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▎學(xué)術(shù)經(jīng)緯/報(bào)道

腸道微生物組與人體健康和疾病的許多狀態(tài)有關(guān)，比如肥胖、某些癌癥，相關(guān)新聞在近幾年不斷增長(zhǎng)?！蹲匀弧纷涌?em>Nature Medicine新近在線發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，腸道細(xì)菌對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)能力有著不可小覷的影響。哈佛醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們?cè)谶\(yùn)動(dòng)員的糞便中發(fā)現(xiàn)，腸道中的特定細(xì)菌或許是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員提高成績(jī)的好幫手。

每年4月第三個(gè)星期一在美國(guó)馬薩諸塞州舉行的波士頓馬拉松賽，是全世界歷史最悠久的馬拉松賽事，也是世界馬拉松大滿貫六大賽事之一，吸引了全世界頂級(jí)的馬拉松運(yùn)動(dòng)員和無(wú)數(shù)愛(ài)好者，被譽(yù)為跑者圣地。

Aleksandar Kostic博士與他的同事們也在2015年參與了這場(chǎng)盛大的賽事。不過(guò)，他們并不是運(yùn)動(dòng)員也不是啦啦隊(duì)，而是組成了“拉拉隊(duì)”：在賽前一周和賽后一周，分別對(duì)15名專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員和10名業(yè)余選手采集了糞便標(biāo)本。

▲本研究的主要作者Aleksandar Kostic博士（圖片來(lái)源：Joslin Diabetes Center）

通過(guò)高通量測(cè)序，科學(xué)家們對(duì)總共200多份糞便標(biāo)本中的微生物多樣性進(jìn)行了分析，在諸多種類(lèi)的細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)，有一類(lèi)韋榮球菌屬（Veillonella）的細(xì)菌表現(xiàn)突出，在馬拉松比賽后相對(duì)豐度顯著增加。

為驗(yàn)證這類(lèi)細(xì)菌與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)系，研究者從其中一位馬拉松運(yùn)動(dòng)員的糞便中分離出一株韋榮球菌，喂入16只小鼠體內(nèi)。與之對(duì)照的，給另外一些小鼠喂了并不能代謝乳酸的保加利亞乳桿菌。

服用不同細(xì)菌的小鼠們，隨后在跑步機(jī)上有了顯著不同的表現(xiàn)！有馬拉松運(yùn)動(dòng)員細(xì)菌的小鼠，長(zhǎng)跑堅(jiān)持的時(shí)間更久，比對(duì)照組高了13%。而在兩組小鼠互換了接種的細(xì)菌后，它們的運(yùn)動(dòng)成績(jī)也隨之逆轉(zhuǎn)。

▲韋榮球菌讓小鼠的長(zhǎng)跑成績(jī)更好（圖片來(lái)源：參考資料[1]）

為什么韋榮球菌會(huì)有這樣的效果？科學(xué)家們想要弄清這個(gè)問(wèn)題。

韋榮球菌通常居住在人體腸道和口腔黏膜，主要以乳酸為食。而乳酸是在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉會(huì)產(chǎn)生的一種代謝物。

“我們起初猜測(cè)，是不是乳酸在肌肉中堆積會(huì)導(dǎo)致疲勞，而這類(lèi)細(xì)菌可以幫助身體消除乳酸?！?Kostic博士介紹，“但是，運(yùn)動(dòng)生理學(xué)家Sarah Lessard博士（這項(xiàng)研究的主要作者之一）告訴我們，乳酸積累導(dǎo)致疲勞的觀點(diǎn)并不充分，韋榮球菌與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系可能沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。”

（圖片來(lái)源：pixabay)

于是，研究團(tuán)隊(duì)采用了宏基因組學(xué)分析的方法，追蹤糞便樣本中所有微生物的基因信息，來(lái)挖掘更深層的原因。分析結(jié)果讓他們注意到，在運(yùn)動(dòng)之后，與乳酸代謝有關(guān)的一類(lèi)酶有了顯著提高，這類(lèi)酶的作用是將乳酸最終轉(zhuǎn)化為丙酸鹽。

進(jìn)一步分析顯示，韋榮球菌在乳酸充足的條件下確實(shí)可以產(chǎn)生大量的丙酸鹽。相比之下，很多其他微生物雖然理論上也能利用乳酸，但并不具備把乳酸轉(zhuǎn)化為丙酸鹽的完整代謝途徑。

換句話說(shuō)，或許韋榮球菌的代謝產(chǎn)物丙酸鹽是對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的直接幫助？研究人員通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了這一點(diǎn)。在把丙酸鹽通過(guò)直腸灌注到小鼠體內(nèi)后，小鼠在跑步測(cè)試中的表現(xiàn)也像接種韋榮球菌一樣得到了提高。

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