期刊資訊：《Nutrients》2022. Vol. 14, Issue. 21, 4563
研究團隊：Lee MC, Ho CS, Hsu YJ, Huang CC.
論文題目：Live and Heat-Killed Probiotic Lactobacillus paracasei PS23 Accelerated the Improvement and Recovery of Strength and Damage Biomarkers after Exercise-Induced Muscle Damage
本研究探討了補充副乾酪乳桿菌PS23（Lactobacillus paracasei PS23）對緩解運動誘發肌肉損傷 (Exercise-Induced Muscle Damage, EIMD) 的效益。透過雙盲設計，將受試者分為活菌組 (L-PS23)、熱去活組 (HT-PS23) 及安慰劑組，進行為期六週的介入。
結果顯示，長期補充PS23能顯著減輕運動後的肌肉力量流失，並加速爆發力與無氧動力的恢復。此外，PS23也有效降低了血液中肌酸激酶 (CK) 與發炎指標 (hs-CRP) 的濃度，展現出良好的保護與抗疲勞效果。研究特別指出，熱去活後的後生元 (HT-PS23) 在促進體能恢復與維持睪固酮水平方面，呈現出更為優異的趨勢。
補充 PS23 對於改善發炎指標與睪固酮有什麼幫助？
補充PS23益生菌（不論是活菌L-PS23或熱去活菌HT-PS23）在改善運動後發炎指標與維持睪固酮濃度的具體效果如下：
1. 改善發炎指標與減少氧化損傷
PS23補充劑能顯著降低運動誘發肌肉損傷（EIMD）後的發炎反應：
- 降低發炎標記物（hs-CRP）：
- 在運動後24與48小時，L-PS23與HT-PS23組的增加比例均顯著低於安慰劑組(p<0.05)。
- 特別是在運動後48小時，熱去活菌組（HT-PS23）的發炎指標顯著低於活菌組（L-PS23）(p<0.0001)。
- 減少氧化壓力指標（Thiobarbituric Acid Reactive Substances, TBARS）：
- 在運動後24與48小時，PS23兩組的增加率顯著低於安慰劑組。
- 在運動後3小時的早期階段，HT-PS23組的氧化損傷程度已顯著低於安慰劑組與 L-PS23 組(p<0.05)。
- CK（肌酸激酶）與肌紅蛋白
- CK：運動後24與48小時，PS23兩組的活性增加量均顯著低於安慰劑組(p<0.05)。
- 肌紅蛋白：在運動後3小時與48小時，PS23組的增加比例顯著低於安慰劑組(p<0.05)。
2. 維持睪固酮濃度並加速恢復
睪固酮是維持身體合成代謝、促進肌肉修復的重要激素，而PS23能有效緩解運動後的濃度下降：
- 減緩濃度下降：在肌肉損傷後3小時與24小時，所有受試者的睪固酮濃度皆會顯著下降，但補充HT-PS23的組別所測得的數值顯著高於安慰劑組(p<0.05)。
- 加速恢復至基準值：運動後48小時，PS23補充組（活菌與熱去活菌）的睪固酮濃度已恢復至運動前的水平（與預測值無顯著差異），而安慰劑組的數值仍顯著低於運動前。
- 促進肌肉再生：透過減緩睪固酮的流失與加速其恢復，PS23有助於維持身體的合成代謝狀態，進而促進骨骼肌的發育與蛋白質合成，幫助肌肉修復與再生。
3. 可能的機制探討
PS23可能透過以下方式發揮作用：
- 調節腸道菌群：增加腸道內的短鏈脂肪酸（SCFA），進而降低循環內毒素、減輕發炎與氧化壓力。
- 保護線粒體功能：透過調節相關基因表現（如、SIRT1蛋白酶等）來減少活性氧（ROS）的產生並提升能量（ATP）供應。
- 免疫調節：熱去活菌含有細菌細胞壁成分（如肽聚醣），能比活菌更有效刺激上皮細胞，激發有益的免疫反應。
PS23 如何加速運動後的肌肉功能修復？
副乾酪乳桿菌PS23主要透過以下幾個關鍵機制來加速運動後的肌肉功能修復：
1. 減少肌肉力量流失並加速體能恢復
