Материалы и методы
Исследователи использовали алгоритм машинного обучения для поиска биологических признаков, которые могли бы объяснить различия в уровнях активности у мышей.
Несколько более ранних исследований указывают на то, что процветание кишечных микробиомов было связано с оптимальной функцией мышц у мышей.
Когда исследователи вводили мышам антибиотики широкого спектра действия, убивая их кишечные бактерии, расстояние, которое грызуны могли пробежать, сократилось вдвое.
Но после прекращения курса антибиотиков мыши в основном восстановили свой прежний уровень производительности.
После лечения мышей антибиотиками исследователи секвенировали РНК в полосатом теле грызунов (часть мозга, отвечающая за мотивацию).
Чтобы выяснить, как именно бактерии в толстой кишке передают сигналы в мозг, исследователи провели серию экспериментов в течение нескольких лет.
Они выявили 2 типа бактерий: Eubacteriumrectal и Coprococcuseutactus.
Эти штаммы производят соединения, называемые амидами жирных кислот, которые взаимодействуют с эндоканнабиноидными рецепторами в кишечнике.
Эти эндоканнабиноидные рецепторы сигнализируют мозгу о необходимости сократить выработку моноаминоксидазы, соединения, расщепляющего дофамин.
С меньшим количеством этого вещества, очищающего дофамин, в мозгу, больше дофамина может накапливаться после долгого бега, заставляя мышей чувствовать себя хорошо и стремиться снова покататься на колесе для упражнений в ближайшее время.
Результаты
Результаты, опубликованные в журнале Nature в декабре, предполагают, что кишечный микробиом может помочь регулировать желание заниматься спортом.
Это направление исследований также может привести к созданию основанных на микробиоме способов заставить малоподвижных людей встать с дивана и начать упражняться или оптимизировать уже имеющиеся спортивные результаты.
Мыши, которых лечили антибиотиками, получали меньший выброс дофамина после пробежки.
Исследователи обнаружили сниженную экспрессию генов в дофаминовых рецепторах клеток, которые высвобождают нейрохимический дофамин, заставляя чувствовать, что грызун сделал что-то хорошее.
Этот путь между кишечником и головным мозгом возможно, развился, чтобы связать начало длительной физической активности с состоянием питания желудочно-кишечного тракта.
Кишечные бактерии следят за тем, что находится в толстом кишечнике, и сообщают мозгу, достаточно ли у вас еды для тренировки.
В толстом кишечнике обитают триллионы микроорганизмов, потенциально сотни различных штаммов бактерий.
Эти штаммы определяются пищей, которую мы едим, и окружающей средой, в которой мы живем.
Генетическое влияние на микробиом довольно незначительно, но факторы образа жизни сильно влияют на состав кишечного микробиома.
Перспективы
Двигаясь вперед, исследователи должны выяснить, влияет ли кишечник на мотивацию и у людей.
Для этого они анализируют микробиомы кишечника людей с разным уровнем мотивации к занятиям спортом.
При наличии достаточного количества образцов исследователи потенциально могли бы сопоставить виды микробиоты, которые существуют у людей, мотивированных физическими упражнениями.
Исследователи надеются разработать пищевые вмешательства, чтобы стимулировать рост мотивирующих типов бактерий, таких, которые заставляют человека «хотеть пробежать 5 миль».
Заключение
Изменения в кишечном микробиоме могут помочь объяснить «кайф бегуна», который возникает у некоторых людей во время забега на длинные дистанции.
Исследование также может помочь в продвижении занятий спортом.
Новые исследования могут создать целую новую отрасль физиологии упражнений.
Источник: medscape.com/viewarticle/986535#vp_1