더 운동하기. 그것은 일반적으로 많은 사람들의 새해 결심이다.

 

하지만 밖에서는 뼈를 식히는 바람이 부는 이슬비가 내린다. 그리고 나는 뜨거운 코코아 한 잔과 최신 Netflix 쇼와 함께 소파에서 보송보송한 담요에 싸여 있다. 내 결심은 금세 약해진다.

 

Nature의 새로운 연구에 따르면 놀라운 출처인 장내 미생물로부터 동기 부여를 높일 수 있었다. Tour-de-force 연구에서 펜실베니아 대학의 한 팀은 미생물 군집에 있는 수백만 개의 장내 벌레를 바꾸면 소파에서 벗어나 운동에 동기를 부여할 수 있음을 발견했다. 적어도 쥐라면 말이다.

 

결과만 놓고 보면 사이비 과학적 난센스처럼 들린다. 그러나 연구는 깊이 파고들었다. 팀은 장내 미생물이 어떻게 그리고 왜 쥐가 달리고 계속 달리도록 장려하는지에 대해 연마했다. 크럭스는 장에서 뇌로 신호를 보내는 마이크로바이옴에 의해 생성되는 화학 물질로, 뇌의 "동기 부여 센터"인 복부 선조체로 방출되는 도파민의 홍수를 유발하여 운동하려는 욕구를 촉발시킨다.

 

나는 종종 이렇게 말했다. 쥐는 사람이 아니다. 그러나 이 연구는 장-뇌 상호작용이라는 상대적으로 새로운 분야를 새로운 영역으로 추진하고 있다. 장이 뇌의 동기와 욕구에 직접적인 영향을 미칠 수 있을까? 뇌가 신체적으로 활동하기를 원하도록 자극하는 장내 분자를 찾아냄으로써 그 연구는 우리에게 첫 번째 답을 제시했다: 그렇다.

 

"이러한 발견이 인간과 관련이 있다면 장내 세균을 표적으로 삼아 엘리트 운동 선수 여부에 관계없이 개인의 운동 결정과 관련된 정신 과정을 개선할 수 있는지에 대한 의문이 제기된다."고 연구에 참여하지 않은 로스앤젤레스 캘리포니아 대학교의 Gulistan Agirman과 Elaine Y. Hsiao 신경과학과 박사들은 말했다.

 

운동 딜레마

 

우리 모두는 운동이 우리에게 좋다는 것을 알고 있다. 수천 건의 연구에 따르면 규칙적인 운동은 체중 조절에서 심장병 위험 감소, 정신 건강 및 기분 개선, 노화 및 치매 퇴치에 이르기까지 모든 것에 도움이 된다.

 

그렇다면 이점을 알고 있음에도 불구하고 여전히 동기 부여가 어려운 이유는 무엇일까?

 

Agirman과 Hsiao는 사고 방식, 즉 심리가 원래 주범으로 간주되었다고 설명했다. 그러나 새로운 연구는 장내 마이크로바이옴이 엄청난 동기 부여를 제공할 수도 있다고 제안한다.

 

장-뇌 연결은 지난 10년 동안 가장 영향력 있는 발견 중 하나이다. 뇌는 진공 상태에 존재하지 않는다. 오히려 신체의 분자와 호르몬이 기능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 간에서 방출되는 화학 물질은 운동 후 노화된 쥐의 기억 기능을 강화하여 기억에 중요한 영역인 해마의 "보육실"인 치상회(dentate gyrus)에서 더 많은 새로운 뉴런을 생성한다.

 

이러한 전신 분자의 주요 공급원은 장내 마이크로바이옴이다. 그것의 공생 미생물은 장내에서 번성하여 영양소 소화를 돕고 신진 대사를 지원한다. 10년 전, 신경과학자들은 놀랍게도 뇌에도 영향을 미친다는 사실을 발견했다. 예를 들어, 항생제로 박테리아를 제거하면 생쥐의 우울 증상이 증가한다. 후속 연구에서는 특정 미생물이 음식을 소화할 때 화학 물질을 배출하여 장에서 뇌로 이어지는 주요 신호 고속도로인 미주 신경을 활성화한다는 사실을 발견했다.

 

그들은 또한 신체가 운동에 반응하도록 돕는다. 장내 특정 박테리아 그룹이 "운동 수행의 주요 조절자로" 등장했다고 Agirman과 Hsiao가 말했다. 일반적으로 이것은 미생물이 배설하는 화학 물질을 통해 발생하여 에너지를 생성하거나 젖산과 같이 신체적 피로를 유발하는 분자를 제거하는 데 도움이 되는 화학 물질을 통해 발생한다. 새로운 연구는 장내 마이크로바이옴이 뇌 기능에 영향을 미침으로써 운동 욕구를 직접적으로 형성할 수 있는지 궁금했다.

 

연마하기

 

쥐는 일반적으로 달리기를 좋아한다. 그러나 인간과 마찬가지로 유전학과 생리학에 따라 다른 성향을 가지고 있다. 일부는 빨리 달리는 것을 좋아하고, 다른 일부는 오래 달리는 것을 좋아하고, 일부는 전혀 달리지 않는 것을 좋아한다.

