Исследователи из Университета Пенсильвании в США обнаружили у мышей особую связь между кишечником и мозгом, которая усиливает мотивацию к физическим упражнениям. Получается, определённые кишечные бактерии подталкивают нас к более активному образу жизни?
Если наличие такого же пути в будущем подтвердится у людей, это может привести к разработке новых видов терапии. К примеру, желание заниматься спортом можно будет вызывать с помощью изменения кишечного микробиома.
Сообщество микроорганизмов в кишечнике учёные называют микробиомом. Он состоит из тысяч видов бактерий, которые питаются тем, что попадает в наш кишечник — и, возможно, эти организмы могут определять, что мы в итоге едим.
Но микробиом вовсе не иждивенец. Бактериальное сообщество может приносить огромную пользу нашему организму, а может и навредить. Всё зависит от состава микроорганизмов кишечника.
Однако взаимосвязь между кишечными бактериями и физическими упражнениями — пока мало изученная область исследований микробиома.
Несколько лет назад исследователи из Гарвардской медицинской школы задались довольно специфическим вопросом: могут ли кишечные бактерии влиять на наши спортивные результаты?
Изучая микробиомы 15 профессиональных марафонцев, учёные выяснили, что в кишечнике спортсменов больше некоторых видов бактерий, чем у обычных людей.
К тому же состав микробиома атлетов любопытным образом менялся после того, как те преодолевали марафонскую дистанцию. Исследователи тогда предположили, что некоторые бактерии могут "улучшать спортивные показатели".
Теперь же учёные из Медицинской школы Перельмана Университета Пенсильвании развили эту гипотезу дальше. Они решили выяснить, влияют ли кишечные бактерии на мотивацию к упражнениям.
В качестве испытуемых выступили лабораторные мыши.
Сначала авторы работы изучили геномные различия между животными. Исследователи не смогли найти какой-либо конкретной генетической характеристики, которая отличала бы мышей, которые любили беговое колесо, от тех, которые предпочитали "сидячий образ жизни".
Однако исследование микробиома показало, что отличие стоит искать в составе кишечных бактерий.
Последующее "лечение" активных мышей антибиотиками снизило интерес этих животных к упражнениям примерно на 50%.
Получается, какие-то из погибших в ходе антибактериальной терапии организмов должны были отвечать за тягу к физической активности.
Затем исследователи сосредоточили внимание на двух видах бактерий, которые больше всего могли влиять на поведение животных, связанное с физическими нагрузками. Это были виды Eubacterium rectale и Coprococcus eutactus.
Учёные стремились определить, влияют ли эти бактерии на мотивацию к упражнениям напрямую. И, если да, то каким именно образом они это делают.
Изучая мозг мышей, исследователи обнаружили, что после "тренировки" в толстой кишке животных стимулировались сенсорные (чувствительные) нейроны.
Эти нейроны посылали сигналы в головной мозг, что приводило к выбросу дофамина в полосатом теле: области, которая отвечает за удовольствие от движения.
К радости авторов работы, их предположения подтвердились. Оказалось, два вида бактерий, которые учёные предварительно связали с повышением физической работоспособности, действительно участвовали в активации этих сенсорных сигналов в кишечнике.
Оба типа микроорганизмов вырабатывали в ходе обмена веществ так называемые метаболиты, продукты метаболизма. Это были амиды жирных кислот. Они "включали" сенсорные нейроны в кишечнике, которые затем общались с мозгом.
Амиды жирных кислот образуются из длинноцепочечных насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. К таким относятся, к примеру, омега-3. Эти кислоты в большом количестве содержатся в рыбе (скумбрии, сардине, лососе).
Но разнообразные жирные кислоты поступают в наш организм и с другими жирами: мясными, молочными, маслом какао, кокосовым маслом. Исследователи не выясняли, какие именно особенности диеты повышали в кишечнике мышей количество бактерий-"тренеров".
Важно добавить, что пока что все эксперименты и исследования учёные проводили лишь с участием животных. Необходимо будет провести дополнительные исследования, чтобы подтвердить, существует ли аналогичная связь между кишечником и мозгом у людей.
Но, если это подтвердится, последствия открытия могут быть значительными. Новые знания дадут возможность бороться с пагубным воздействием сидячего образа жизни на общество.
Исследователи предполагают, что с помощью диеты или пищевых добавок с метаболитами можно будет повышать не только мотивацию человека к занятиям спортом.
Ведь новое исследование показало, что ось кишечник—мозг может влиять на выработку нейромедиаторов, которые регулируют настроение.
Это наводит на мысль, что с помощью изменений в микробиоме потенциально можно влиять на различные расстройства настроения. Кто знает, возможно, когда-нибудь учёные разработают диеты с противотревожным или антидепрессантным эффектом.
Новое исследование было опубликовано в научном журнале Nature.
Больше новостей из мира науки и медицины вы найдёте в разделах "Наука" и "Медицина" на медиаплатформе "Смотрим".
