Træn mere. Det er normalt mit (og mange andres) bedste nytårsforsæt.
Men det er småregn med benhårde vinde, der hyler udenfor. Og jeg er pakket ind i et fuzzy tæppe på sofaen med en kop varm kakao og det seneste Netflix-show. Mit beslutsomhed svinder hurtigt.
Ifølge en ny undersøgelse in Natur, Jeg kunne få et motivationsboost fra en overraskende kilde: mine tarmmikrober. I en tour-de-force undersøgelse fandt et hold fra University of Pennsylvania ud af, at ændring af millioner af tarmfejl i dit mikrobiom kan skrælle dig af sofaen og motivere til træning - i det mindste hvis du er en mus.
Alene lyder resultaterne som pseudovidenskabeligt nonsens. Men undersøgelsen gravede dybt: holdet finpudsede, hvordan og hvorfor tarmmikrober tilskynder mus til at løbe og fortsætte med at løbe. Cruxet er et kemikalie, der produceres af mikrobiomet, og som sender et signal fra tarmen til hjernen, der udløser en syndflod af dopamin, der frigives til den ventrale striatum - hjernens "motivationscenter" - hvilket igen vækker et ønske om at træne.
Jeg har ofte sagt dette: mus er ikke mænd. Men undersøgelsen driver det relativt nye felt af tarm-hjerne-interaktion ind på nyt territorium. Kan tarmen direkte påvirke hjernens motivationer og ønsker? Ved at jage de molekyler i tarmen, der ansporer hjernen til ønsker for at være fysisk aktive, gav undersøgelsen os et første svar: ja.
"Hvis disse fund er relevante for mennesker, rejser de spørgsmålet om, hvorvidt målretning mod tarmbakterier kan forbedre de mentale processer, der er forbundet med beslutningen om at træne på tværs af individer, uanset om det er eliteatlet eller ej." sagde neuroforskere Drs. Gulistan Agirman og Elaine Y. Hsiao ved University of California, Los Angeles, som ikke var involveret i undersøgelsen.
Træningsdilemmaet
Vi ved alle, at træning er godt for os. Tusindvis af undersøgelser har vist, at regelmæssig motion hjælper med alt fra vægtkontrol til at mindske risikoen for hjertesygdomme og øge mental sundhed og humør og endda bekæmpe aldring og demens.
Så hvorfor er det, at selvom man kender fordelene, er det stadig so svært at blive motiveret?
Tankegang – det vil sige din psykologi – blev oprindeligt betragtet som hovedsynderen, forklarede Agirman og Hsiao. Men den nye undersøgelse tyder på, at tarmmikrobiomet også kan give dig et kraftigt motivationsboost.
Forbindelsen mellem tarm og hjerne er en af de mest indflydelsesrige opdagelser i det seneste årti. Hjernen eksisterer ikke i et vakuum. Tværtimod kan molekyler og hormoner fra kroppen i væsentlig grad påvirke dens funktion. Kemikalier frigivet fra leveren styrker for eksempel hukommelsesfunktionen hos aldrende mus efter træning og føder flere nye neuroner i dentate gyrus - "vuggestuen" i hippocampus, en region kritisk for hukommelsen.
En vigtig kilde til disse systemiske molekyler er tarmmikrobiomet. Dens symbiotiske mikrober trives inde i vores tarme og hjælper med at fordøje næringsstoffer og understøtter stofskiftet. For et årti siden fandt neuroforskere overraskende ud af, at de også påvirker hjernen. At udslette bakterierne med for eksempel antibiotika øger depressive symptomer hos mus. Efterfølgende undersøgelser viste, at visse mikrober udskiller kemikalier, når de fordøjer mad, hvilket aktiverer vagusnerven, en hovedsignalvej, der går fra tarm til hjerne.
De hjælper også kroppen med at reagere på træning. Specifikke bakteriegrupper i tarmen er dukket op "som nøgleregulatorer for træningsydelse," sagde Agirman og Hsiao. Normalt sker dette gennem mikrobe-udskilte kemikalier til at generere energi, eller dem, der hjælper med at eliminere molekyler, der fører til fysisk udmattelse, såsom laktat. Den nye undersøgelse spekulerede på: kan tarmmikrobiomet direkte forme vores ønske om at træne ved at påvirke hjernens funktion?
Indslibning
Mus elsker generelt at løbe. Men ligesom mennesker, afhængigt af deres genetik og fysiologi, har de forskellige tilbøjeligheder - nogle kan lide at løbe hurtigt, andre længe, og nogle slet ikke.
