肠道微生物群与人类健康和疾病的许多状态有关

由于慢跑不需要专业的训练场地和技能，马拉松跑步已经成为一种越来越流行的体育运动形式，特别是在业余跑步者中。研究表明，业余半程马拉松运动员在恢复2-7天后，血液学和生化指标立即发生变化，并恢复到基线水平。一些激素标记物，如胰岛素、瘦素和脂联素，在马拉松赛跑后显示出独特的模式。马拉松跑的重复运动可以促进肠道的运动和转运，从而减少短暂的排便时间。

人类肠道微生物群与人类健康和疾病的许多状态有关。肠道微生物群的代谢功能是巨大的，但这些细菌途径对健康的影响却知之甚少。Scheiman等人确定了韦荣氏球菌属和运动表现。观察到马拉松运动员马拉松后韦荣氏球菌属相对丰度的增加，并从粪便样本中分离出一株非典型性韦荣氏球菌属。将该菌株接种到小鼠体内显著增加了力竭性跑步机的运行时间。韦荣氏球菌属利用乳酸作为其唯一的碳源，对一组优秀运动员进行了鸟枪式的宏基因组分析，发现运动后乳酸代谢为丙酸的主要途径中的每个基因的相对丰度都较高。在小鼠体内使用13C3标记的乳酸，证明血清乳酸穿过上皮屏障进入肠腔。直肠内滴注丙酸盐足以重现韦荣氏球菌属，这些研究表明韦荣氏球菌属通过将运动诱导的乳酸代谢为丙酸来提高跑步时间，从而识别出一种自然的、微生物编码的酶促过程，从而提高运动成绩。

人类微生物组研究通常检查“健康”或患病的个体，并确定与这些状态相关的微生物组的特征。2-4运动员微生物组被发现含有不同的微生物组成，这些微生物组成由静脉内拉菌、类杆菌、普氏杆菌和，这些研究表明，运动与微生物组分的变化有关，尽管这些微生物属对表型的影响尚不清楚。

为了确定与运动成绩和恢复状态相关的肠道细菌，他们招募了参加2015年波士顿马拉松比赛的运动员（n=15）和一组久坐对照组（n=10），并对马拉松日前一周和马拉松日后一周内每天采集的样本进行了16S rDNA测序（n=209个样本，补充表1和2）。按个体、时间划分的门水平相对丰度(−与马拉松赛跑相关的5到+5天），以及参与者是否是运动员表明，在这种高层次的分类观点下，任何正交差异都可能是由于个体水平的差异。在运动前和运动后状态之间，细菌属韦荣氏球菌属是最丰富的微生物组学特征。韦荣氏球菌属的相对丰度存在显著差异（P=0.02；在运动前后采集的样本之间进行Wilcoxon秩和检验（连续性校正）（图1B）。为了验证韦荣氏球菌属与马拉松后状态之间关联的重要性，我们构建了一系列广义线性混合效应模型（GLMMs）来预测马拉松参与者的脉内拉相对丰度。随后，计算GLMM中所有系数的显著性；除与马拉松比赛有关的时间外，其他系数均不显著（P=0.0014，Wald Z检验，n=15）。作为GLMM分析的一部分（扩展数据1，方法），进行了漏掉一个交叉验证（LOOCV）和标签的迭代排列。