 

그 이유를 이해하기 위해 팀은 다양한 유전적 배경을 장려하기 위해 특별히 사육된 약 200마리의 생쥐로 시작하여 신체 데이터를 수집했다. 여기에는 유전적 시퀀싱, 대사 프로파일링, 대변 내 RNA 시퀀싱이 포함된다.

 

전반적으로 팀은 각 쥐에 대해 10,500개 이상의 데이터 포인트와 총 200만 개 이상의 데이터 포인트를 수집했다.

 

다음으로 쥐는 러닝머신이나 러닝휠에서 달렸다. 후자는 (햄스터나 다른 설치류 애완 동물을 키우는 사람이라면 누구나 알고 있다) 그들은 매일 밤 상당한 거리를 즐겁게 뛰어다니며 하루에 9마일 이상을 달릴 것이기 때문에 환영한다.

 

그러나 소파 감자도 있었다. 이 플러프볼은 2일의 테스트 기간 동안 휠에 거의 닿지 않고 진정되어 기뻤다.

 

놀랍게도 쥐의 유전적 특징은 달리려는 동기에 거의 영향을 미치지 않았다. 사냥 범위를 넓히면서 팀은 개인차가 달리기 성능과 일치하는지 확인하기 위해 머신러닝을 통해 혈액, 신진 대사 및 장내 미생물을 분석하는 분자를 분석했다.

 

그 대답은 눈살을 찌푸리게 했다. 쥐의 달릴 의지를 예측한 유일한 요인은 장내 세균이었다. Agirman과 Hsiao는 "장내 박테리아가 운동 성능을 주도한다"고 제안했다.

 

그러나 상관관계는 인과관계가 아니다. 다음 테스트에서 팀은 항생제를 사용하여 한 그룹의 운동용 쥐의 미생물을 제거하여 소파 감자로 만들었다. 대조적으로 무균 기포 내에서 자란 쥐(자연적으로 장내 세균이 없음)는 자연적으로 활발한 또래의 장내 벌레를 이식했을 때 마라톤 선수로 변모했다.

 

영리한 링크

 

장내 마이크로바이옴이 동기 부여와 관련이 있는 이유는 무엇일까?

 

정답은 도파민인 것 같다. 종종 "즐거움 화학 물질"이라고 불리는 도파민은 예측에 맞지 않는 오류를 표시하고 부드러운 움직임을 지시하는 등 뇌에서 다양한 역할을 한다. 그러나 가장 잘 알려진 역할은 뇌의 "보상 센터"의 일부인 복부 선조체라고 하는 깊은 뇌 덩어리에서 발생하는 움직임과 보상을 결합하는 것이다.

 

쥐의 마이크로바이옴 데이터를 조사한 결과, 팀은 운동 쥐가 지방산 아미드(FAA)를 특히 잘 분비하는 장내 벌레 집단을 가지고 있음을 발견했다. "열쇠" 역할을 하는 이 화학 물질은 장 내부의 특정 유형의 감각 뉴런 외부에 점을 찍는 CB1 수용체인 수용체 "잠금"을 활성화했다. 마리화나의 주요 화학 성분의 표적). 그런 다음 이 특화된 뉴런은 전기 신호를 척수를 통해 뇌의 선조체에 직접 보내어 도파민 히트로 넘쳐나게 한다.

 

대조적으로, 장내 세균이 없는 쥐는 이러한 도파민 스파이크가 없었다. 좀 더 조사한 결과 그들의 뇌에는 도파민을 빠르게 씹어 본질적으로 "러너스 하이"를 죽이는 높은 수준의 효소가 있다는 것을 발견했다. 그러나 FAA를 식이 보충제로 섭취하거나 FAA를 생성하는 장내 세균을 장으로 옮기면 달리기 게임이 향상되었다.

 

저자들은 "쥐에서 신체 활동을 유지하는 데 필요한 동기 부여와 관련된 회로가 장내 미생물에 의해 조절된다는 것을 입증했다."라고 Agirman과 Hsiao는 말했다.

 

새해 결심

 

명확하게 말하면 이러한 결과는 쥐에 대한 것이다. 우리는 그들이 인간을 견디는지 모른다. 그러나 그것들은 육체적 고통 속에서도 러너스 하이가 기분 좋은 이유와 같은 오래 지속되는 질문에 대한 새로운 단서를 제공한다. 장내 벌레 화학 물질이 운동 전 동기 부여 엘릭서에 담겨 있어도 놀라지 않을 것이다. 다시 말하지만 구매자는 조심하라.

 

이 연구는 우리의 마이크로바이옴이 뇌의 기능, 특히 기분과 동기 부여에 직접적인 영향을 미친다는 점점 더 많은 증거를 추가한다. 그러나 우리의 장은 우리의 욕망을 통제하지 않는다.

 

Agirman과 Hsiao는 "이 연구의 인간적 의미를 고려하고 싶긴 하지만, 이러한 발견의 실질적인 관련성을 측정하려면 광범위한 추가 평가가 필요할 것"이라고 말했다. "여러 가지 다른 요인이 사람들의 동기 부여 상태에 영향을 미치므로 불리한 환경에서 동기 부여 및 보상 회로를 강화하기 위한 다양한 전략이 필요하다."

 

이미지 출처: Wokandapix, Pixabay