在運動科學中，力量發展速率（RFD）是評估下肢爆發力的關鍵指標，而垂直跳高度與無氧動力測試則常被用來評估肌肉的爆發表現。PS23能顯著緩解因運動誘發肌肉損傷所導致的力量下降，並縮短恢復至基準值的時間：
- 維持爆發力與力量：研究顯示，補充PS23的組別在運動後的垂直跳（Countermovement Jump, CMJ）、等長中股拉力（Isometric Mid-Thigh Pull, IMTP）測試中，其力量發展速率（Rate of Force Development, RFD）與相對峰值力量的損失顯著低於安慰劑組。
- 垂直跳測試（CMJ）表現
- RFD（力量發展速率）：在肌肉損傷後的24與48小時，補充PS23的兩組受試者，其RFD流失比例顯著低於安慰劑組，且展現出更快的恢復速度(P<0.0001)。
- 跳躍高度：運動後24小時，PS23補充組的高度損失顯著少於安慰劑組。到了運動後48小時，僅有HT-PS23組的跳躍高度完全恢復到與運動前無顯著差異的水平，而安慰劑組仍有顯著損失。
- 等長中股拉力（IMTP）測試
- 峰值 RFD（Peak RFD）：實驗數據顯示，L-PS23與HT-PS23組在運動後3小時與24小時的Peak RFD損失顯著較少，並在48小時展現出比安慰劑組更佳的恢復效果 (p<0.05)。
- 提升無氧動力表現：在Wingate無氧測試中，PS23有助於減少平均功率與峰值功率的損失，並在運動後48小時展現出更佳的疲勞指數恢復趨勢(p<0.05)。
- 相對峰值功率（Relative Peak Power）：在運動後24與 48小時，補充PS23的兩組受試者，其峰值功率的下降幅度顯著小於安慰劑組(p<0.05)。
- 疲勞指數：運動後48小時，PS23補充組的疲勞指數增加量也顯著低於安慰劑組，顯示其爆發耐力恢復較佳。
- 熱去活菌的優勢：HT-PS23在力量恢復方面的表現往往優於活菌組，例如在運動後48小時，僅HT-PS23組的跳躍高度已恢復到與運動前無異的水平(p<0.0097)。
2. 降低肌肉損傷與發炎標記物
PS23 能有效抑制血液中與肌肉損傷相關的生化指標上升：
- 減少損傷指標：補充PS23能顯著降低運動後血液中肌酸激酶（CK）與肌紅蛋白（Myoglobin）的濃度增加比例。
- 抑制發炎與氧化壓力：PS23組在運動後的發炎指標hs-CRP（高敏 C-反應蛋白）與氧化損傷指標TBARS的上升幅度均顯著較小。這有助於減輕運動後的急性發炎反應，防止肌肉細胞進一步受損。
3. 維持合成代謝激素（睪固酮）濃度
睪固酮對於肌肉蛋白質合成與修復至關重要：
- 減緩濃度下降：能顯著維持較高的睪固酮水平，避免身體進入過度的分解代謝狀態。
- 加速回升：運動後48小時，PS23組的睪固酮已恢復至基準值，而安慰劑組仍顯著低於運動前水平。
4. 深層生物學機制
PS23加速修復的可能途徑包括：
- 腸道—肌肉軸調節：益生菌可能透過增加腸道中的短鏈脂肪酸（SCFA），提高糖原儲存、促進蛋白質消化吸收，進而提供肌肉修復所需的原料。
- 保護線粒體功能：過去動物研究發現PS23能調節PGC-1等基因，提升線粒體效能與ATP供應，這可能有助於肌肉細胞的能量供應與修復進程。
- 熱去活菌的高效刺激：熱去活菌（HT-PS23）因含有肽聚醣等細胞壁成分，能比活菌更有效地穿透黏液層刺激上皮細胞，激發更有利的免疫與代謝反應。
研究重點摘要
1. 後生元（Postbiotics）的生物活性機制
- 本研究比較活菌型（L-PS23）與熱滅活型（HT-PS23）兩種形式的介入效果，改變「益生菌須以活菌形式存在方能發揮功效」的傳統認知。
- HT-PS23屬後生元（Postbiotics）範疇，其細胞壁結構成分（包括肽聚醣、脂磷壁酸及胞外多醣）在滅活後仍保有生物活性，可與腸道免疫細胞受體進行配體－受體交互作用。
- 相較於活菌製劑，後生元具備以下製劑優勢：生物安全性較高、批次間成分一致性佳、常溫儲運穩定性優異。
- 研究結果顯示，連續六週補充L-PS23或HT-PS23均可顯著減緩運動誘發性肌肉損傷（EIMD）後的力量下降並加速恢復，且HT-PS23組在部分恢復指標上呈現更優的效應趨勢。
