积增加），还会减少肌肉量和肌肉功能，加速成年人肌肉流失。

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既然负向调节菌群会削弱肌肉质量和功能，那么正向调节菌群（比如补充益生菌）能否增加肌肉质量，增强肌肉功能呢？这种看似无中生有的感觉是否真实？还是来看看科学研究的答案。
一. 益生菌能改善少肌症
如果说哪一个人群最亟须增强肌肉质量和功能，那一定是肌少症患者。
肌少症（Sarcopenia）是一种与年龄相关的综合征，表现为骨骼肌质量、肌肉力量和肌肉功能的逐渐减小。这个病更是老年人群中重要的健康问题，与跌倒、神经系统退行性病变、残疾、住院和死亡风险增加密切相关。肌少症的病人可能最符合人们印象中的衰老形象，走路颤颤巍巍、说话吐字不清、坐下蹲下没有人帮忙都根本起不来，所以行走坐卧都需要有人辅助。

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医学上并没有有效的药物干预，对于肌少症的主要防治方法是锻炼和营养支持。锻炼需要结合抗阻训练（增强肌肉质量和力量）、有氧训练（增强心肺功能）和平衡训练（减少跌倒）。营养主要是保证充足的蛋白质摄入，避免维生素D缺乏等。
研究发现补充益生菌等调整菌群也有助于改善肌少症。
2024年6月的一项系统分析了益生菌干预对于老年个体（包括人类和动物）肌肉骨骼的影响，发现：【1】
  • 大多数人类和动物研究报告，益生菌干预组的身体机能有所改善，虚弱指数降低。身体成分的变化主要是增加肌肉比例和肌肉质量，减少肌肉萎缩。
  • 此外，益生菌干预还能诱导骨转换和矿物质吸收，显著增加 Ca、P 和 Mg 的吸收和短链脂肪酸浓度；降低炎症标志物IL1、 IL6 、 IL17 、 Th17 和 TNF-α 等的水平，升高抗炎症因子IL-10 和 IFN-γ 水平。
  • 益生元、益生菌或合生元补充剂可以有效改善老年人的身体机能和肌肉力量，降低老年人骨质流失和虚弱的风险。
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2024年10月的一项系统综述对益生菌、益生元或合生元干预肌少症的研究进行了荟萃分析，纳入了8项随机对照研究，参与者年龄都在60岁以上，结果发现：【2】
  • 益生菌补充剂可改善肌肉力量、身体机能和功能，并对肌肉质量有有益影响。
  • 益生元对肌肉力量有效。
  • 益生菌干预可有效增加肌肉力量（检测用的指标是握力）和身体功能（指标为步态速度）。

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除了肌少症人群，益生菌对于其他人群增肌有帮助吗？
二. 益生菌增强肌肉质量和功能，促进运动后恢复
2016年的一项单盲研究发现，剧烈运动（如大重量抗阻训练）会增加肌肉酸痛，并降低感知恢复能力。而与单纯补充酪蛋白的参与者相比，补充酪蛋白+益生菌的参与者运动后24-72小时肌肉酸痛更轻，肌力下降更少，肌肉损伤更小。【3】
2022年的一项荟萃分析，纳入了24项研究，探讨了补充益生菌对肌肉质量、总瘦体重和整体肌肉力量的影响。【4】分析显示，
  • 干预使用的益生菌主要是乳酸杆菌和双歧杆菌。
  • 与安慰剂相比，益生菌组的肌肉质量显著增加，尽管没有发现与总瘦体重相关的变化 。
  • 在6项随机对照组研究中也观察到益生菌组整体肌肉力量显著增加 。
  • 与短期益生菌补充相比，长期（12周以上）补充对于肌肉增加的效果更显著。
  • 对于50岁以下人群，益生菌补充对于肌肉增加的效果更明显。


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2023年的一项双盲安慰剂对照组研究发现，与单纯补充维生素D3相比，4周的益生菌+维生素D3干预不仅能改善格斗运动员的肠道菌群，也能提升有氧运动表现（运动耐力增加）和无氧运动表现（乳酸利用能力）。【5】
2024年3月的一项双盲研究招募了52名20-39岁参与者，随机分入安慰剂组（只进行抗阻训练，每周三次，持续6周）和益生菌组（6周抗阻训练+益生菌补充）。【6】结果发现：
  • 在身体成分方面，干预后益生菌组参与者肌肉质量显著增加，瘦体重显著增加、体脂率显著降低、脂肪体重显著减小；安慰剂组干预后体重、体脂率和BMI指数都显著增加；与安慰剂组相比，干预组肌肉质量显著增加。
  • 对于肌肉和筋膜，益生菌组干预前后的增强更加明显。
  • 对于握力，干预前后安慰剂和益生菌组之间都没有显著差异，但只有益生菌组在干预后左右手握力显著增加。
  • 对于最大摄氧量，干预前后安慰剂和益生菌组之间都没有显著差异，但只有益生菌组在干预后最大摄氧量显著增加。
  • 对于爆发力和肌力，干预前后安慰剂和益生菌组之间都没有显著差异，但只有益生菌组在干预后垂直跳跃相对力峰值和力量发展率显著增加，等张肌肉力量的相对力峰值和力量发展率显著增加，无氧运动表现平均功率显著增加。
这些结果提示：阻力运动训练与益生菌相结合可产生卓越的附加效应，不仅能提高肌肉质量和力量表现，同时还可以降低体脂率。

