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在醫學界，大多數觀點認為2型糖尿病是可以預防的，只要改變飲食習慣和增加鍛煉即可。但事情可能不像我們想像的那麼簡單。運動並不總能導致葡萄糖代謝下降。
臨床研究發現，運動對於改善代謝的效果具有巨大的差異性，單純運動並不能顯著改善部分人的代謝機能，甚至有少部分人的情況會因運動而變得更差。這種通稱為「運動抵抗」的現象，其病理機制至今尚未查清，極大地限制了運動療法的推廣和應用。
最近，發表在《Cell Metabolism》上的一篇研究表明，腸道微生物組（腸道菌群）及其代謝產物對於運動治療在改善代謝的效果方面有著重大影響，並揭示了部分糖尿病前期患者在接受運動治療後，代謝改善效果不佳的原因。
這項由香港大學李嘉誠醫學院（港大醫學院）徐愛民教授主管的研究團隊發現，腸道菌群的組成可以作為判斷糖尿病前期患者運動效果的一個指標。這項針對運動治療，並結合了隨機對照的人體實驗，以及小鼠模型的研究，首次為腸道菌群對運動治療在改善身體代謝機能的情況提供了直接的因果證據。該團隊還包括來自港大醫學院內科學系、港大運動中心、德國漢斯諾爾研究所以及廣東藥科大學的研究人員。
圖片來源：《Cell Metabolism》
在這項研究中，研究團隊從本地社區中招募了771名志願者，經過篩選後，對其中39名超重且糖耐量受損的參與者（糖尿病前期）展開了為期12周的高強度運動介入治療。
圖片來源：《Cell Metabolism》
經過12周治療後，雖然所有參與者在沒有任何藥物和膳食調節的前提下，體重和體脂均有大致相同程度的下降，然而糖代謝指標的改善程度卻表現出巨大差異。其中70%的參與者血糖水平顯著下降（運動有效者），其餘30%的參與者血糖水平則幾乎沒有變化（運動無效者）。
圖片來源：《Cell Metabolism》
通過結合宏基因組學及代謝組學的分析，研究團隊發現，「運動有效者」和「運動無效者」的腸道菌群變化存在顯著差異。具體而言，經過高強度運動治療後，「運動有效者」的腸道菌群在合成短鏈脂肪酸、分解支鏈氨基酸等功能上均有顯著增強；而「運動無效者」的腸道菌群則會合成大量不利於糖代謝的產物，如支鏈氨基酸、芳香族氨基酸等。
隨後，研究人員將「運動有效者」的腸道菌群移植到肥胖小鼠中進行測試，發現其胰島素敏感性顯著提升；而如果將「運動無效者」的腸道菌群移植至小鼠，則無法改善其血糖水平。另一方面，如果向移植了「運動抵抗」菌群的小鼠提供額外的短鏈脂肪酸，動物糖代謝紊亂的狀態會得到有效的逆轉。
研究團隊還發現，運動治療前通過對不同參與者的腸道菌群特徵進行評估，可以準確預測運動治療對糖尿病前期病人的效果。針對另一批30名的糖尿病前期患者，研究人員通過人工智能技術，利用腸道菌群及其代謝產物構建出的預測模型，可以準確預測運動對他們糖代謝改善的效果。腸道菌群及其代謝產物有望成為評估和預測運動干預療效的生物標誌物。
目前運動介入治療已被廣泛應用於預防多種疾病上，腸道菌群及其代謝物或可成為運動介入治療效果的監測指標。通過監測腸道菌群的變化，臨床醫生和運動專家將能更有效地評估個體在運動治療中獲益的程度，並可以通過調節腸道菌群來幫助那些運動治療效果不佳的患者，使他們可以從運動治療中獲得更大益處。這項研究為制定個性化糖尿病早期預防措施提供了新思路。
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