2015年，臺灣國立體育大學(xué)的研究人員發(fā)表在《力量與訓(xùn)練研究雜志》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(tài)可能調(diào)節(jié)抗氧化酶防御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(zhàn)后的耐力運動時間，發(fā)現(xiàn)無菌小鼠由于缺乏腸道微生物，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(tài)可能影響運動能力，而且依賴于抗氧化酶的活性。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(tǒng)有助于防止劇烈運動誘導(dǎo)的氧化損傷，與運動員的體格狀態(tài)和運動能力有關(guān)。抗氧化酶在預(yù)防體內(nèi)氧化應(yīng)激中發(fā)揮重要作用。在力竭運動和高強(qiáng)度運動中，活性氧的產(chǎn)生增加可能誘發(fā)氧化應(yīng)激和組織損傷，抗氧化酶可以緩解運動誘導(dǎo)的氧化應(yīng)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(xué)學(xué)會第254屆全國會議和展覽會上，來自哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員介紹了最新的研究結(jié)果。一位優(yōu)秀運動員的杰出成績不僅是由于其努力的訓(xùn)練，也可能是來源于其消化道細(xì)菌的天然優(yōu)勢?？茖W(xué)家已經(jīng)在長跑和劃船運動員的腸道中發(fā)現(xiàn)了特殊的微生物群體，這些微生物可能有助于運動員在比賽中獲得更加杰出的成績?；谶@些研究，科學(xué)家計劃開發(fā)有助于運動員乃至業(yè)余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(fù)或更有效地將營養(yǎng)轉(zhuǎn)化為能量。
這項研究的主要負(fù)責(zé)人，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)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(xué)來預(yù)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(xué)特征幫助別人成為下一個喬丹？
對于這個問題的解答來說，腸道微生物似乎是一個最好的出發(fā)點。事實上，人類的身體更像是一個細(xì)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(zhì)和纖維等多種營養(yǎng)物質(zhì)的分解與吸收。同時，生活在人類體內(nèi)的微生物們也參與著人類的炎癥反應(yīng)與神經(jīng)功能。
在這項研究中，科學(xué)家收集20名2015年波士頓馬拉松參賽者賽前與賽后一周的糞便，對這些運動員進(jìn)行了縱向跟蹤，對他們腸道微生物與運動能力以及機(jī)體運動恢復(fù)之間的具體聯(lián)系進(jìn)行了深入研究。
研究人員對采集細(xì)菌的基因組進(jìn)行了深度測序，使用計算宏基因組學(xué)方法確定了糞便樣本中微生物的具體類型。當(dāng)他們對賽前和賽后樣本進(jìn)行比較時，研究人員發(fā)現(xiàn)賽后樣本中的一種特定細(xì)菌數(shù)量突然飆升。這種細(xì)菌的天然功能是分解乳酸，在激烈的運動中，身體比平常產(chǎn)生更多的乳酸，這可能導(dǎo)致肌肉疲勞和酸痛，而這種細(xì)菌則可能會幫助人們從這種狀態(tài)中快速恢復(fù)過來。
為了證實這一結(jié)果，研究人員從糞便樣本中分離了這種細(xì)菌并進(jìn)行了體外培養(yǎng)與性質(zhì)評估。發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌確實在分解乳酸方面十分出色。同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌在通過小鼠的消化系統(tǒng)后仍然能夠正常生活。目前，研究人員正在通過小鼠實驗研究這種細(xì)菌對于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劃船運動員的腸道菌群。他們發(fā)現(xiàn)另外一種細(xì)菌可以幫助分解碳水化合物和纖維素，這種細(xì)菌在長距離運動中至關(guān)重要并大量存在于馬拉松運動員的腸道內(nèi)而在劃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(jìn)不同微生物的繁殖。
Scheiman博士表示，該團(tuán)隊計劃在今年秋季著手運動益生菌的產(chǎn)業(yè)化并擴(kuò)大他們的運動員研究群體，獲得更多微生物數(shù)據(jù)并尋找更多能夠為人們帶來幫助的不同細(xì)菌，采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