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2024年6月的一项双盲研究招募了88名参与者，随机分为4组进行为期6周的干预：安慰剂组，乳酸乳球菌组、植物乳杆菌组，和复合益生菌组（乳酸乳球菌+植物乳杆菌）。安慰剂组只进行结构化运动训练，其他三组训练同时补充益生菌。【7】结果发现：
  • 所有益生菌组的运动表现均显著增强，最大摄氧量增加，力量表现、爆发力和无氧运动能力增强，运动后肌肉损伤较轻，肌肉恢复更快。
  • 植物乳杆菌补充显著增加了肌肉质量，而乳酸乳球菌和复合益生菌干预显著降低了体脂百分比。
  • 益生菌组肠道有益菌增加，复合乳酸菌干预后阿克曼菌显著增加。

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以上研究发现提示：益生菌补充剂可能有助于增加肌肉质量和力量，提高运动耐力和爆发力、调节肠道微生物群组成、减少循环炎症生物标志物、减轻肌肉损伤和加速肌肉恢复。
三. 益生菌修复抗生素诱发的肌肉损失
在上一期，食与心介绍了抗生素不仅能消耗肠道细菌，还能消耗肌肉增加脂肪，那么益生菌能修复这种损失吗?
大量研究发现，益生菌能修复抗生素造成的肠道菌群紊乱、菌-肠-脑轴功能失调、消极情绪增加（如焦虑、抑郁或烦躁）和认知能力下降（如记忆力降低）。
食与心所在研究室就发现：与抗生素组相比，在抗生素处理同时补充发酵乳杆菌NS9，不仅能改善抗生素诱发的菌群异常，降低炎症水平和压力水平，减少焦虑样行为，提升记忆能力，并增加了海马MR（盐皮质激素受体）和NMDA(一种离子型谷氨酸受体)受体的表达。NS9可能通过将免疫、内分泌和神经（大脑）等的异常的修复，恢复了大鼠的正常认知和行为。【8】
但目前通过益生菌干预抗生素造成的肌肉功能减损的研究并不多，且主要集中在动物研究中。
2021年的一项小鼠研究在分析益生菌对抗生素造成的肠-脑轴异常的同时，也关注了对肌肉和运动能力的影响。【9】
与仅注射生理盐水的对照组相比，青春期开始注射14天抗生素的小鼠死亡率增加，生长延缓，活动水平降低，探索活动减少，肌肉力量降低（耐力和协调性）、内脏敏感性增加，焦虑水平增加，记忆能力降低，大脑和骨骼肌中氧化应激增加，同时菌群失调。如果在抗生素注射当日补充益生菌，不仅能调节肠道菌群，增加肌肉耐力和协调性，还能恢复上述绝大部分异常。
更多的证据来自于家养动物，因为抗生素常被作为一种生长促进剂在养殖中广泛使用。与抗生素喂养的动物相比，益生菌喂养的动物不仅更加健康，肉类品质也更高，颜色、pH值，脂肪酸含量和风味等完全不同，特别值得一提的是18种氨基酸的比例与国外名牌猪肉相比，均有显著差异。这个指标可以用来认定为肌肉质量的变化。

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在养殖动物和宠物中，NS9/NS8/NS5复合饲料添加剂也表现出了对于肌肉功能的提升。食与心研究室就发现，NS乳酸菌喂养的动物，虽然看起来个头小，但体重更大（瘦体重更多），内脏（心脏/肝脏/肾脏）更小，出肉率更高，肌肉中ω-3脂肪酸含量增加，抗氧化物质增加，肉质更嫩，腥味小几乎闻不到，至单凭感官都能区分抗生素养殖动物肉与NS乳酸菌肉。
不少朋友可能吃过NS乳酸菌乳酸菌猪肉、羊肉、鸡肉和鸡蛋等，实际上NS乳酸菌喂养的罗非鱼/多宝鱼/基围虾的肉也更嫩，在水中产生硝化物的浓度也越低，鱼虾的蛋白质含量更高。在日本岐阜县高山市用NS乳酸菌复合饲料喂养的牛牛肉更美味，牛奶更是高脂肪的超级香味牛奶。宠物方面也引起了其爱好者的高度重视：信鸽更有耐力和回巢的定向能力，猫狗的蛋白质代谢更加趋向于减少硫化氢和氨的排放，而这些变化都伴随着正常脂肪的代谢和肌肉的生成结果。

