兩項研究---一項研究以小鼠為研究對象，另一項研究以人類受試者為研究對象---提供首個明確的證據(jù)證實鍛煉獨自就能夠改變腸道微生物組成。這兩項研究的目的是將鍛煉引起的變化與可能改變腸道菌群的其他因素（如飲食或抗生素的使用）區(qū)分開來。

在第一項研究中，研究人員將來自鍛煉小鼠和久坐小鼠的糞便移植到久坐的無菌小鼠的結(jié)腸內(nèi)，其中這些無菌小鼠是在無菌設(shè)施中飼養(yǎng)的，沒有它們自己的腸道菌群。在第二項研究中，這些研究人員追蹤了從一種久坐的生活方式轉(zhuǎn)換到一種積極鍛煉的生活方式再轉(zhuǎn)換回去時，人類受試者在腸道菌群組成上的變化。

美國伊利諾伊大學(xué)運動學(xué)與社區(qū)健康系教授Jeffrey Woods說，“它們是首批證實鍛煉能夠影響你的腸道而不依賴于飲食或其他因素的研究。”Woods與前博士生Jacob Allen（如今是位于美國俄亥俄州哥倫布市的全國兒童醫(yī)院的一名博士后研究員）共同領(lǐng)導(dǎo)這兩項研究。第一項在小鼠中開展的研究是Woods團隊與美國梅奧診所的科學(xué)家們一同完成的。第二項在人體中開展的研究是Woods團隊完成的。

在這項小鼠研究中，受體小鼠的腸道菌群變化反映了供者小鼠的腸道菌群變化：在接受來自鍛煉小鼠和久坐小鼠的腸道菌群移植的受體小鼠在腸道菌群上存在著明顯的差異。Woods說：“這向我們證實了這種移植起作用了。”

接受來自鍛煉小鼠的腸道菌群移植的受體小鼠也具有較高比例的產(chǎn)生丁酸的微生物，其中丁酸是一種短鏈脂肪酸（SCFA），可促進(jìn)健康的腸細(xì)胞產(chǎn)生，降低炎癥并且為宿主產(chǎn)生能量。它們似乎也更加抵抗實驗性的潰瘍性結(jié)腸炎（一種炎癥性腸?。?。

Allen說，“我們發(fā)現(xiàn)接受來自鍛煉小鼠的腸道菌群移植的小鼠對誘導(dǎo)結(jié)腸炎的化學(xué)物質(zhì)作出的反應(yīng)減弱了。這會降低炎癥和增加促進(jìn)更快恢復(fù)的再生分子產(chǎn)生。”

在這項人體研究中，這些研究人員招募了18名苗條的久坐成年人和14名肥胖的久坐成年人，獲得這些受試者的腸道微生物組樣品，然后讓這些受試者開始一項鍛煉計劃，在此期間這些受試者進(jìn)行每周3次每次在指導(dǎo)下開展30～60分鐘的心血管鍛煉，共持續(xù)六周。這些研究人員在這項鍛煉計劃結(jié)束時以及在采取另外6周久坐行為之后，又一次獲得這些受試者的腸道微生物組樣品。這些受試者在整個研究過程中保持正常的飲食。

由于鍛煉，糞便中的SCFA（特別是丁酸）濃度在人體腸道中上升。在這些受試者恢復(fù)到久坐的生活方式后，它們的水平再次下降。對腸道菌群的遺傳測試證實這與產(chǎn)生丁酸和其他SCFA的微生物所占的比例發(fā)生的變化相對應(yīng)。

在開始時腸道中具有顯著更低水平的產(chǎn)生SCFA的微生物的苗條受試者中，產(chǎn)生SCFA的微生物所占的比例發(fā)生最為顯著的增加。肥胖受試者在產(chǎn)生SCFA的微生物所占的比例上僅發(fā)生適度的增加。這些研究人員說，腸道中的不同微生物所占的比例在這項研究的初始階段也存在著差異。

Woods說：“最終結(jié)果就是肥胖受試者的腸道微生物組與苗條受試者的腸道微生物組對鍛煉作出的反應(yīng)中存在著明顯的差異。我們還需開展更多的研究來確定其中的原因是什么。”