透過血液、糞便與基因的分析發現,腸道菌群對於小鼠運動能力影響最顯著;施予抗生素確實降低運動能力。
使用「單抗生素」策略發現Ampicillin(Amp)影響運動能力最大;在受到Amp影響而減少的菌群中,Eubacterium rectale和Coprococcus eutactus的補充可以提升小鼠運動能力。
運動能力=生理因子+心理因子;生理因子(肌肉能力)與抗生素無關,但心理因子中,大腦紋狀體(大腦獎勵感知的關鍵部位)的多巴胺濃度會受到抗生素影響而降低。進一步實驗證明,腦內多巴胺分解基因(Maoa)會因為運動而降低表現,導致多巴胺不易被分解。
與血液代謝體相比,迷走神經的傳導是腸至腦的主要訊息傳遞路徑(Trpv1+ 神經元),而腸道菌所產的脂肪酸醯胺(FAA)是主要的訊息分子。
最後,作者改造了一株具有FAA合成基因的E. coli,可幫助提升小鼠運動能力,不過需要搭配運動才有效,說明運動是必要條件。
機制摘要如下: 運動 → Microbiome → FAA → CB1受器(TRPV1+神經元) → 紋狀體 → 多巴胺↑ → 多巴胺受器 → 運動能力提升
發表於 Nature (IF 42.778)