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在肌肉方面，食用NS发酵饲料的动物，所有肌肉（包括骨骼肌、内脏平滑肌和心肌）功能都明显增强。
2022年的一项研究比较了益生菌对苏尼特羔羊肌肉的影响，对照组为不含抗生素和药物的基本饮食，益生菌组为基本饮食+益生菌，90天后比较两组的肌肉变化。【10】结果发现：
  • 与对照组相比，益生菌组羔羊的蒸煮损失和剪切力显著降低，也就是肉质更嫩。
  • 对羔羊胸最长肌的组化分析显示，益生菌组的肌纤维密度在喂养 90 天后略有增加，但未达到显著水平；I 型肌纤维（属慢肌纤维）的数量和面积比显著增加， IIA肌纤维（属快肌纤维）的基因表达增加，苹果酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活性增加（预示肌肉氧化代谢能力更强）。
  • 益生菌改变了羔羊结肠中短链脂肪酸的组成，而短链脂肪酸与羔羊的肌纤维数量显著相关。丙酸与 IIB 型肌纤维的数量比呈负相关，丁酸与 IIA 型肌纤维的数量比呈显著正相关。

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这项研究进一步显示了肠道菌群对于肌肉纤维类型的影响，也提示上文中补充益生菌对有氧和无氧运动能力的提升可能是通过增强氧化能力和改变肌纤维类型比例实现。
食与心温馨总结：越来越多的研究发现，益生菌能增强肌肉质量和力量。不管随着增龄肌肉流失的人甚至是肌少症患者，还是长期使用抗生素后肌肉功能降低的人，补充益生菌都有助于提升和恢复肌肉功能。
对于想要通过运动增肌或者提升运动能力的人，补充益生菌不仅能提升运动的增肌加效果，还能减少肌肉酸痛、减轻剧烈运动造成的肌肉损伤，促进肌肉恢复。
需要强调的是：益生菌的对肌肉功能的增强并不局限于骨骼肌，平滑肌和心肌也能受益。比如益生菌改善便秘和腹泻就是与对胃肠道平滑肌功能的改善有关，益生菌对心血管功能的提升与对心肌功能的改善有关。

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除此之外，益生菌对运动功能的提升不仅仅局限在肌肉，还包括骨骼、关节、运动神经等运动系统的其他部分。下期就让我们聊聊这些话题，敬请关注！

参考材料

  1. Evaluating the Role of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics Supplementation in Age-related Musculoskeletal Disorders in Older Adults: A Systematic Review | Probiotics and Antimicrobial Proteins

  2.  Impact of probiotics on muscle mass, muscle strength and lean mass: a systematic review and meta‐analysis of randomized controlled trials - Prokopidis - 2023 - Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle - Wiley Online Library

  3. Probiotic Bacillus coagulans GBI-30, 6086 reduces exercise-induced muscle damage and increases recovery [PeerJ]

  4. Effects of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics on Sarcopenia Parameters in Older Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials | Nutrition Reviews | Oxford Academic

  5. Combined probiotics with vitamin D3 supplementation improved aerobic performance and gut microbiome composition in mixed martial arts athletes - PMC

  6. Supplementation with Lactiplantibacillus brevis GKEX Combined with Resistance Exercise Training Improves Muscle Mass, Strength Performance, and Body Fat Condition in Healthy Humans - PMC

  7. Efficacy of Lactococcus lactis subsp. lactis LY-66 and Lactobacillus plantarum PL-02 in Enhancing Explosive Strength and Endurance: A Randomized, Double-Blinded Clinical Trial - PMC

  8. Lactobacillus fermentum NS9 restores the antibiotic induced physiological and psychological abnormalities in rats in: Beneficial Microbes 卷6 期5 (2015)

  9. Protective Effects of Probiotics on Cognitive and Motor Functions, Anxiety Level, Visceral Sensitivity, Oxidative Stress and Microbiota in Mice with Antibiotic-Induced Dysbiosis - PMC

  10. Effects of Probiotics Supplementation on the Intestinal Metabolites, Muscle Fiber Properties, and Meat Quality of Sunit Lamb

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