肠道菌群成科研界的宠儿了：减肥、阿尔兹海默症、癌症治疗……都被证明跟它有关系。现在就连你能跑多久，也是肠道菌群说了算。

    近日，《自然·医学》在线发表了一项最新研究成果：优秀的马拉松运动员肠道中有一类特殊的菌，可以帮助他们提高运动成绩。

    来自哈佛大学的研究人员招募了15名参加马拉松赛的运动员，还有10名久坐的人员作为对照。

    在马拉松运动员比赛之前和之后的一周时间里，研究人员收集他们的粪便样本，并进行了16S核糖体DNA（rDNA）基因测序。结果发现，在运动前和运动后，马拉松运动员肠道菌群中差异最大的微生物是Veillonella属细菌，比赛后肠道中Veillonella属细菌相对丰度明显增加。

    这个菌会不会跟运动员的运动能力或运动后的恢复有关呢？

    为了回答这个问题，研究人员从一名运动员的粪便样本中分离出一株Veillonella 菌——Veillonella atypica，把该菌株接种到小鼠肠道中，小鼠的运动能力显著增加，在特制的跑步机上跑得时间明显延长。

    经过进一步的分析，发现Veillonella菌是利用乳酸作为唯一碳源的。乳酸是引起运动后疼痛的主要物质，乳酸堆积会引起局部肌肉的酸痛。在运动过程中，肌肉消耗葡萄糖的代谢过程中会产生乳酸，由于长跑运动相对过度，氧气供应不足会形成无氧代谢，导致机体内产生的乳酸不能在短时间内进一步分解为水和二氧化碳，大量乳酸在体内堆积。

    研究人员在87名精英运动员中做了宏基因组分析，发现运动后代谢乳酸盐到丙酸盐的代谢基因相对丰度明显增加。此外，他们在小鼠中使用同位素标记的乳酸盐后，证明血清中的乳酸盐可以穿过上皮屏障进入肠腔，也就是说运动后血液中积攒的乳酸可以运输到肠道，肠道中的微生物就可以分解乳酸了。

    要不要试试丙酸盐也有这个作用？随后，研究人员在小鼠直肠内直接滴注丙酸盐，结果发现，仅仅这个乳酸的代谢产物就足以重现用Veillonella菌灌胃观察到的增加跑步能力的结果。这就表明，肠道Veillonella atypica细菌通过将运动诱导的乳酸代谢转化为丙酸盐来改善运动时间，提升运动表现。

    2018年，芬兰科学院的研究员发现，耐力运动训练改变了肠道菌群的组成。经过6周的训练后，运动者肠道内的有害微生物减少，促进新陈代谢相关的有益微生物增加。

    此外，美国伊利诺伊大学的两项研究发现，运动者与久坐者相比，前者的肠道菌群环境更有利于健康。运动期间与久坐期间相比，参与者粪便中的短链脂肪酸，特别是丁酸浓度明显升高。当参与者恢复到久坐的生活方式后，这些短链脂肪酸水平再次下降。此外，肠道中产生丁酸的微生物比例也更高。丁酸是肠道内微生物酵解产生的短链脂肪酸的一种，可以促进肠细胞保持健康，减少炎症，并可以为肠道提供能量。值得注意的是，这些变化对瘦人最为明显，胖人变化相对温和。

    在整个研究过程中，参与者都保持正常饮食，仅仅改变了运动。这就证明了不依赖于饮食或其他因素，单独依靠运动就可以改善肠道菌群。

    更神奇的是，2012年，人类发现了菌群-肠道-大脑轴的存在。一些实验发现，缺乏菌群影响了小鼠的行为、脑基因表达及神经系统的发育。而近期一些人体研究正在揭示菌群与人神经系统之间的潜在关联。

    最近又有新发现，人的肠道菌群会影响癌症治疗产生应答，影响癌症治疗的效果。2018年的研究证实，肠道菌群组成影响了黑色素瘤患者、晚期肺癌患者及晚期肾癌患者对免疫检查点抑制剂治疗的应答及肿瘤控制。

    （作者单位：中国科学院微生物研究所）