For at forstå hvorfor startede holdet med næsten 200 mus, der specifikt blev opdrættet for at fremme en forskelligartet genetisk baggrund og indsamlede deres kropslige data. Disse omfattede genetisk sekventering, metabolisk profilering og sekventering af RNA'et i deres afføring - en etableret metode til at måle en tarmmikrobiomprofil.
Samlet set indsamlede holdet over 10,500 datapunkter for hver mus og omkring to millioner i alt.
Musene løb derefter på et løbebånd eller et løbehjul. Sidstnævnte er en fornøjelse, da (enhver med en hamster eller et andet gnaverkæledyr ved) de med glæde hopper på og løber betydelige afstande hver nat - nogle mere end ni miles om dagen.
Men der var også sofakartofler. Disse fnugbolde var glade for at slappe af og rørte knap nok hjulet i løbet af en to-dages testperiode.
Overraskende nok havde musenes genetiske signaturer meget lidt indflydelse på deres motivation til at løbe. Holdet udvidede deres jagt og vendte sig mod maskinlæring for at analysere molekyler i deres blod, deres stofskifte og deres tarmmikrobiomer for at se, om individuelle forskelle stemte overens med løbepræstationer.
Svaret løftede øjenbrynene: den eneste faktor, der forudsagde en muss villighed til at løbe, var dens tarmbakterier. Det antydede, at "tarmbakterier driver træningspræstation," sagde Agirman og Hsiao.
Men sammenhæng er ikke årsagssammenhæng. I de næste test udslettede holdet mikrobiomet fra en gruppe atletiske mus ved hjælp af antibiotika og forvandlede dem til sofakartofler. I modsætning hertil forvandlede mus opvokset inde i en bakteriefri boble - som naturligt mangler tarmbakterier - til maratonløbere, når de blev transplanteret med tarmfeber fra deres naturligt kraftige jævnaldrende.
Et hjernerystende link
Hvorfor har tarmmikrobiomet noget med motivation at gøre?
Svaret ser ud til at være dopamin. Ofte kaldet "fornøjelseskemikaliet", har dopamin forskellige roller i hjernen, herunder markering af fejl, der ikke passer til forudsigelser, og styring af jævne bevægelser. Men dens bedst kendte rolle er at kombinere bevægelse og belønning, hvilket sker i en dyb hjerneklump kaldet ventrale striatum, en del af hjernens "belønningscenter".
Ved at grave i musenes mikrobiomdata fandt holdet, at atletiske mus havde en population af tarmfeber, der var særligt gode til at udskille fedtsyreamider (FAA). Disse kemikalier fungerede som "nøgler" og aktiverede derefter en receptor-"lås" - CB1-receptoren, der prikker ydersiden af en specifik type sensorisk neuron inde i tarmen (ja, tarmen har neuroner, og ja, CB1-receptoren er også mål for marihuanas vigtigste kemiske komponenter). Disse specialiserede neuroner sender derefter elektriske signaler direkte gennem rygmarven ind i hjernens striatum og oversvømmer den med et hit af dopamin.
I modsætning hertil havde mus uden tarmbakterier ikke denne dopaminspids. Lidt mere efterforskning fandt ud af, at deres hjerner havde et højt niveau af et enzym, der hurtigt tygger dopamin op og i det væsentlige dræber deres "runner's high". Men at give dem en dosis FAA som et kosttilskud eller overføre tarmbakterier, der producerer FAA til deres tarme, øgede deres løbespil.
Forfatterne "har vist, at de kredsløb, der er involveret i den nødvendige motivation for at opretholde fysisk aktivitet hos mus, er moduleret af tarmmikrober," sagde Agirman og Hsiao.
Nytårsforsæt
For at være klar, er disse resultater i mus. Vi ved ikke, om de holder sig hos mennesker. Men de giver nye ledetråde til langvarige spørgsmål, såsom hvorfor runner's high føles fantastisk, selv når du har fysiske smerter. Jeg ville ikke blive overrasket, hvis tarmfejlskemikalierne er opflasket i motivationseliksirer før træning - men igen, pas på køber!
Zoomer ud, tilføjer undersøgelsen til et voksende pantheon af beviser for, at vores mikrobiomer direkte påvirker hjernens funktion, især for humør og motivation. Men vores tarm styrer ikke vores ønsker.
"Selvom det er fristende at overveje de menneskelige implikationer af denne forskning, vil måling af den praktiske relevans af disse resultater kræve omfattende yderligere vurdering," sagde Agirman og Hsiao. "En række andre faktorer påvirker motivationstilstande hos mennesker, hvilket kræver en række strategier til at styrke motiverende og belønningskredsløb i ugunstige miljøer."
Billede Credit: Wokandapix fra Pixabay
