兴奋剂丑闻一次又一次地冲击着体育竞技界。兰斯·阿姆斯特朗的戏剧性陨落带走了他的七个环法自行车赛冠军头衔,而巴尔科丑闻牵连了职业棒球、橄榄球和奥运田径运动的运动员。最近,管理全球田径比赛的国际田径联合会在要求奥运跑步冠军卡斯特·塞门亚如果想参加比赛就必须在医学上降低睾酮水平后,也受到了抨击。
如果6月24日发表在《自然医学》上的研究报告能够保持其增强性能的承诺,“反兴奋剂”机构和精英运动员之间的紧张关系可能会有所升级。研究人员表示,耐力运动员完成马拉松比赛后,某些细菌物种的比例会增加。此外,他们说,这些细菌会分解乳酸,乳酸以在剧烈运动后导致腿部颤抖而臭名昭著。在此过程中,它们会产生另一种化合物——丙酸,这可能会提高耐力。
这项研究首先评估了15名跑步者,并比较了他们在完成波士顿马拉松比赛前后粪便中存在的细菌菌株。研究人员发现,马拉松比赛后,韦荣氏菌属的物种,尤其是非典型韦荣氏菌的含量有所增加。他们还发现,与10名非运动员相比,这些细菌在马拉松运动员中更为丰富。这些细菌利用乳酸并将其分解为丙酸。
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在转向另一组运动员,即超级马拉松运动员和奥运会选拔赛赛艇运动员时,研究人员得到了类似的结果:耐力比赛后,韦荣氏菌的水平更高。他们还发现,在剧烈运动后,这些运动员的粪便样本中,参与将乳酸分解为丙酸的每个细菌基因的水平都较高。
哈佛大学的遗传学教授、研究作者乔治·丘奇和他的同事们对他们在人类身上的发现很感兴趣,于是转而研究小鼠,看看用韦荣氏菌或丙酸给药会对动物的跑步机表现产生什么影响。口服韦荣氏菌增强了啮齿动物在跑步机上的耐力,直肠给药丙酸也产生了同样的效果。此外,研究人员确定乳酸可以从血液中进入肠道,在那里韦荣氏菌可能充当一种乳酸海绵。
爱尔兰科克大学医学院教授兼主任弗格斯·沙纳汉说,这些发现很有趣,并支持了这种细菌活性可以影响运动功能的观点,他没有参与这项工作。但他警告说,在精英运动员中,这些反应可能出现在变得超级健康的后期,并且不一定是任何人在短期体育活动中都会看到的情况。
沙纳汉说:“当然,精英运动员会试图利用这一新信息来获得哪怕是微小的进步,但我们对微生物组的了解太少,无法提倡这种策略。”他补充说,运动生理学家可能需要扩大视野,并根据研究结果考虑宿主-微生物相互作用。
丘奇说,下一步包括应用类似的方法来评估肠道中与微生物作用相关的许多其他生物化学物质,其中一些可能会影响免疫力或神经功能。他说,除了“还有很多实验要做”之外,研究人员还计划在人类身上进行一个类似小鼠跑步机的研究。
丘奇和主要研究作者乔纳森·谢曼是初创公司Fitbiomics的创始人之一。该研究结果的初步版本于2017年在美国化学学会的全国会议上公布。当时,谢曼在一份声明中表示,他希望该团队在公司成立后的一年内推出“一种新型益生菌”,但该产品尚未上市。
这些调查的结果引起了反兴奋剂机构官员的注意。“我们将继续密切关注这些结果,”美国反兴奋剂机构首席科学官马特·费多鲁克说,特别是关注它们是否会“不公平地影响比赛结果”。他说,目前,这项研究是确定肠道细菌与运动表现之间可能存在的联系的重要第一步。
世界反兴奋剂机构(WADA)表示,制定其“禁用清单”的专家组尚未讨论肠道微生物群物种及其代谢物的潜在性能增强作用。该机构发言人詹姆斯·菲茨杰拉德表示,该清单会根据新的发现进行更新,而WADA将密切关注。
与此同时,丘奇持不同的观点。“希望人们现在能享受纯粹的科学,”他说,“并关注未来关于食用特定微生物或生物化学物质的严格临床试验。”