腸道菌與運動員「搶功勞」，或能幫助創造下一個喬丹！

2015年，台灣國立體育大學的研究人員發表在《力量與訓練研究雜誌》上的一項研究首次報道腸道菌群對宿主運動能力的影響，不同的腸道微生物狀態可能調節抗氧化酶防禦體系改變身體疲勞和運動能力。

研究人員評估了無菌小鼠的抗氧化酶活性以及力竭運動挑戰後的耐力運動時間，發現無菌小鼠由於缺乏腸道微生物，抗氧化酶活性和運動能力明顯降低。此外，給無菌小鼠單一補充脆弱擬桿菌可以提高耐力運動時間。因此，不同的腸道微生物狀態可能影響運動能力，而且依賴於抗氧化酶的活性。游泳測試是動物模型中最常用的評估抗疲勞屬性的方法，耐力游泳運動至力竭的時間表明疲勞的程度。與正常小鼠相比，無菌小鼠的游泳運動時間降低約50%，給無菌小鼠單一補充脆弱擬桿菌，游泳運動時間提高約1.7倍，無菌小鼠的游泳運動能力最弱。

抗氧化酶系統有助於防止劇烈運動誘導的氧化損傷，與運動員的體格狀態和運動能力有關。抗氧化酶在預防體內氧化應激中發揮重要作用。在力竭運動和高強度運動中，活性氧的產生增加可能誘發氧化應激和組織損傷，抗氧化酶可以緩解運動誘導的氧化應激和身體疲勞。增加抗氧化酶活性可以提高運動能力和減少身體疲勞。

在最近召開的美國化學學會第254屆全國會議和展覽會上，來自哈佛大學醫學院的研究人員介紹了最新的研究結果。一位優秀運動員的傑出成績不僅是由於其努力的訓練，也可能是來源於其消化道細菌的天然優勢。科學家已經在長跑和划船運動員的腸道中發現了特殊的微生物群體，這些微生物可能有助於運動員在比賽中獲得更加傑出的成績。基於這些研究，科學家計劃開發有助於運動員乃至業餘健身愛好者提高運動效率的益生菌補充劑，幫助他們從艱苦的鍛煉中恢復或更有效地將營養轉化為能量。

這項研究的主要負責人，哈佛大學醫學院的Jonathan Scheiman博士說，他們開始思考這個問題時，很自然地想到是否可以使用基因組學來預測下一個邁克爾·喬丹。緊接著，他們便又開始接著遐想，是否可以利用喬丹的生物學特徵幫助別人成為下一個喬丹？

對於這個問題的解答來說，腸道微生物似乎是一個最好的出發點。事實上，人類的身體更像是一個細菌的王國。我們腸道中的各種微生物會影響我們的能量代謝，影響我們對碳水化合物，蛋白質和纖維等多種營養物質的分解與吸收。同時，生活在人類體內的微生物們也參與著人類的炎症反應與神經功能。

在這項研究中，科學家收集20名2015年波士頓馬拉松參賽者賽前與賽後一周的糞便，對這些運動員進行了縱向跟蹤，對他們腸道微生物與運動能力以及機體運動恢復之間的具體聯繫進行了深入研究。

研究人員對採集細菌的基因組進行了深度測序，使用計算宏基因組學方法確定了糞便樣本中微生物的具體類型。當他們對賽前和賽後樣本進行比較時，研究人員發現賽後樣本中的一種特定細菌數量突然飆升。這種細菌的天然功能是分解乳酸，在激烈的運動中，身體比平常產生更多的乳酸，這可能導致肌肉疲勞和酸痛，而這種細菌則可能會幫助人們從這種狀態中快速恢復過來。

為了證實這一結果，研究人員從糞便樣本中分離了這種細菌並進行了體外培養與性質評估。發現這種細菌確實在分解乳酸方面十分出色。同時，研究人員還發現這種細菌在通過小鼠的消化系統後仍然能夠正常生活。目前，研究人員正在通過小鼠實驗研究這種細菌對於動物乳酸水平和疲勞的影響。

在另一組實驗中，研究人員比較了馬拉松運動員與划船運動員的腸道菌群。他們發現另外一種細菌可以幫助分解碳水化合物和纖維素，這種細菌在長距離運動中至關重要並大量存在於馬拉松運動員的腸道內而在划船運動員的腸道中則寥寥無幾，這表明不同的運動可能會促進不同微生物的繁殖。

Scheiman博士表示，該團隊計劃在今年秋季著手運動益生菌的產業化並擴大他們的運動員研究群體，獲得更多微生物數據並尋找更多能夠為人們帶來幫助的不同細菌，採用最適合的健康腸道菌配置來幫助那些需要幫助的人。

參考：

Hsu, Y. J., et al. (2015). "Effect of intestinal microbiota on exercise performance in mice." Journal of Strength and Conditioning Research 29(2): 552-558.

No guts no glory: Harvesting the microbiome of athletes。

https://medicalxpress.com/news/2017-08-guts-glory-harvesting-microbiome-athletes.html

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