مطالعه میکروبیوم
محققان آزمایشات خود را با 199 موش که قبلاً ورزش نکرده بودند آغاز کردند. سپس موش ها این گزینه را داشتند که روی چرخ بدوند یا دویدن استقامتی روی تردمیل خودشان را تجربه کنند.
محققان نشانگرهای ژنتیکی، پارامترهای متابولیک و خون و میکروبیوم را تعیین کردند و سپس مدل یادگیری ماشینی را آموزش دادند تا رابطه بین عوامل مختلف و عملکرد را بیاموزند. نویسندگان می‌گویند: «پیش‌بینی صرفاً بر اساس نتایج توالی‌یابی میکروبیوم، دقتی تقریباً معادل با متابولوم سرم یا ترکیبی از همه پارامترها داشت». طبق یافته ها، میکروبیوم بخش قابل توجهی از تغییرات عملکرد را توضیح داد.
در مرحله بعدی، محققان آزمایش‌های حذف میکروبیوم و پیوند میکروبیوم را انجام دادند. در اینجا می توانید ببینید که چرا انجام چنین آزمایشاتی روی موش ها مهم است. از بین بردن میکروبیوم در انسان هایی که برای عملکرد سالم به آن متکی هستند، بسیار غیراخلاقی است.
کاهش میکروبیوم عملکرد ورزشی را تا حدود 50 درصد کاهش داد. هنگامی که محققان میکروبیوم روده را از موش‌هایی که در ورزش برتر بودند به موش‌هایی که بدون میکروبیوم پرورش داده بودند، انتقال دادند، موش‌های دریافت‌کننده میکروبیوم نیز مانند موش‌های اهداکننده عملکرد خوبی داشتند (از طریق آزمایش‌های بیشتر با آنتی‌بیوتیک، اثر مشاهده‌شده روی باکتری‌های خانواده Erysipelotrichaceae و منسوب به Lachnospiraceae).
میکروبیوم و مغز
نویسندگان توالی‌های RNA نواحی عصبی را در موش‌های تحت درمان تعیین کردند و تغییراتی را در نواحی عصبی مرتبط با دوپامین پیدا کردند. آنها با اندازه گیری سطح دوپامین پاسخ های بالاتری را در موش های دارای میکروبیوم سالم پیدا کردند. نویسندگان می گویند: «پاسخ دوپامین در حیوانات تحت درمان با آنتی بیوتیک از بین رفت. با این حال، اختلال در پاسخ دوپامین تنها زمانی مشاهده شد که حیوانات ورزش کردند، و در سطوح پایه، دوپامین تحت تأثیر میکروبیوم قرار نگرفت.
انتقال دهنده های عصبی دیگر تحت تأثیر ورزش یا میکروبیوم نبودند! بنابراین، به نظر می رسد وضعیت میکروبیوم در موش ها به طور مستقیم بر پاسخ دوپامین ناشی از ورزش تأثیر می گذارد. دوپامین در مسیرهای پاداش و انگیزه نقش دارد.
محققان در این مرحله متوقف نشدند. تخریب دوپامین توسط آنزیم مونوآمین اکسیداز (MAO) تنظیم می شود و زمانی که آنزیم MAO با دارو مهار شد، عملکرد موش ها به حالت عادی بازگشت.
محققان همچنین نورون های خاصی را شناسایی کردند که این مسیر را به همراه مسیرهای سیگنال دهی مرتبط، که برای تحقیقات آینده کلیدی خواهد بود، واسطه می کنند. آنها نتیجه گرفتند: “نتایج ما نشان می دهد که میکروبیوم روده در تولید متابولیت های روده نقش دارد. متابولیت ها نورون های خاصی را تحریک می کنند که سیگنال مربوط به ورزش را به مغز می فرستند و باعث کاهش بیان MAO در جسم مخطط می شوند. کاهش MAO. سطح دوپامین را افزایش می دهد و توانایی ورزش را افزایش می دهد.