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自然bull医学能不能跑,竟也看
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昨天编辑部开会,还在讨论说以微生物现在的身份,再出点儿啥重磅研究都不值得稀奇,反正,微生物已经统治一切了。(雾)
但是,搞科研的乐趣就在于,你以为肠道微生物已经家住太平洋了,它还能继续甩你一脸房产证:我家住银河系。
在现实生活中,菠菜罐头没办法让你变成大力水手,但是没准哪一天,肠道菌群就可以让你拥有超长耐力,一口气上五十楼不费劲。(这里是夸张的修辞手法)
今天,哈佛医学院的GeorgeM.Church教授和他团队的研究成果好好地刷了一波屏。他们发现,马拉松运动员的肠道菌群里,存在着一种专吃乳酸的韦荣球菌属菌群,将它们移植到小鼠肠道,可以让小鼠也获得同款超长运动耐力。研究发表在《自然·医学》上[1]。
肠道微生物提升运动能力,还不是相关性研究!觉得新鲜吧?第一次见吧?是不是已经按捺不住自己的求知欲了?
通讯作者GeorgeM.Church教授
(图源:wiki)
其实,从图片出处大家就已经发现了,这是一位拥有独立词条的伟大科学家
人和人之间,运动能力不同,肠道菌群不同,这已经不是什么新鲜事了。当然,运动员和普通人的肠道微生物组成不同,也是已经有研究证明了的。运动员的肠道微生物中,韦荣球菌属、拟杆菌属、普氏菌属、甲烷短杆菌等菌群更加丰富[2,3]。不过,在今天之前,人类对运动员肠道微生物的认知也仅限于这些相关性了,这些菌群具体扮演了什么样的角色,还没人知道。
我们充满创造力的研究人员偏偏想要弄清楚。于是,在年的时候,他们打上了波士顿马拉松运动员们的主意。
波士顿马拉松是全世界最古老的马拉松赛事,是世界六大马拉松之一。图为年波士顿马拉松途中盛况
(图源:wiki)
研究人员招募了15名参加马拉松的运动员,当然没忘了招募10名不爱动弹的志愿者作为对照组。在马拉松的前一周和后一周,每天收集志愿者的粪便样本,并进行16SrDNA测序,从而揭开了这项神奇研究的帷幕。
毋庸置疑,马拉松前后,运动员的肠道微生物特征变化很大。其中变化最大的,也就是这次研究的主角,韦荣球菌。进一步分析发现,韦荣球菌属菌群丰度不仅在运动前后发生了显著变化,变化还是根据距离运动的天数来的,与其他年龄、性别之类的因素关系都不是很大。
韦荣球菌属菌群的丰度和运动状态相对应,与个体情况无关
韦荣球菌是口腔、呼吸道和消化道的常住居民了,对乳酸钟爱有加,只以乳酸作为唯一的能量来源。而运动,自然是会大量产生乳酸。见到这么有个性的菌种,还和运动关系如此密切,研究人员有点兴奋,开始大胆猜测韦荣球菌属菌群是否会助于运动能力的提升。
话不多说,上小鼠实验吧。
研究人员从运动员的菌群中分离得到了一株非典型韦荣球菌,用不能分解代谢乳酸的保加利亚乳杆菌作为对照,给小鼠进行灌胃。既然移植了马拉松运动员的肠道菌种,小鼠的运动能力也就理所当然地用跑步时间来判断了。
小鼠被放上了跑步机,记录它们能够坚持的最长时间。结果显示,移植了非典型韦荣球菌的小鼠耐力也像是跑惯了马拉松的,运动时间比对照组长了13%(18分钟vs16分钟)。虽然这2分钟的差距看上去好像没那么厉害,但是高水平的赛事上,失之毫厘差之千里,玩的可都是几微秒的心跳。(这只是小鼠身上体现出来的运动效果,人类所体现出的可就不一定是13%了。)
移植了韦荣球菌的小鼠(蓝色)平均运动时间长于对照组小鼠(红色)
知道了韦荣球菌属菌群可以提高运动能力,研究人员还感觉有点意犹未尽。要不接下来,找找机制吧。
研究人员在运动员群体中得到了运动前后基因组变化的数据,发现甲基丙二酰辅酶A途径的相关基因表达在运动时开始富集。刚好,这也是韦荣球菌属菌群代谢乳酸的途径[4]。韦荣球菌属菌群通过代谢乳酸产生丙酸盐,而丙酸盐的功能有哪些呢?提高小鼠的心律和最大耗氧量[5,6],促进禁食者的脂质氧化[7],妥妥地意味着运动能力增加。
来啊运动啊~
(图源:pixabay.