你和马拉松运动员之间，差个“球”
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注射范永氏球菌后，小鼠的运动能力可提高约13%，这种提高与范永氏球菌可以将乳酸转化为丙酸盐的能力有关。
范永氏球菌多存在于马拉松选手中，久坐人群不含这种菌群。
该研究为展示微生物和人类宿主之间共生关系，提供了直接和有力的证据。未来，或将为糖尿病等慢性代谢疾病的治疗提供新的思路。
研究名称：Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism
期刊：Nature Medicine
发表时间：2019年6月24日
IF：30.641
DOI: 10.1038/s41591-019-0485-4
今天院长想和大家聊聊一种神奇的细菌。
神奇之处在哪里呢？它可以在你跑完马拉松之后变多，也会因为你久坐而消失殆尽；补充它，你就能轻松拥有“马拉松运动员同款”的运动能力。
它长这样，像一个球👇 ，真 · 小小的身躯大大的能量
这种球状菌叫做范永氏球菌（Veillonella），是微生物界的“老网红”，很多年前，就因其独特的乳酸发酵能力闻名一时。
而根据2019年6月24日刊登于《Nature Medicine》的一则研究，它独特分解能力已经进化出了2.0版本：通过将乳酸转化为以丙酸盐为主的短链脂肪酸，可以有效提高机体运动能力。
不过，这么神奇的细菌多只存在于优秀运动员体内。如果你和院长一样，久坐不动，那么体内是没有这种细菌的。
这一研究由世界上最大的糖尿病研究中心Joslin糖尿病研究中心完成，始于2015年波士顿马拉松。
时任哈佛医学院George Church博士实验室的研究员Jonathan Scheiman博士，分别在马拉松赛事前中后共三周时间里，采集了马拉松运动员的粪便样本；同时，他还顺便收集了一些久坐不动的人的粪便样本。一并送去了Aleksandar D. Kostic博士那里分析。
“当时，一项特殊发现立即吸引了我们的目光，每次马拉松结束后，跑步者体内的范永氏球菌就会明显增加、大量富集”，Kostic补充道，“而且总的来说，马拉松运动员体内的范永氏球菌丰度也远高于久坐不动的人。“
肠道中范永氏球菌丰度与马拉松运动的相关变化
根据这一变化，研究猜测它与运动能力的提高有关。因此，研究人员设计了一个为期2周的AB/ BA交叉小鼠实验，来验证这一猜想。
研究中，32只小鼠被分为了两组，补充了不同的菌种：
对照组：16只小鼠，采用保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）灌胃。选取该菌种，是因为保加利亚乳杆菌不能分解乳酸；
治疗组：16只小鼠，采用范永氏球菌亚种（Veillonella atypica）灌胃。该菌种来自于一位马拉松运动员。
结果发现：在交叉试验的两端，注射了范永氏球菌的小鼠的运动时间要明显高于注射了保加利亚乳杆菌的小鼠；且治疗组多跑了约13%的时长。
简单来说，补充范永氏球菌的确让小鼠的运动能力提高了。
注射范永氏球菌提高了小鼠的运动时长；蓝色为治疗组，红色为对照组
研究人员认为，背后的原因与它的独特的分解能力密不可分。
“乳酸是范永氏球菌的唯一碳源，这一点在人类微生物群中相对独特”，Aleksandar D. Kostic博士指出。在运动后，范永氏球菌可以将大量堆积的乳酸转化为以丙酸盐为主的短链脂肪酸。“当我们对小鼠进行了丙酸盐灌肠后，也能观察到小鼠的跑步能力提高”。
据悉，接下来该团队将对丙酸盐如何影响运动能力的机制进行进一步研究。
微生物与运动相互作用模型。黑色箭头表示过去研究发现的转化路线：葡萄糖在肌肉中转化为乳酸，通过血液循环进入肝脏，肝脏中的乳酸随着糖异生作用转化回葡萄糖。红色箭头为该研究提出的转化路线：肌肉产生的乳酸通过血液循环进入肠道，这些乳酸在肠道中被范永氏球菌作为碳源，导致了范永氏球菌的丰度上升以及大量短链脂肪酸(主要是丙酸盐)的产生；而后这些短链脂肪酸被宿主通过肠上皮细胞吸收，再次进入血液，以一种目前还未知的机制提高了运动员的成绩
该研究是第一批直接展示微生物和人类宿主之间的研究之一，为二者的共生关系提供了有力证据。“微生物就如同一个强大的代谢引擎。它展示一种正反馈循环：宿主产生了某些微生物喜欢的物质，作为回馈，微生物也会为宿主带去一些有利的东西”，Aleksandar D. Kostic博士指出补充到。
基于此研究，研究人员认为未来或许可以开发含有范永氏球菌的特殊益生菌制剂，以便为大量患有包括糖尿病在内的慢性疾病、又无法进行充足运动的人提供治疗。
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