研究背景
焦虑症是全球最普遍的心理健康状况。血清素（5-羟色胺，5-HT）在调节情绪（包括焦虑）中起着关键作用。研究表明，焦虑症患者的5-HT系统功能失调，缺陷通常会导致恐惧和厌恶等负面情绪。血清素长期合成的减少与对社会压力和精神障碍的易感性增加有关。人的血清素是由其前体色氨酸合成的。色氨酸代谢的失衡不仅会导致5-HT产生异常，还会导致犬尿氨酸等其他下游代谢物的积累，从而导致精神疾病。色氨酸转化为5-HT的主要部位是肠道，肠道也是外周血清素的主要来源。研究表明，色氨酸代谢受到共生肠道微生物群的复杂调节。在无菌环境中，小鼠的血清色氨酸水平升高。这表明微生物在维持色氨酸的代谢平衡方面起着至关重要的作用，但这一过程是否与焦虑的发生有关尚不清楚。
肠道菌群的组成在很大程度上受饮食、生理调节和外部环境等因素的影响，使得对微生物生理功能的研究在一定程度上受到限制。精英运动员会经历独特而强烈的压力源，例如受伤和公众监督的风险。运动员高度控制的饮食、训练程序和休息模式最大限度地减少了混杂生理因素的影响，使他们成为研究焦虑潜在特定机制的理想队列。本研究的重点是中国射击运动员在封闭训练环境中的情况，从而探索他们独特的肠道微生物群。
研究内容
图1 与肠道微生物组组成和粪便乳酸相关的焦虑。
图2 乳酸增强了小鼠5-HT系统的活性。
图3 乳酸缓解了小鼠的焦虑并调节了肠道菌群。
图4 乳酸通过酶调节重定向色氨酸代谢。
图5 乳酸和AKK调节色氨酸代谢的方向转移。
总结与意义
文本研究结果表明，焦虑水平较低的运动员表现出粪便乳酸水平升高。进一步证明，乳酸会增加AKK的水平，这与焦虑呈负相关，它们共同改善了色氨酸代谢的失衡。本文发现在富含乳酸的肠道环境中，AKK会增加丙酸水平，这足以缓解焦虑表型并恢复肠道色氨酸代谢失衡。总之，我们的研究结果表明，肠道乳酸与AKK一起共同改善色氨酸代谢中与焦虑相关的失衡。
通讯作者
汪慧菁，上海健康医学院基础医学院药理学副教授，硕士生导师。长期从事神经药理学研究，先后主持国家自然科学青年基金项目，上海市自然科学基金面上项目等，以及与企业研究院等合作的应用转化横向课题等科研项目；发表国内外论文10余篇，总影响因子>50。担任《Acta Pharmacologica Sinica》（SCI收录）、《Frontiers in Pharmacology》 （SCI收录）、《中国当代医药》等期刊审稿人。
赵超，复旦大学基础医学院教育部医学分子病毒学重点实验室（书记）、老年基础医学研究所副教授，硕士生导师，国家老年疾病临床研究中心学术委员会秘书，老年感染与免疫课题组负责人。研究方向：微生物与宿主互作机制，微生物与宿主互作调节人体微环境在疾病中机制及应用基础；微生物与宿主互作研究原创性技术，创新微生态与宿主互作新技术研发及应用。
