Kapcsolat a bélrendszer egészsége és a testmozgási motiváció között

Az Egyetem munkatársai azt szerették volna megtudni, miért van az, hogy egyes laboratóriumi egerek lelkesen futkároznak a mókuskerékben, míg mások teljesen közönyösek iránta.

Kezdő lépésként egy gépi tanulási algoritmust használtak az egerek aktivitási szintjei közötti különbségek lehetséges magyarázatának felkutatására. Meglepődésükre a genetikai különbségek nem, de a bélbaktériumok közötti különbségek relevánsnak tűntek. És találtak néhány ezt igazoló tanulmányt is, amely kapcsolatot talált az egészséges bélmikrobiom és az egerek optimális izomműködése között.

A bélbaktériumokat elpusztító széles spektrumú antibiotikumok hatására az egerek futási távolsága a felére csökkent. Az antibiotikumok megvonására az egerek többnyire visszanyerték korábbi teljesítményszintjüket. A Nature folyóiratban decemberben megjelent eredményeik azt sugallják, hogy a bélmikrobiom részt vehet a testmozgás iránti vágy szabályozásában.

Amennyiben ez a hipotézis emberek esetén is bizonyítást nyer, segíthet megmagyarázni, miért nem hajlandó oly sok ember az ajánlott minimális napi fizikai aktivitást sem végrehajtani. Kifogásként az idő-, az energia- vagy az érdeklődés hiányára hivatkoznak, pedig lehet, hogy az ok talán a bélrendszerükben élő mikrobák billióiban keresendő. És talán kifejleszthetők olyan mikrobiom alapú módszerek, amelyekkel fel lehet állítani az embereket a kanapéról, vagy optimalizálni lehet a sportteljesítményt. 

A bél-agy kapcsolat

Miután az egereket antibiotikumokkal kezelték, a kutatók a rágcsálók striátumában (az agy motivációért felelős részében) RNS-t szekvenáltak. Csökkent génexpressziót találtak a sejtek dopaminreceptoraiban. A megelégedettséget kiváltó dopamin tehát csökkent mértékben szabadul fel az antibiotikumokkal kezelt egerek agyában a futás után, így azt kevésbé érzik jutalmazónak.

Amikor a kutatók feltárták, hogy a mikrobiom a fizikai teljesítményre gyakorolt ​​hatását a központi és a perifériás idegrendszer közvetíti, változtattak kutatásuk irányán. Több éven át tartó kísérletsorozatot végeztek annak kiderítésére, hogy a vastagbélben lévő baktériumok pontosan hogyan küldenek jeleket az agy felé. Két olyan baktériumtörzset, az Eubacterium rectalet és a Coprococcus eutactust azonosítottak, amelyek a bél endokannabinoid receptoraival kölcsönhatásba lépő zsírsavamidoknak nevezett vegyületeket termelnek. Ezek az endokannabinoid receptorok jelzik az agynak, hogy csökkentse a dopamint lebontó monoamin-oxidáz termelését. Ha az agyban kevesebb van ebből a dopaminlebontó vegyületből, a hosszantartó futás után több dopamin halmozódhat fel, amitől az egerek jól érzik magukat, és alig várják, hogy hamarosan újra hajthassák a kereket.

Ez a bél-agy útvonal "talán azért alakult ki, hogy összekapcsolja a hosszan tartó fizikai aktivitás megkezdését a gyomor-bél traktus tápláltsági állapotával" – mondják a szerzők. A bélbaktériumok „figyelik”, hogy mi van a vastagbélben, és „megmondják” az agynak, hogy van-e elegendő tápláléka az edzéshez. A vastagbélben élő mikrobák billiói valószínűleg több száz különböző baktériumtörzset tartalmaznak, hogy melyeket és milyen mennyiségben (arányban), azt az életmódbeli tényezők, az elfogyasztott táplálék és a környezet határozza meg. A mikrobiomra gyakorolt ​​genetikai hatás meglehetősen csekély.

A kutatók reményei szerint egyszer majd olyan táplálkozási beavatkozásokat fejleszthetnek ki, amelyek ösztönzik az olyan motiváló baktériumtípusok szaporodását, amelyektől az ember kedvet érez majd egy 5 kilométeres futáshoz.

Hogyan motiválhatja a mikrobiom az embert?

A kutatók természetesen elsősorban arra kíváncsiak, hogy a belek befolyásolják-e az emberek motivációját is. Ennek érdekében különböző szintű edzésmotivációval rendelkező emberek bélmikrobiomját elemzik, és azt remélik, hogy elegendő minta birtokában azonosíthatják a testmozgásra motivált egyénekben előforduló azon mikroorganizmusokat, amelyeknek potenciális szerepük lehet a motiváció alakításában. Feltételezésük szerint a bélből az agyba érkező jelek más módon is befolyásolhatják a test folyamatait.

Forrás:

Dohnalová, L., Lundgren, P., Carty, J.R.E. et al. A microbiome-dependent gut–brain pathway regulates motivation for exercise. Nature 612, 739–747 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05525-z