4. Januar 2023 – Könnte Ihre Darmgesundheit hinter Ihrer – oder fehlenden – Motivation zum Sport stehen?
Forscher der University of Pennsylvania haben sich kürzlich mit diesem Thema beschäftigt, als sie herausfinden wollten, warum einige Labormäuse ihr Laufrad zu lieben scheinen, während andere es meist ignorieren.
Zunächst verwendeten die Forscher einen maschinellen Lernalgorithmus, um nach biologischen Merkmalen zu suchen, die die Unterschiede im Aktivitätsniveau von Mäusen erklären könnten. Und was sie herausfanden, überraschte sie: Genetik schien wenig damit zu tun zu haben, aber Unterschiede bei den Darmbakterien schienen wichtiger zu sein. Eine Handvoll Studien bestätigten dies: Gedeihende Darmmikrobiome wurden mit einer optimalen Muskelfunktion bei Mäusen in Verbindung gebracht.
Als die Forscher den Mäusen Breitbandantibiotika verabreichten, die ihre Darmbakterien abtöteten, sank die Distanz, die die Nagetiere zurücklegen konnten, tatsächlich um die Hälfte. Aber abseits der Antibiotika erreichten die Mäuse meist wieder ihre frühere Leistungsfähigkeit.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Natur im Dezember deuten darauf hin, dass das Darmmikrobiom dabei helfen kann, den Wunsch nach Bewegung zu regulieren.
Wenn diese Hypothese beim Menschen bestätigt wird, könnte sie helfen zu erklären, warum so viele Amerikaner (ungefähr die Hälfte) erreichen nicht die empfohlene Menge an körperlicher Aktivität. Einige mögen Mangel an Zeit, Energie oder Interesse dafür verantwortlich machen. Aber vielleicht könnte der Grund dafür in den Billionen von Mikroben liegen, die in unserem Darm leben.
Diese Forschungslinie könnte auch zu mikrobiombasierten Methoden führen, um sitzende Menschen von der Couch zu holen oder die sportliche Leistung zu optimieren.
Aber wie könnte Ihr Mikrobiom Ihre Bewegungsmotivation beeinflussen? Um die Antwort zu finden, konzentrierten sich die Forscher auf das Gehirn.
Die Darm-Hirn-Verbindung
Nach der Behandlung der Mäuse mit Antibiotika sequenzierten die Forscher RNA im Striatum der Nagetiere (dem Teil des Gehirns, der für die Motivation verantwortlich ist). Sie fanden eine verringerte Genexpression in den Dopaminrezeptoren der Zellen – die Dinge, die das neurochemische Dopamin freisetzen und Ihnen das Gefühl geben, etwas Gutes erreicht zu haben. Mit anderen Worten: Mäuse, die mit Antibiotika behandelt wurden, bekamen nach ihrem Lauf weniger Dopamin-Hit.
„Erst als wir begannen, uns auf das Gehirn zu konzentrieren, verstanden wir, dass die Wirkung des Mikrobioms auf die körperliche Leistungsfähigkeit durch das zentrale und periphere Nervensystem vermittelt wird“, sagt Studienautor Dr. Christoph Thaiss, Mikrobiologe an der University of Pennsylvania. „Diese Erkenntnis hat den Verlauf des Projekts komplett verändert.“
Um herauszufinden, wie genau Bakterien im Dickdarm Signale an das Gehirn senden, führten die Forscher eine Reihe von Experimenten über mehrere Jahre durch. Sie identifizierten zwei Arten von Bakterien, Eubacterium rektal und Coprococcuseutactus. Diese Stämme produzieren Verbindungen, sogenannte Fettsäureamide, die mit Endocannabinoid-Rezeptoren im Darm interagieren.
Diese Endocannabinoid-Rezeptoren signalisieren dem Gehirn, die Produktion von Monoaminoxidase, der Verbindung, die Dopamin abbaut, zu reduzieren. Mit weniger dieser dopaminabbauenden Verbindung im Gehirn könnte sich nach einem langen Lauf mehr Dopamin ansammeln, wodurch sich die Mäuse gut fühlen und begierig darauf sind, bald wieder auf das Laufrad zu schlagen.
Dieser Darm-Gehirn-Weg „kann sich entwickelt haben, um den Beginn längerer körperlicher Aktivität mit dem Ernährungszustand des Magen-Darm-Trakts zu koppeln“, sagt Thaiss. Darmbakterien überwachen, was sich in Ihrem Dickdarm befindet, und teilen Ihrem Gehirn mit, ob Sie genug Nahrung für ein Training haben.
Ihr Dickdarm oder Darm beherbergt Billionen von Mikroben mit möglicherweise Hunderte verschiedener Bakterienstämme. Diese Sorten werden durch die Nahrung, die Sie essen, und die Umgebung, in der Sie leben, bestimmt.
„Der genetische Einfluss auf das Mikrobiom ist eher gering“, sagt Thaiss, „aber Lebensstilfaktoren wirken sich stark auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms aus.“
Er hofft, Ernährungsinterventionen entwickeln zu können, um das Wachstum der motivierenden Bakterienarten zu fördern, die Sie dazu bringen, einen 5-Meilen-Lauf zu machen.
Was kommt als nächstes?
Als nächstes müssen die Forscher herausfinden, ob der Darm auch beim Menschen die Motivation beeinflusst. Dazu analysieren sie die Darmmikrobiome von Menschen mit unterschiedlicher Trainingsmotivation.
„Mit genügend Proben könnten wir möglicherweise Arten von Mikrobiota korrelieren, die in bewegungsmotivierten Personen vorkommen“, sagt der Mitautor der Studie, Nicholas Betley, PhD, ein Biologe an der Universität.
Variationen im Darmmikrobiom könnten helfen, das „Runner’s High“ zu erklären, das manche Menschen bei einem Langstreckenrennen haben. Die Forschung könnte auch dazu beitragen, das Krafttraining oder die Teilnahme am Sport zu fördern.
„Stellen Sie sich vor, ein Sportteam könnte die Athleten im Team optimal zum Training motivieren“, sagt Betley. Das Labor untersucht den Einfluss des Mikrobioms auf hochintensives Intervalltraining.
Signale vom Darm an das Gehirn könnten Körperprozesse auch auf andere Weise beeinflussen, spekulieren die Forscher.
„Es gibt so viele Möglichkeiten, wie diese Signale die Physiologie verändern und die Gesundheit beeinflussen können“, sagt Betley. “Eine neue Reihe von Studien könnte durchaus einen ganz neuen Zweig der Trainingsphysiologie begründen.”