一项针对美国大学橄榄球运动员的新研究发现，即使头部撞击未达到脑震荡诊断标准，也可能引起肠道微生物群的变化。
美式橄榄球是一项高速碰撞的运动，球员在比赛中经常承受高强度冲击。较轻的撞击往往被忽略，球员会继续投入比赛。但科尔盖特大学的研究人员追踪了NCAA一级联赛橄榄球运动员一个赛季的数据后发现，那些不足以引发脑震荡的头部撞击，与球员肠道微生物群的改变存在关联。
研究最初纳入19名运动员，在剔除缺少头盔数据或粪便样本不足的参与者后，最终对6名球员的226份粪便样本进行了分析。每名球员佩戴头盔传感系统追踪撞击，GPS设备记录场上活动。每次提供粪便样本后，球员还需回答关于睡眠、压力、咖啡因、酒精、用药、疾病等可能影响肠道细菌的问题。
研究人员关注的是非脑震荡性头部撞击——即不产生明显症状、不符合轻度创伤性脑损伤定义的撞击或加速事件。橄榄球运动员一个赛季可能经历100到1000次头部撞击。本研究中6名球员平均每人整个赛季经历261次头部撞击，比赛中的撞击负荷远高于训练：平均每场比赛260次，而每次训练仅52次。
肠道微生物群是一个动态环境，饮食、运动、睡眠、压力和药物都能改变其组成。为了寻找头部撞击的信号，科学家寻找球员经历高撞击负荷后、连续几天不再有类似规模撞击的时间窗口。结果发现，在较大撞击日之后的48到72小时内，球员的肠道细菌相比季前基线出现了可测量的变化，这种变化持续到72到96小时窗口期。
具体而言，Coriobacteriales、Prevotellaceae和Prevotella等菌群趋于减少，Ruminococcus增加，Verrucomicrobiales有微弱上升。这些细菌变化模式曾在创伤性脑损伤和炎症研究中出现过。
“我们的研究结果表明，即使不导致脑震荡或其他报告症状的头部撞击，也可能影响肠道内的微生物，无论是短期还是长期。”科尔盖特大学生物学教授、该研究资深作者Kenneth Douglas Belanger说。球员的微生物组在整个赛季中逐渐偏移，一种称为Bray-Curtis差异度的指标从赛季初到赛季末样本持续增大。
头部撞击如何影响肠道？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。肠道微生物群有助于调节炎症和神经免疫系统。此前研究已证实，确诊的脑震荡和更严重的脑损伤会破坏动物和人类的肠道微生物群。而科尔盖特的研究则发问：接触性运动中悄然累积的较轻撞击，是否也能产生类似的生物学反应？
目前结论仅为观察性发现，尚未证明微生物组变化会对球员造成伤害。部分变化可能反映身体在尝试恢复，另一些则可能促使炎症朝不利方向发展。研究人员指出，Prevotellaceae的减少在其他研究中与炎症变化以及丁酸盐（一种可能有助于脑损伤后保护大脑的肠道代谢物）产量降低有关。
“我们的研究强调了整合性思考肠道与大脑相互作用的重要性。”Belanger补充说，“我们对这些复杂器官与器官系统之间如何沟通和相互影响的理解，才刚刚触及表面。”
该研究的优势在于密集采样——超过225份粪便样本提供了逐日观察微生物变化的可能。团队还尝试控制了睡眠、压力、运动强度、咖啡因、非甾体抗炎药和运动前补剂等15个可能干扰信号的变量。但最终只有6名球员进入分析，且均为21至22岁的白人男性，研究没有对照组，因此无法证明头部撞击直接导致微生物变化。未来研究需要测量撞击后的血液炎症标志物、粪便短链脂肪酸和认知表现，以判断微生物变化仅仅是撞击的生物学印记，还是反复头部创伤通往长期问题的中间环节。