植物乳植杆菌KSFY202408通过AMPK/PGC-1α通路协同运动训练改善小鼠运动能力OA

目的:探究植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)KSFY202408对小鼠运动能力的影响及其潜在作用机制。方法:实验设置久坐组(sedentary,Sed)、运动训练组(exercise training,Ext)、KSFY202408久坐组(KSFY202408 sedentary,KSFY202408+Sed)和KSFY202408运动训练组(KSFY202408 exercise training,KSFY 202408+Ext),利用实验动物跑台,对Ext组和KSFY202408+Ext组小鼠进行6周的运动训练,对KSFY202408+Sed组和KSFY202408+Ext组灌胃KSFY202408,测定小鼠体重、力竭运动时间、脏器指数、血乳酸值,观察腓肠肌组织学变化,检测腓肠肌线粒体激活、能量代谢、抗氧化防御相关的基因表达水平,分析肠道菌群变化。结果:与Sed组相比,KSFY202408+Sed组和KSFY202408+Ext组显著延长小鼠力竭跑步与力竭游泳时间(P<0.05),加速运动后血乳酸清除(P<0.05),改善心脏功能、缓解运动引起的脾脏肿大(P<0.05),上调腺苷酸激活蛋白激酶(adenosine 5''-monophosphate-activated protein kinase,AMPK)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator 1α,PGC-1α)、烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase,NAMPT)、超氧化物歧化酶1(superoxide dismutase 1,SOD1)、SOD2和过氧化氢酶(catalase)的基因表达水平(P<0.05)。肠道菌群分析表明,灌胃KSFY202408的小鼠肠道菌群多样性增加,且KSFY202408+Ext组小鼠肠道中的特征性微生物菌群为乳植杆菌属(Lactiplantibacillus)。结论:植物乳植杆菌KSFY202408可能通过调控AMPK/PGC-1α信号通路,改善机体能量代谢与氧化应激状态,从而协同运动训练提升小鼠的运动能力。本研究提示KSFY202408具备作为运动营养补充剂的潜力。