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。
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。
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。”
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。
我们都知道，增强锻炼可以全面增进健康，预防心血管疾病、糖尿病等多种疾病，帮助人们长寿。而这项来自优秀运动员的研究结果提示了肠道细菌可能在其中的正反馈作用。Kostic博士说：“研究结果让我们设想，或许可以通过一种益生菌补充剂帮助人们加强锻炼能力，从而抵御糖尿病等慢性疾病。”我们期待科学家们的发现可以帮助更多人“坐拥”运动的好处。
参考资料
[1] Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nature Medicine. DOI: 10.1038/s41591-019-0485-4
[2] Performance-enhancing bacteria found in the microbiomes of elite athletes. Retrieved Jun 25, from: https://medicalxpress.com/news/2019-06-performance-enhancing-bacteria-microbiomes-elite-athletes.html
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