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2023년 1월 4일 – 장 건강이 운동 동기 또는 운동 부족의 원인이 될 수 있습니까?
펜실베니아 대학의 연구원들은 최근에 일부 실험용 쥐가 자신의 운동 바퀴를 좋아하는 반면 다른 쥐는 대부분 무시하는 이유를 알아보고자 이 주제를 탐구했습니다.
시작하기 위해 연구자들은 기계 학습 알고리즘을 사용하여 생쥐 간의 활동 수준 차이를 설명할 수 있는 생물학적 특성을 찾았습니다. 그리고 그들이 발견한 사실은 그들을 놀라게 했습니다. 유전학은 그것과 거의 관련이 없는 것처럼 보였지만 장내 세균의 차이는 더 중요한 것으로 나타났습니다. 소수의 연구가 이를 뒷받침했습니다. 번성하는 장내 미생물군은 생쥐의 최적 근육 기능과 관련이 있습니다.
아니나 다를까, 연구원들이 생쥐에게 광범위한 항생제를 투여하여 장내 세균을 죽였을 때 설치류가 달릴 수 있는 거리는 절반으로 떨어졌습니다. 그러나 항생제를 사용하지 않은 쥐는 대부분 이전의 성능 수준을 회복했습니다.
저널에 발표된 연구 결과 자연 12월에 장내 마이크로바이옴이 운동 욕구를 조절하는 데 도움이 될 수 있다고 제안했습니다.
만약 인간에게 확인된다면, 이 가설은 왜 그렇게 많은 미국인(절반 정도) 권장 신체 활동량을 얻지 못합니다. 일부 사람들은 시간, 에너지 또는 관심이 부족하다고 탓할지 모릅니다. 그러나 아마도 그 이유는 우리 장에 살고 있는 수조 개의 미생물 때문일 수 있습니다.
이 연구 라인은 또한 앉아있는 사람들을 소파에서 벗어나게 하거나 운동 능력을 최적화하는 미생물 기반 방법으로 이어질 수 있습니다.
그러나 마이크로바이옴이 움직이려는 동기에 어떤 영향을 미칠 수 있습니까? 답을 찾기 위해 연구자들은 뇌에 초점을 맞췄습니다.
장-뇌 연결
생쥐를 항생제로 치료한 후 연구원들은 설치류의 선조체(동기 부여를 담당하는 뇌 부분)에서 RNA를 시퀀싱했습니다. 그들은 세포의 도파민 수용체에서 감소된 유전자 발현을 발견했습니다. 신경 화학적 도파민을 방출하여 좋은 일을 한 것처럼 느끼게 하는 것입니다. 즉, 항생제로 치료받은 쥐는 달리기 후에 도파민이 적게 분비되었습니다.
“우리가 뇌에 초점을 맞추기 시작했을 때만 운동 능력에 대한 마이크로바이옴의 영향이 중추 및 말초 신경계에 의해 조정된다는 것을 이해했습니다.”라고 펜실베니아 대학의 미생물학자인 연구 저자인 Christoph Thaiss 박사는 말합니다. “이 깨달음은 프로젝트의 궤적을 완전히 바꿔 놓았습니다.”
결장에 있는 박테리아가 정확히 어떻게 뇌에 신호를 보내는지 알아보기 위해 연구원들은 몇 년에 걸쳐 일련의 실험을 수행했습니다. 그들은 두 가지 유형의 박테리아를 식별했습니다. Eubacterium 직장 그리고 Coprococuseutactus. 이 균주는 장내 엔도카나비노이드 수용체와 상호 작용하는 지방산 아미드라는 화합물을 생성합니다.
이러한 체내칸나비노이드 수용체는 뇌에 신호를 보내 도파민을 분해하는 화합물인 모노아민 옥시다제 생산을 줄입니다. 뇌에 이 도파민 제거 화합물이 적으면 장기간 달리면 더 많은 도파민이 축적되어 쥐가 기분이 좋아지고 곧 다시 운동 휠을 치고 싶어합니다.
이 장-뇌 경로는 “지속된 신체 활동의 시작과 위장관의 영양 상태를 연결하도록 진화했을 수 있습니다”라고 Thaiss는 말합니다. 장내 박테리아는 결장에 무엇이 있는지 모니터링하고 운동에 연료를 공급하기에 충분한 음식이 있는지 여부를 뇌에 알려줍니다.
결장 또는 장에는 잠재적으로 수조 개의 미생물이 있습니다. 수백 가지의 다양한 박테리아 균주. 이러한 변종은 당신이 먹는 음식과 당신이 차지하는 환경에 의해 결정됩니다.
“마이크로바이옴에 대한 유전적 영향은 다소 미미합니다.”라고 Thaiss는 말합니다. “그러나 라이프스타일 요인은 장내 마이크로바이옴의 구성에 강력한 영향을 미칩니다.”
그는 5마일을 달리고 싶게 만드는 종류의 동기 부여 박테리아의 성장을 촉진하기 위한 영양 개입을 개발하기를 희망합니다.
무엇 향후 계획?
앞으로 연구원들은 장이 인간의 동기 부여에도 영향을 미치는지 알아낼 필요가 있습니다. 이를 위해 다양한 수준의 운동 동기를 가진 사람들의 장내 미생물 군집을 분석하고 있습니다.
“충분한 샘플을 통해 우리는 운동 동기가 있는 개인에게 존재하는 미생물군 종을 잠재적으로 연관시킬 수 있었습니다.
장내 마이크로바이옴의 변화는 일부 사람들이 장거리 경주에서 느끼는 “러너스 하이”를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 연구는 또한 웨이트 트레이닝이나 스포츠 참여를 촉진하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Betley는 “스포츠 팀이 팀의 선수들이 운동하도록 최적의 동기를 부여할 수 있다고 상상해 보십시오.”라고 말합니다. 연구소는 고강도 인터벌 트레이닝에 대한 마이크로바이옴의 영향을 조사하고 있습니다.
연구자들은 장에서 뇌로 가는 신호가 다른 방식으로도 신체 과정에 영향을 미칠 수 있다고 추측합니다.
“이러한 신호가 어떻게 생리를 변화시키고 건강에 영향을 미칠 수 있는지에 대한 많은 가능성이 있습니다.”라고 Betley는 말합니다. “새로운 일련의 연구가 운동 생리학의 완전히 새로운 분야를 확립할 수 있습니다.”