微生物能提高运动成绩吗?

微生物能提高运动成绩吗?-有意思吧
研究人员研究了波士顿马拉松运动员的肠道微生物,分离出一种可能提高运动成绩的细菌。Nicolaus Czarnecki/Boston Herald via Getty Images

有竞争力的跑步者会尝试几乎任何能让他们在接下来的5公里或10公里中获得自然优势的方法。

比如:比赛前喝下浓缩甜菜汁?一把一把地吃奇亚籽?是的。

但是,新的研究表明,也许有一天,我可以把分解烃类的细菌添加到这个列表中。

周一发表在《自然医学》(Nature Medicine)杂志上的一项新研究发现,一组细菌在运动员身上更为常见,尤其是在运动后,它们可能在提高运动成绩方面发挥着作用。研究人员从优秀跑步者身上分离出这种细菌,将其放入实验室小鼠的结肠中,发现这些来自人类的细菌使小鼠在跑步机运动测试中的表现提高了13%。

“这是一项令人印象深刻的研究,”新斯科舍省达尔豪西大学的微生物组研究人员摩根·兰吉尔说,他没有参与这项研究。“这是我所知道的第一个超越相关性的研究,它表明,某些微生物会随着锻炼而增多,实际上会影响(表现)。”

科学家们已经知道,运动可以微妙地改变我们微生物群的构成。某些紧张在锻炼后的肠道里会滋生。但科学家还没有证明这些热爱运动的微生物是否真的会影响我们的健康或表现。

“如果我们能识别出对超级健康人群的健康和表现有贡献的微生物,那么我们或许能开发出一种益生菌,帮助日常生活中的人们表现得更好,”乔纳森·沙伊曼说,他目前是FitBiomics的联合创始人兼首席执行官,在他还是哈佛医学院博士后研究员的时候领导了这项研究。

为了进行这项研究,沙伊曼需要一组关于运动员肠道微生物的良好数据。于是他向波士顿马拉松运动员征集粪便。

舍曼说:“我一生中有两周的时间开着Zipcar环游波士顿,收集跑步者的粪便样本。他想比较他们在马拉松比赛前后的微生物,并将其与非跑步者的微生物群进行比较。

沙伊曼把粪便样本交给了他的同事亚历山大·科斯蒂克(Aleksandar Kostic),他是哈佛医学院附属乔斯林糖尿病中心(Joslin Diabetes Center)的微生物学家(科斯蒂克也是FitBiomics的联合创始人和科学顾问)。Kostic对粪便样本中的细菌DNA进行了测序,并在两组之间寻找差异——无论是存在的细菌种类,还是它们的相对数量。

这些差别是细微的。他说:“跑步者和不跑步者的微生物群并不是完全不同的。”但有一组细菌在跑步者中脱颖而出。Veillonella(韦永氏球菌属)。”

与不跑步的人相比,跑步者体内的细孔菌似乎更为常见,在跑完马拉松后,这种细菌在跑步者的肠道内也更为常见。

“我们很感兴趣,但我对Veillonella(韦永氏球菌属)一无所知,”Scheiman说。“所以我用谷歌搜索了一下。”

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哈佛大学威斯研究所

他了解到Veillonella(韦永氏球菌属)有一种相当不寻常的谋生方式——它吃乳酸盐,这是剧烈运动产生的一种与疲劳有关的化学副产品(尽管与普遍的看法相反,它实际上不会导致你的肌肉受伤)。

“跑完一场比赛后,一种细菌的数量增加了,这种细菌吃下了跑步代谢产物,这难道不有趣吗?”…那是一个激动人心的时刻,”他说。

在这一点上,所有的研究人员都有一个有趣的相关性。这是一个良好的开端,但科斯蒂克认为这还不够:“我们想要确切地了解Veillonella在做什么。”具体来说,研究人员想知道这种细菌是否能提高耐力。

所以他们做了一个实验。

沙伊曼从一名马拉松运动员的粪便中分离出细孔菌,并将其转移到正常实验室小鼠的肠道中。作为对照,他给另一组小鼠接种了不同品系的非乳糖食性细菌。

然后,两组人在老鼠跑步机上进行一系列精疲力尽的跑步比赛。

用Veillonella处理过的老鼠赢了。平均而言,他们比对照组的小鼠坚持了13%的时间(所有试验中持续时间分别为18分钟和16分钟)。

沙伊曼说:“我们非常惊讶地看到(人类衍生的)细菌能产生如此巨大的影响。”想象一下,你告诉一个马拉松运动员,你可以把他们的成绩提高13%。这将是巨大的。”

当然,在小鼠身上的一项表现指标提高13%并不直接适用于人类。但研究人员想知道,生活在肠道(不是肌肉或肺部,而是与运动直接相关的组织)中的细菌是如何显著提高老鼠的表现的。

研究小组认为这可能与Veillonella如何分解乳酸有关。

我们的肝脏通过将多余的乳酸转化为葡萄糖来处理乳酸,但是韦永氏球菌的作用不同。它会吞噬乳酸,并将其转化为一种叫做丙酸盐的分子。丙酸盐是一种短链脂肪酸,已被证明会影响老鼠的心率和氧气吸收。

考虑到这一点,研究人员将纯丙酸盐转移到小鼠的肠道中,并进行了相同的跑步机测试。“你看,丙酸盐产生的耐力提高与Veillonella相同,”Scheiman说。研究人员发现了这种机制。韦永氏球菌通过将乳酸转化为丙酸盐来提高宿主的性能。

但是为什么细菌会这样做是一个更难回答的问题。

沙伊曼说:“经常锻炼的运动员可能只是创造了一个含有较高乳酸水平的肠道,从而使细孔菌大量繁殖。”沙伊曼说,Veillonella甚至可能在以一种共生的针锋相对的方式释放丙酸盐,以提高宿主的性能,尽管这还远不清楚。不管怎样,沙伊曼希望有一天运动员能够从它与我们勇气的关系中受益。

进行这项研究后,他离开了学术界,开始经营FitBiomics公司。“我们的任务是挖掘世界上最健康的人的生理特征,然后把这些数据转化为……下一代益生菌,”他说。他希望开始在人体实验中测试韦永氏球菌,最终目标是创造一种增强耐受性的益生菌。

兰吉尔更怀疑,不久的将来,你是否能够服用韦永氏球菌属药丸来增强体质。他说:“这项研究当然为这种可能性打开了大门,但通常很难复制你在人类研究中在老鼠身上看到的效果。”

Langille还指出,由于Veillonella在运动员中似乎更常见,进一步补充可能不会转化为更好的表现。

此外,尽管科学家们一致认为,有证据表明某些益生菌可以帮助患有肠易激综合症等消化问题的人,但许多科学家认为,目前还没有令人信服的证据表明益生菌可以帮助健康人。

“尽管如此,在这项研究之前,我认为没有人会说这种微生物群可以提高运动员的成绩,”兰吉尔说。“这是一个有趣的概念。”

乔纳森·兰伯特(Jonathan Lambert)是华盛顿特区的自由科学记者。

来源: npr

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