美式足球是一项快节奏的体育运动，本质上由高速碰撞组成，存在严重受伤的潜在风险。球员们常常摇摇头，轻描淡写地处理轻微的撞击，然后回到队伍中。但有些撞击可能会在肠道中留下微妙的痕迹。
在一项针对NCAA一级橄榄球运动员的新研究中，研究人员发现，轻微到不足以导致诊断为脑震荡的头部撞击与肠道微生物群的变化相关——这是生活在消化道中的大量细菌和其他生物组成的群落。
撞击与样本
该研究跟踪了Colgate大学橄榄球队在一个赛季中的表现。研究人员最初有19名运动员，但在排除了头盔数据缺失或粪便样本过少的球员后，他们分析了六名男性提供的226份粪便样本。
每位球员都佩戴了一个基于头盔的传感器系统来追踪撞击情况。GPS设备测量了场上的活动。每次采集粪便样本后，球员们都会回答有关睡眠、压力、咖啡因、酒精、药物使用、疾病以及其他可能影响肠道细菌因素的问题。
研究人员重点关注非脑震荡性头部撞击——这些撞击或加速度事件不会产生明显症状，也不符合轻度创伤性脑损伤的通常定义。橄榄球运动员在一个赛季中可能会经历100到1000次头部撞击。
本研究中的六名球员在整个赛季中平均经历了261次头部撞击。比赛带来的撞击负荷比训练更重，平均每场比赛260次撞击，而每次训练仅为52次。
延迟信号
肠道微生物群是一个动态环境。饮食、锻炼、睡眠、压力和药物都可能改变其组成。为了寻找头部撞击的信号，科学家们寻找了球员承受较大撞击负荷后几天内没有再遭受类似大小撞击的时间窗口。
在这些较大撞击日后的48至72小时内，球员的肠道细菌与赛季前基线相比显示出可测量的显著差异。这种变化持续到了72至96小时窗口期。
几种细菌群体在撞击后发生了变化。红蝽菌目、普雷沃氏菌科和普雷沃氏菌属 tends to decrease。瘤胃球菌属增加，而疣微菌目则显示出较弱的上升趋势。其中一些细菌模式此前已在创伤性脑损伤和炎症研究中出现过。
Colgate大学生物学教授、该研究的高级作者Kenneth Douglas Belanger表示："我们的研究结果提供了证据，表明即使那些不会导致脑震荡或其他报告症状的头部撞击，也可能在短期和长期内影响肠道中存在的微生物。"
球员的微生物群在整个赛季中发生了变化。一种称为Bray-Curtis不相似性（用于比较两个微生物群落差异程度的指标）的测量结果显示，从赛季初期到后期样本，差异逐渐增加。
肠道-大脑对话
头部撞击可能波及肠道的想法听起来可能很奇怪。但大脑和肠道通过神经、免疫细胞、激素和化学信使不断交换信号。肠道微生物群帮助调节炎症和神经免疫系统——与大脑和神经系统相互作用的免疫防御系统。
研究人员已经知道，确诊的脑震荡和更严重的脑损伤会在动物和人体中扰乱肠道微生物群。Colgate大学的这项研究探讨了在接触性运动中默默累积的那种较轻的撞击，是否可能产生类似的生物反应。
研究结果并未显示微生物群的变化对球员有害；目前这些发现仅处于观察阶段。一些微生物变化可能反映身体试图恢复。其他变化可能将炎症推向不利方向。作者指出，其他研究已将普雷沃氏菌科的减少与炎症变化和丁酸盐产量降低联系起来，丁酸盐是一种肠道产生的化合物，可能有助于在受伤后保护大脑。
Belanger补充道："我们的研究强调了整体思考肠道与大脑之间相互作用的重要性。我们才刚刚开始触及这些复杂器官和器官系统如何相互交流并影响对方的理解表面。"
更大图景
该研究的优势在于其密集采样。225多份粪便样本让研究人员能够逐日观察橄榄球赛季中微生物的变化。研究团队还尝试考虑了15种可能干扰信号的因素，包括睡眠、压力、运动强度、咖啡因、非甾体抗炎药使用和运动前饮料。
然而，最终分析中仅剩下六名球员。他们都是21或22岁的白人男性。该研究没有对照组，因此不能证明头部撞击导致了微生物变化。
未来的研究可能还需要测量血液中的炎症标志物、粪便中的短链脂肪酸以及撞击后的认知表现。这些测量可能有助于显示微生物变化是仅仅作为撞击的生物足迹，还是从反复头部创伤到长期问题的途径的一部分。
目前，该研究为关于"亚脑震荡"撞击的辩论增添了新的层面。一次没有导致头晕、困惑或头痛的撞击，仍可能在肠道中留下痕迹。
该研究已发表在《PLOS ONE》期刊上。
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