一流スポーツ選手のパフォーマンスにMicrobiomeが関係する

一流ランナーの腸内マイクロバイオームに含まれる特定の細菌が、選手のパフォーマンスの向上に役立つ可能性があることを報告する論文が、今週掲載される。

ヒトのマイクロバイオーム（ヒトの体内に住む微生物群）がヒトの健康に影響することが知られている。以前の研究で、運動とマイクロバイオームの変化との関連が示されたが、こうしたマイクロバイオームの変化がスポーツ選手のパフォーマンスにどのように影響するかは分かっていなかった。

今回Aleksandar Kosticたちは、ボストンマラソンの選手15人とランナーではない対照者10人から、マラソンの前後1週間にそれぞれ採取した糞便試料を解析した。その結果、運動後の選手の糞便中にはベイヨネラ属（Veillonella）の細菌が多くなること、また、ベイヨネラ属菌には乳酸（運動後の疲労に関連する代謝産物）の消費に必要な遺伝子が全て備わっていることが明らかになった。これらの結果は、スポーツ選手87人からなる別のコホートでも確かめられた。また別の実験で、Kosticたちは、マラソン選手の1人からベイヨネラ属の細菌株1種類を単離し、マウス16匹に投与した。その結果、この細菌を投与されたマウスは、対照群のマウスに比べて、トレッドミルテストの成績（走る時間の長さ）が13％上昇した。

Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism

Nature Medicine doi: 10.1038/s41591-019-0485-4

The human gut microbiome is linked to many states of human health and disease1. The metabolic repertoire of the gut microbiome is vast, but the health implications of these bacterial pathways are poorly understood. In this study, we identify a link between members of the genus Veillonella and exercise performance. We observed an increase in Veillonella relative abundance in marathon runners postmarathon and isolated a strain of Veillonella atypica from stool samples. Inoculation of this strain into mice significantly increased exhaustive treadmill run time. Veillonella utilize lactate as their sole carbon source, which prompted us to perform a shotgun metagenomic analysis in a cohort of elite athletes, finding that every gene in a major pathway metabolizing lactate to propionate is at higher relative abundance postexercise. Using 13C3-labeled lactate in mice, we demonstrate that serum lactate crosses the epithelial barrier into the lumen of the gut. We also show that intrarectal instillation of propionate is sufficient to reproduce the increased treadmill run time performance observed with V. atypicagavage. Taken together, these studies reveal that V. atypica improves run time via its metabolic conversion of exercise-induced lactate into propionate, thereby identifying a natural, microbiome-encoded enzymatic process that enhances athletic performance.