Αρχικά, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης για να αναζητήσουν βιολογικά χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να εξηγήσουν τις διαφορές στα επίπεδα δραστηριότητας μεταξύ των ποντικών. Και αυτό που βρήκαν τους εξέπληξε: Η γενετική φαινόταν να έχει ελάχιστη σχέση με αυτό, αλλά οι διαφορές στα βακτήρια του εντέρου φάνηκε να έχουν μεγαλύτερη σημασία. Αρκετές μελέτες το επιβεβαίωσαν: Τα ακμάζοντα μικροβιώματα του εντέρου έχουν συνδεθεί με τη βέλτιστη μυϊκή λειτουργία σε ποντίκια.
Βέβαια, όταν οι ερευνητές έβαλαν σε ποντίκια αντιβιοτικά ευρέος φάσματος, σκοτώνοντας τα βακτήρια του εντέρου τους, η απόσταση που μπορούσαν να διανύσουν τα τρωκτικά μειώθηκε στο μισό. Αλλά χωρίς τα αντιβιοτικά, τα ποντίκια ανέκτησαν κυρίως τα προηγούμενα επίπεδα απόδοσής τους.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature υποδηλώνουν ότι το μικροβίωμα του εντέρου μπορεί να βοηθήσει στη ρύθμιση της επιθυμίας για άσκηση.
Η σύνδεση εντέρου-εγκεφάλου
Μετά τη θεραπεία των ποντικών με αντιβιοτικά, οι ερευνητές ανέλυσαν την αλληλουχία του RNA στο ραβδωτό σώμα των τρωκτικών (το τμήμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για τα κίνητρα). Βρήκαν μειωμένη γονιδιακή έκφραση στους υποδοχείς ντοπαμίνης των κυττάρων – τα πράγματα που απελευθερώνουν τη νευροχημική ντοπαμίνη, κάνοντας σας να νιώθετε ότι έχετε καταφέρει κάτι καλό. Με άλλα λόγια: Τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με αντιβιοτικά δέχονταν λιγότερο χτύπημα ντοπαμίνης μετά το τρέξιμό τους.
«Μόνο όταν αρχίσαμε να εστιάζουμε στον εγκέφαλο, καταλάβαμε ότι η επίδραση του μικροβιώματος στην ικανότητα άσκησης μεσολαβείται από το κεντρικό και το περιφερικό νευρικό σύστημα», λέει ο συγγραφέας της μελέτης Christoph Thaiss, PhD, μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. «Αυτή η συνειδητοποίηση άλλαξε εντελώς την τροχιά του έργου».
Αυτή η οδός εντέρου-εγκεφάλου «μπορεί να έχει εξελιχθεί για να συνδυάσει την έναρξη της παρατεταμένης σωματικής δραστηριότητας με τη διατροφική κατάσταση του γαστρεντερικού σωλήνα», λέει ο Thaiss. Τα βακτήρια του εντέρου παρακολουθούν τι υπάρχει στο παχύ έντερο και λένε στον εγκέφαλό σας εάν έχετε αρκετή τροφή για να τροφοδοτήσετε την προπόνηση.
Το παχύ έντερο ή το έντερο σας φιλοξενεί τρισεκατομμύρια μικρόβια με δυνητικά εκατοντάδες διαφορετικά στελέχη βακτηρίων . Αυτά τα στελέχη καθορίζονται από το φαγητό που τρώτε και το περιβάλλον που ζείτε.
Τι ακολουθεί?
Προχωρώντας προς τα εμπρός, οι ερευνητές πρέπει να ανακαλύψουν εάν το έντερο επηρεάζει τα κίνητρα και στους ανθρώπους. Για να γίνει αυτό, αναλύουν τα μικροβιώματα του εντέρου ανθρώπων με διαφορετικά επίπεδα κινήτρων για άσκηση. «Με αρκετά δείγματα, θα μπορούσαμε δυνητικά να συσχετίσουμε είδη μικροβίων που υπάρχουν σε άτομα με κίνητρα άσκησης», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Nicholas Betley, PhD, βιολόγος στο πανεπιστήμιο.
Οι παραλλαγές στο μικροβίωμα του εντέρου θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην εξήγηση του «υψηλού δρομέα» που έχουν ορισμένοι άνθρωποι σε έναν αγώνα μεγάλων αποστάσεων. Η έρευνα θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην προώθηση της προπόνησης με βάρη ή της αθλητικής συμμετοχής.
«Φανταστείτε αν μια αθλητική ομάδα θα μπορούσε να παρακινήσει βέλτιστα τους αθλητές της ομάδας να ασκηθούν», λέει η Betley. Το εργαστήριο διερευνά την επίδραση του μικροβιώματος στη διαλειμματική προπόνηση υψηλής έντασης.