肠道菌群在运动表现中的功能有多重要？

运动可以说是最有效和可行的生活方式因素，个人可以利用它来保护自己免受各种疾病的侵害，包括代谢性、心血管、神经退行性和肿瘤性疾病。

世界卫生组织建议，每周进行150-300分钟的中等强度运动。

运动的好处具体不用多说了，我们大家都知道，但你有没有想过，为什么只有一小部分人能坚持呢？

让我们挪不开腿的除了以上理由之外，有没有可能存在什么生理瓶颈，阻止了我们进行定期的体育活动呢？

由Lenka Dohnalová领导的宾夕法尼亚大学的研究团队，开始使用一大群基因多样性的野生小鼠来回答这个问题。

结果发现，肠道微生物组占据了很大的因素，也就是说，“不想运动”这个想法很可能不是因为懒，而是与肠道微生物群相关。

肠道微生物群是如何影响到我们的神经系统，促进运动的进行呢？

运动有益健康

我们都知道，运动是健康和长寿的支柱之一。有规律的运动对新陈代谢和心血管健康有好处，比如降低心脏病发作和中风的风险、改善大脑健康、减少抑郁和焦虑、减少认知能力下降，这都有充分的证据。相反，久坐不动的生活方式是导致当前健康危机中疾病高发率的一个关键因素。

最近的研究还发现，运动可以延长我们的健康寿命。2020年哈佛大学的一项研究表明，每天至少30分钟的体育运动是五种可以增加无疾病年数、延长预期寿命的生活方式之一。其它四种是健康饮食、正常体重、不吸烟和不饮酒。到50岁时，如果坚持这五个简单的生活方式，可以多增加7-10年的无疾病时间。即使在中年晚期养成健康的习惯，也可以在不依赖医疗系统的情况下获得更长的寿命。

芬兰赫尔辛基大学的一项研究也报告了类似的发现，通过对来自几个欧洲国家的116043名参与者的前瞻性多队列研究，发现许多相同的健康生活方式选择与无疾病年数的增加之间存在统计学上的显著关联，研究人员发现，包括体育运动、健康的BMI、无吸烟史和不饮酒。这些生活方式也与没有2型糖尿病、心血管疾病和呼吸系统疾病或癌症的长寿有关。

运动有益于肠道菌群健康

运动不仅和健康饮食一样有益，而且饮食和运动之间可能还存在积极的相互作用。也就是说，健康饮食和每天运动的结合在延长健康寿命方面比单独一种方式都有更大的积极影响。它们一起对脑-肠-微生物网络的健康有协同作用，防止免疫系统的不恰当参与。相反，缺乏运动和不健康饮食会导致肠道菌群和肠道免疫系统之间的沟通异常而导致低度系统性免疫激活。运动有益于肠道菌群健康并可以提高运动表现。

**个证据来自于在实验室老鼠身上进行的研究。那些被允许自由活动的大鼠的肠道菌群与活动受限的大鼠明显不同，同时短链脂肪酸丁酸的水平也有所增加。短链脂肪酸是由结肠中的某些微生物发酵膳食纤维产生的，其中最常见的是丁酸、乙酸和丙酸，它们对肠道、免疫系统和大脑有积极作用，可以维持肠壁屏障，使免疫功能正常化并产生饱腹感。

第二个证据来自于爱尔兰科克大学的研究人员对爱尔兰优秀橄榄球运动员进行的一项关键的研究，研究人员比较了橄榄球运动员与BMI正常但久坐不动的人群之间的肠道菌群特征以及肌肉活动和血液中低度免疫激活。结果发现，在肠道微生物多样性和相对丰度，以及代谢途径和粪便代谢物的活性方面，两组之间存在显著差异。

橄榄球运动员有着更丰富的微生物多样性和丰富度，以及更丰富的阿克曼氏菌（Akkermansia）以及其它一些产短链脂肪酸的细菌，它们是公认的对肠道健康有益的细菌。这些微生物的变化也与较低的系统性免疫激活和较高的肌酸激酶水平有关，肌酸激酶是一种随肌肉活动量而变化的酶。此外，橄榄球运动员拥有更多的产短链脂肪酸以及氨基酸和碳水化合物代谢所需的肠道微生物基因。这些增加与更好的身体素质和整体健康状况有关。

然而，由于橄榄球运动员吃高蛋白和高热量的食物，所以无法确定这种差异是否也受到运动员饮食的影响。

此后，在健康人身上进行的一项纵向研究表明，耐力运动确实对肠道菌群的组成和功能有影响，与饮食无关。这项研究是由美国伊利诺伊大学香槟分校的一个团队完成的，研究人员召集了18名瘦人和14名肥胖的受试者，他们都过着久坐不动的生活方式。

