意志力可能是从沙发上起来锻炼的关键,但细菌可能会助一臂之力。今天在《自然》杂志上报道的小鼠研究表明,肠道微生物可能是锻炼意愿差异的原因。一个研究小组专注于刺激啮齿动物奔跑欲望的特定微生物分子并继续奔跑。通过准确揭示这些分子如何与大脑对话,该小组为发现相似的信号是否有助于保持人类活跃奠定了基础。 哈佛医学院微生物学家、开发益生菌的公司FitBiomics的联合创始人AleksandarKostic说,这项工作确定了微生物组对运动的重要性,并在提供新的肠道大脑〔连接〕方面进行了难以置信的深入研究以改善体质。没有参与这项研究的Kostic和其他人推测,来自微生物的运动诱导指令可能有一天会被包装成人们可以服用的药丸。 为了探索为什么有些人喜欢运动而有些人不喜欢,宾夕法尼亚大学微生物学家克里斯托夫泰斯研究了被培育成具有大量遗传和行为变异的老鼠。他的团队发现老鼠在笼子里用轮子跑多远有五倍多的差异有些老鼠在48小时内跑了30多公里,而其他老鼠很少用轮子跑。 活跃和懒惰的小鼠在遗传学或生物化学方面没有表现出任何显着差异。但研究人员确实注意到了一个线索:当用抗生素治疗时,通常精力充沛的老鼠往往运动较少。后续研究表明,抗生素治疗影响了以前活跃的小鼠的大脑。某些大脑基因的活动随着多巴胺水平的下降而下降,多巴胺是一种与跑步者的快感相关的神经递质长时间运动带来的幸福感。 该团队还发现,缺乏肠道细菌的无菌小鼠在摄入一些来自精力充沛的小鼠的肠道微生物后会变得更加活跃。这些细菌似乎会发出信号,干扰负责分解大脑中多巴胺的酶,从而导致神经递质在大脑的奖赏中心积聚。 通过研究其他缺乏某些神经细胞的小鼠,并通过化学方法阻断将信息从肠道传递到大脑的神经活动,研究小组确定多巴胺增强信号通过脊柱神经到达大脑。通过刺激这些神经,该团队甚至能够在缺乏肠道细菌的老鼠身上发出支持运动的指令。 在实验室中,Thaiss及其同事解剖了这些脊神经,并将它们暴露于肠道细菌亚群以及微生物产生的物质中。当他们将一组这样的分子脂肪酸酰胺喂给肠道微生物已被抗生素消灭的小鼠时,小鼠大脑中的多巴胺水平在运动时激增。当另一种细菌被赋予制造脂肪酸酰胺的基因并喂给无菌小鼠时,小鼠再次获得多巴胺增强。 微生物组研究人员称这项工作是杰作。这么多不同层次的发现很少出现在一篇论文中,加州理工学院的微生物学家SarkisMazmanian说。 这一发现是否适用于人类?在推断这些结果与人体生理学的关系时,我会非常谨慎,卡罗林斯卡研究所的生理学家JuleenZierath说。研究人员指出,啮齿动物的肌肉结构和生物化学与人类不同它们的活动模式也是如此。啮齿动物不会制定新年计划。 尽管如此,研究发现,马拉松运动员的特定肠道微生物水平很高,这表明人们与运动有关。许多工作已经证明多巴胺在激励整体行为方面发挥着关键作用。正如Kostic所说,这种奖励系统是生理学的核心方面,几乎可以肯定它在其他哺乳动物(包括人类)中也是如此。