哈佛医学院研究揭示：肠道菌群移植可提升运动耐力，马拉松运动员的秘密武器

昨天，编辑部召开会议讨论，以目前微生物的现状，出现什么大的研究，并不奇怪。无论如何，微生物已经统治了一切。 （多雾路段）

然而，做科学研究的乐趣在于，当你认为你的肠道微生物已经生活在太平洋时，它们可以继续告诉你，你的房产证上写着：我生活在银河系。

现实生活中，菠菜罐头不能让你变成大力水手，但也许有一天，肠道菌群可以给你超长的耐力，让你轻松一口气爬五十层楼。 （这是一种夸张的修辞手法）

今天，哈佛医学院M.教授及其团队的研究成果已经登上荧屏。他们发现马拉松运动员的肠道菌群含有一种专门以乳酸为食的韦荣球菌属。将它们移植到小鼠肠道中，可以让小鼠获得同样的超长时间运动耐力。该研究发表在《自然医学》上[1]。

肠道微生物提高运动能力，但这不是相关研究！是不是感觉很新鲜呢？第一次见到你？你是否按捺不住对知识的渴望？

通讯作者 M.教授

（图片来源：维基）

其实大家从图片来源就已经发现，这是一位拥有独立条目的伟大科学家

人们有不同的运动能力和不同的肠道菌群，这并不是什么新鲜事。当然，研究证明，运动员和普通人的肠道微生物组成是不同的。运动员肠道微生物中，韦荣氏菌属、拟杆菌属、普氏菌属、甲烷短杆菌属等菌群较为丰富[2,3]。然而，在今天之前，人类对运动员肠道微生物的了解仅限于这些相关性。没有人知道这些细菌群发挥了什么作用。

我们的创意研究人员只是想找出答案。于是，2015年，他们接触了波士顿马拉松选手。

波士顿马拉松是世界上最古老的马拉松赛事，也是世界六大马拉松赛事之一。图为2010年波士顿马拉松赛时盛大场面

（图片来源：维基）

研究人员招募了 15 名马拉松运动员，当然还有 10 名久坐的志愿者作为对照组。这项令人惊奇的研究首先从志愿者那里收集每日粪便样本，并在马拉松赛前一周和赛后一周对它们进行测序。

不用说，运动员的肠道微生物特征在马拉松前后发生了显着变化。变化最大的是本次研究的主角韦荣球菌。进一步分析发现，韦荣球菌的丰度不仅在运动前后发生显着变化，而且随运动后天数的变化而变化，与年龄、性别等其他因素没有密切关系。

韦荣球菌物种的丰度与运动状态相对应，并且与个体条件无关

韦荣球菌是口腔、呼吸道和消化道的永久居民。它喜爱乳酸，并以乳酸作为唯一的能量来源。运动自然会产生大量乳酸。研究人员看到如此独特的细菌菌株，有些兴奋，而且它与运动的关系如此密切，并开始大胆推测韦荣球菌是否有助于提高运动能力。

话不多说，让我们从小鼠实验开始吧。

研究人员从运动员的菌群中分离出一种非典型的韦荣球菌菌株，并使用不能分解代谢乳酸的保加利亚乳杆菌作为对照，并通过灌胃法将其给予小鼠。由于移植了马拉松运动员的肠道细菌，小鼠的运动能力自然是通过跑步时间来判断的。

将小鼠放在跑步机上，记录它们能坚持的最长时间。结果显示，移植非典型韦荣球菌的小鼠的耐力与马拉松运动员相似，运动时间比对照组长13%（18分钟vs 16分钟）。虽然这2分钟的差别看上去并没有那么大，但在高水平的比赛中，一丝一毫的差别都可以造成千里之差，只需要几微秒的心跳。 （这只是在小鼠身上显示的运动效果，在人类身上显示的效果不一定是13%。）

移植韦荣球菌的小鼠（蓝色）平均运动时间比对照小鼠（红色）更长

知道韦荣球菌可以提高运动表现，研究人员仍然感到有些不满足。接下来我们就来寻找一下机制吧。

研究人员获得了一组运动员运动前后基因组变化的数据，发现与甲基丙二酸单酰辅酶A途径相关的基因表达在运动过程中开始丰富。巧合的是，这也是韦荣球菌代谢乳酸的方式[4]。韦荣球菌属通过代谢乳酸产生丙酸盐。丙酸的作用有哪些？它增加小鼠的心率和最大耗氧量[5,6]，并促进禁食受试者的脂质氧化[7]，这正确地意味着运动能力的增加。

快来运动吧~

（来源： ）

为了测试韦荣球菌的运动增强作用是否可以归因于丙酸盐，研究人员再次邀请小鼠参与实验。研究人员对小鼠进行直肠内输注丙酸盐，并用等体积的生理盐水作为对照。与对照组的小鼠相比，接受丙酸盐治疗的小鼠的运动能力有所提高，并且在跑步机上的持续时间明显更长。

运动产生的乳酸从肌肉进入肠道，被韦荣球菌代谢成丙酸，从而提高运动能力。大概就是这样。

研究人员认为，运动员的高乳酸环境为韦荣球菌群的定植提供了选择性优势，两者相辅相成，造成运动后韦荣球菌群丰度的增加。接下来的实验安排当然是找到一种以益生菌形式呈现这种肠道微生物的方法。提高运动员成绩可以暂时搁置。希望能够提高一些糖尿病、心血管疾病等慢性病患者的运动能力。 ，为他们的治疗和康复做出贡献。

在意识到这一发现的美好前景后，这篇论文的第一作者、一名博士也很快做出了相应的选择——他离开学术界，转身创建了自己的公司，目标是将这些与运动相关的益生菌带来并迅速商业化[8]。

对此，我们祝愿他早日成功。

参考：

[1] S、Jacob M. L、A. C 等人。精英的元组学

- 通过[J]。 ，2019。DOI：10.1038/-019-0485-4

[2] L、EJ、H 等。肠道的情况[J].姆比奥，2017，5(1)。 DOI：10.1186/-017-0320-4

[3] SF、EF、O 等。和肠道[J].肠道，2014，63（12）：1913-1920。 DOI:10.1136/-2013-

[4] Ng SKC，I R.由M4及其去酸[J]． , 1973, 19(6): 715-723。 DOI：10.1139/m73-116

[5] I，Inoue D，Maeda T，等。短链脂肪酸并通G-41(GPR41)[J].的，2011，108（19）：8030-8035。 DOI：10.1073/pnas。

[6] J. 一种新型SCFA、 和血液[J].肠道，2014，5(2)：202-207。 DOI:10.4161/gmic.27492

[7] ES、Byrne CS、Aspey K 等人。急性口腔与血脂的关系[J]． , , 2018, 20(4): 1034-1039。 DOI:10.1111/dom.13159

[8]