受试者参加了一项为期六周，每周三天的有监督的耐力训练项目，从每天30分钟到60分钟，从中等强度到高强度的运动，他们的饮食也受到控制。之后，研究对象又恢复了原来的久坐生活方式，持续了6周。研究人员分别在运动六周前后和恢复不运动六周后收集了粪便样本。

如何影响运动表现的肠道菌群这个问题引导研究人员做出了一个引人入胜的发现。与他们的期望相反，肠道微生物对身体表现的影响并非由经常与运动相关联的组织（如骨骼肌）介导的。相反，菌群似乎基本上影响了运动对大脑的影响。强度大的体力活动会在大脑中刺激许多神经化学反应，包括在纹状体中释放多巴胺的激增。有趣的是，如果没有菌群，这种激增会大大减少。

众所周知，纹状体多巴胺的释放会引发快乐、动力和奖赏的感觉——这些都是某些人在强烈运动后会经历的“跑步者的快感（runner’s high）”现象的原因。基于这些发现，他们猜测肠道菌群可能通过其调节运动诱导的多巴胺反应的能力来增强运动能力。通过一系列的药理学和化学遗传学干预，他们发现多巴胺缺乏确实是菌群耗尽导致动物运动减少的原因。恢复多巴胺信号完全恢复了它们的跑步能力。

怎么会有居住在胃肠道的微生物控制大脑中神经递质的水平呢？肠道菌群和大脑之间的交流可以通过微生物分子进入系统循环，或者通过肠道和大脑之间的直接神经连接进行。研究没有找到证据证明由菌群产生的系统介质影响运动能力。相反，抑制肠道支配的感觉神经元复制了菌群对运动的效应，而刺激感觉传入纤维即使在缺乏菌群的情况下也恢复了运动能力。

运动规律和适度很关键

有规律的、适度的运动对健康有益，而过度的运动可能对肠道健康和整体健康就有害了。过度运动会增加肠道通透性，且与系统性免疫标记物的增加有关。过度运动会导致肠道中抗炎症的细菌减少，比如拟杆菌属、栖粪杆菌属和罗斯氏菌属，而一些罕见的、有害的细菌类群的相对丰度增加。这些变化以及一些粪便代谢物的减少，包括精氨酸和半胱氨酸，都与肠道通透性的增加有关。

高强度耐力运动对身体的要求会在大脑中敲响警钟，产生夸大的压力反应。在一些脆弱的个体中，这些增加的压力信号会导致肠漏和免疫系统激活以及肠道微生物丰度和行为的改变，所有这些都会对身体和大脑产生负面影响。

极限运动员们可以吃一些有利于肠道微生物的饮食，来抵消极限运动导致的产短链脂肪酸的微生物减少，比如富含蛋白质、膳食纤维和多酚的豆类、全谷物以及各种蔬菜和水果等。

有规律的、适度的运动可以增加肠道微生物多样性，这些微生物可以增加短链脂肪酸的产生，从而增强肠壁完整性，减少肠道相关免疫激活。规律和适度很关键，如果你的运动是断断续续的，那么它可能不值得你付出努力，但是如果你运动太剧烈，你的肠道也很容易受到这种身体压力的影响，这反而可能影响你的健康。

肠道菌群会影响运动员的运动表现吗？

2019年哈佛大学的一项研究为这个问题提供了部分答案。研究人员比较了马拉松运动员比赛前后的肠道菌群，与久坐不动的对照者相比，一些运动员肠道中有大量的韦荣球菌属细菌，而且在比赛后的数量有所增加。当研究人员从他们的粪便样本中分离出一株韦荣球菌菌株，并将其转移到小鼠的肠道中，这些小鼠的运动能力显著提高了，它们在跑步机上的跑步时间明显延长。

我们知道，乳酸是引起运动后疼痛的主要物质。在运动过程中，肌肉组织消耗葡萄糖产生乳酸，尤其是在高强度运动时，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，从而导致体内大量乳酸堆积，引起局部肌肉酸痛。肠道韦荣球菌可以利用乳酸作为**的能量来源。

运动引起的血液乳酸积累会渗漏到肠腔内，并与韦荣球菌等微生物接触，被代谢为短链脂肪酸丙酸。当研究人员直接将丙酸转移到小鼠体内时，小鼠的运动能力也会明显增加。因此，肠道细菌可能通过运动诱导的乳酸转化为丙酸作为一种新的能量来源，改善运动表现，提高运动成绩。

胃肠信号可以作为一个调节大脑中对运动反应的神经元活动的因素，可能增强“跑步者的快感”的产生。这个肠脑通路的进化目的尚待确定，但他们推测，它可能将动物决定参与长时间体力活动的决定与胃肠道的营养状态联系起来。