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▎学术经纬/报道 肠道微生物组与人体健康和疾病的许多状态有关，比如肥胖、某些癌症，相关新闻在近几年不断增长。《自然》子刊Nature Medicine新近在线发表的一项研究显示，肠道细菌对人体的运动能力有着不可小觑的影响。哈佛医学院的科学家们在运动员的粪便中发现，肠道中的特定细菌或许是优秀运动员提高成绩的好帮手。 每年4月第三个星期一在美国马萨诸塞州举行的波士顿马拉松赛，是全世界历史最悠久的马拉松赛事，也是世界马拉松大满贯六大赛事之一，吸引了全世界顶级的马拉松运动员和无数爱好者，被誉为跑者圣地。 Aleksandar Kostic博士与他的同事们也在2015年参与了这场盛大的赛事。不过，他们并不是运动员也不是啦啦队，而是组成了“拉拉队”：在赛前一周和赛后一周，分别对15名专业运动员和10名业余选手采集了粪便标本。 ▲本研究的主要作者Aleksandar Kostic博士（图片来源：Joslin Diabetes Center） 通过高通量测序，科学家们对总共200多份粪便标本中的微生物多样性进行了分析，在诸多种类的细菌中发现，有一类韦荣球菌属（Veillonella）的细菌表现突出，在马拉松比赛后相对丰度显著增加。 为验证这类细菌与运动能力的关系，研究者从其中一位马拉松运动员的粪便中分离出一株韦荣球菌，喂入16只小鼠体内。与之对照的，给另外一些小鼠喂了并不能代谢乳酸的保加利亚乳杆菌。 服用不同细菌的小鼠们，随后在跑步机上有了显著不同的表现！有马拉松运动员细菌的小鼠，长跑坚持的时间更久，比对照组高了13%。而在两组小鼠互换了接种的细菌后，它们的运动成绩也随之逆转。 ▲韦荣球菌让小鼠的长跑成绩更好（图片来源：参考资料[1]） 为什么韦荣球菌会有这样的效果？科学家们想要弄清这个问题。 韦荣球菌通常居住在人体肠道和口腔黏膜，主要以乳酸为食。而乳酸是在剧烈运动时肌肉会产生的一种代谢物。 “我们起初猜测，是不是乳酸在肌肉中堆积会导致疲劳，而这类细菌可以帮助身体消除乳酸。” Kostic博士介绍，“但是，运动生理学家Sarah Lessard博士（这项研究的主要作者之一）告诉我们，乳酸积累导致疲劳的观点并不充分，韦荣球菌与运动之间的关系可能没有那么简单。” （图片来源：pixabay) 于是，研究团队采用了宏基因组学分析的方法，追踪粪便样本中所有微生物的基因信息，来挖掘更深层的原因。分析结果让他们注意到，在运动之后，与乳酸代谢有关的一类酶有了显著提高，这类酶的作用是将乳酸最终转化为丙酸盐。 进一步分析显示，韦荣球菌在乳酸充足的条件下确实可以产生大量的丙酸盐。相比之下，很多其他微生物虽然理论上也能利用乳酸，但并不具备把乳酸转化为丙酸盐的完整代谢途径。 换句话说，或许韦荣球菌的代谢产物丙酸盐是对运动能力的直接帮助？研究人员通过动物实验检验了这一点。在把丙酸盐通过直肠灌注到小鼠体内后，小鼠在跑步测试中的表现也像接种韦荣球菌一样得到了提高。 ▲ ▲本研究提出的微生物-运动相互作用模型（红线显示）：肌肉产生的乳酸进入肠道，为特定细菌提供食物，而细菌代谢的产物被人体吸收改善运动表现（图片来源：参考资料[1]） |
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