Unele specii de bacterii care locuiesc în intestin activează nervii din intestin pentru a crește dorința de a face mișcare, potrivit unui studiu pe șoareci, condus de cercetătorii de la Perelman School of Medicine, de la Universitatea din Pennsylvania. Studiul pe șoareci a identificat o axă intestin-creier care explică modul în care aceste bacterii pot îmbunătăți performanța la efort.
În cadrul studiului s-a constatat că variațiile în performanța de alergare în cadrul unui grup de șoareci de laborator au fost cauzate în principal de prezența unor specii bacteriene intestinale specifice la rozătoarele cu performanță mai bună. Cercetătorii au identificat că acest efect este legat de moleculele mici numite metaboliți pe care le produc aceste bacterii. Acești metaboliți activează nervii senzoriali din intestin care, la rândul lor, cresc activitatea într-o regiune a creierului care controlează motivația în timpul exercițiilor fizice.
“Dacă putem confirma prezența unei căi similare la oameni, aceasta ar putea oferi o modalitate eficientă de a crește nivelul de exercițiu al oamenilor, pentru a îmbunătăți sănătatea publică la modul general”, a declarat autorul principal al studiului, Christoph Thaiss, profesor de microbiologie la Perelman School of Medicine.
Thaiss și colegii săi au realizat studiul pentru a cerceta în linii mari factorii care determină performanța la efort. Ei au înregistrat secvențele de genom, speciile de bacterii intestinale, metaboliții din sânge și alte date pentru șoareci diverși genetic. Apoi au măsurat cantitatea zilnică de alergare voluntară a animalelor, precum și rezistența acestora.
Cercetătorii au analizat aceste date folosind învățarea automată, căutând atribute ale șoarecilor care ar putea explica cel mai bine diferențele semnificative interindividuale ale animalelor în performanța de alergare. Au fost surprinși să descopere că genetica părea să explice doar o mică parte din aceste diferențe de performanță, în timp ce diferențele dintre populațiile de bacterii intestinale păreau să fie mult mai relevante. De fapt, ei au observat că administrarea de antibiotice (cu spectru larg pentru a scăpa de bacteriile intestinale) șoarecilor a redus performanța de alergare a rozătoarelor la jumătate.
În cele din urmă, într-un proces care a durat ani de muncă științifică și care a implicat mai multe laboratoare separate, cercetătorii au descoperit că două specii de bacterii, strâns legate de o performanță mai bună – Eubacterium rectale și Coprococcus eutactus – produc metaboliți cunoscuți sub numele de amide ale acizilor grași. Acesta din urmă stimulează receptorii numiți receptori endocannabinoizi CB1 de pe nervii senzoriali încorporați în intestin, care se conectează la creier prin intermediul coloanei vertebrale. Stimularea acestor nervi cu receptori CB1 determină o creștere a nivelului de dopamină în timpul exercițiilor fizice, într-o regiune a creierului numită striatul ventral.
Striatul este un nod esențial în rețeaua de recompensă și motivație a creierului. Cercetătorii au concluzionat că dopamina suplimentară din această regiune în timpul exercițiilor sporește performanța, prin creșterea dorinței de a face mișcare.
„Este posibil ca această axă motivațională intestin-creier să fi evoluat pentru a conecta disponibilitatea nutrienților și starea populației bacteriene intestinale cu dorința de a se angaja într-o activitate fizică prelungită. Această linie de cercetare ar putea deveni o ramură cu totul nouă a fiziologiei exercițiilor”, a spus coautorul studiului, J. Nicholas Betley, profesor asociat de biologie la Școala de științe a Universității din Pennsylvania.
Echipa plănuiește acum studii suplimentare pentru a confirma existența acestei axe intestin-creier la om.
Pe lângă posibilitatea de a oferi modalități ieftine, sigure, de a face oamenii obișnuiți să alerge și de a optimiza performanța sportivilor de elită, explorarea acestei căi ar putea oferi metode mai simple de modificare a motivației și a dispoziției în contexte precum dependența și depresia.
Studiul a fost publicat în revista Nature.