2. 運動性能指標：力量損失減緩與恢復速率
試驗設計
- 受試者每日補充兩顆膠囊（每顆含活性成分10¹⁰ CFU，日劑量2×10¹⁰ CFU），連續介入六週後進行100次最大垂直跳（CMJ）誘導肌肉損傷。
反向跳躍（CMJ，Countermovement Jump）
- 用於評估下肢伸展－收縮循環功能及爆發力表現。
- HT-PS23組於損傷後48小時跳躍高度已回復至基準值，而安慰劑組於同時間點仍呈現顯著下降。
- PS23介入組的爆發力發展速率（RFD）損失程度顯著低於對照組。
等長中腿拉（IMTP，Isometric Mid-Thigh Pull）
- 用於評估下肢最大等長肌力（Peak Force）。
- PS23介入組在損傷後各評估時間點的最大肌力下降幅度均顯著小於安慰劑組，顯示PS23具有降低肌肉損傷程度的保護效益。
溫蓋特無氧測試（Wingate Anaerobic Test）
- 用於評估30秒全力輸出下的平均功率與疲勞指數（Fatigue Index）。
- PS23 組在疲勞狀態下可維持相對較高的功率輸出，提示其對無氧代謝能力的維持具有正向影響。
潛在作用機制
- PS23可能透過上調SIRT1/PGC-1α信號通路，促進粒線體生合成並加速糖原再合成。
- 可能透過活化mTORC1通路促進骨骼肌蛋白質合成代謝。
- 腸道菌代謝產物短鏈脂肪酸（SCFAs）可能提升腸道上皮對膳食蛋白質的消化吸收效率，為肌肉修復提供充足的胺基酸受質。
3. 損傷與發炎相關血液生物標記
- 肌酸激酶（CK）與肌紅蛋白（Mb）：為肌肉細胞膜完整性的損傷標記，其血中濃度升高反映細胞膜通透性增加。PS23介入組在損傷後24–48小時的CK及Mb濃度顯著低於安慰劑組，提示PS23可降低運動誘發的肌肉結構性損傷程度。
- 高敏感性C反應蛋白（hs-CRP）：系統性急性發炎指標。PS23組於損傷恢復期的hs-CRP濃度顯著較低，提示其具有抑制全身性炎症反應的效果。
- 硫代巴比妥酸反應物（TBARS）：脂質過氧化程度的標記，反映氧化壓力水準。補充PS23後TBARS顯著下降，顯示其抗氧化保護能力。
4. 睪固酮動態與體組成變化
運動後睪固酮的維持
- 高強度運動後，血清睪固酮濃度通常呈現急性下降，影響肌肉蛋白質合成代謝環境。
- 損傷後48小時僅安慰劑組的睪固酮濃度仍顯著低於基準值，而PS23介入組已回復至基準水準，提示PS23有助於縮短睪固酮抑制的持續時間，維持有利於肌肉修復的合成代謝環境。
體組成指標（六週變化值）
- HT-PS23組在六週介入期間，體重、BMI 及體脂肪質量（Fat Body Mass, FBM）均呈現負向變化（顯著下降趨勢）。
- 安慰劑組於相同期間體脂肪質量呈顯著增加。
- 上述差異提示HT-PS23可能透過調節腸道菌相組成影響宿主代謝，在支持肌肉修復的同時抑制脂肪蓄積。
科學意義與未來展望
這項研究為「益生菌與後生元應用於運動恢復」提供了目前最具說服力的臨床依據之一。結果顯示，Lactobacillus paracasei PS23 的作用範疇已遠超過腸道健康，在抗發炎、抗氧化、肌肉合成代謝維持與神經肌肉功能恢復等面向，均達到統計顯著的效益。
值得關注的是，熱去活化型 HT-PS23（後生元形式） 在多項恢復指標上，表現不亞於甚至優於活菌型。這項發現對後生元研究具有關鍵意義：真正調節免疫與代謝反應的，可能是菌體本身的生物活性成分，而非其在腸道的定殖能力。
未來研究將持續深入探討 PS23 調控 SIRT1/PGC-1α 與 mTORC1 等代謝通路的分子機制，進一步建立完整的**腸－肌軸（Gut-Muscle Axis）**理論基礎。同時，研究團隊也將擴大受試族群，納入不同性別、年齡與競技水準的運動員，評估介入效果的普遍適用性。
綜合現有證據，PS23 作為具備多靶點效應（Multi-target effect）的後生元製劑，已展現出在高強度訓練恢復支持與運動表現優化方面的應用潛力，並持續累積科學佐證。
