宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院(Perelman School of Medicine)的研究人员在小鼠身上进行的一项研究表明，某些肠道细菌会激活肠道神经，促进锻炼的欲望。这项研究发表在《自然》杂志上，揭示了肠道到大脑的通路，解释了为什么一些细菌能提高运动表现。

在这项研究中，研究人员发现，在一大群实验室小鼠中，跑步表现的差异很大程度上是由于表现较好的动物体内存在某种肠道细菌。研究人员将这种影响追溯到细菌产生的代谢物小分子，这种代谢物刺激肠道中的感觉神经，在运动时增强控制动机的大脑区域的活动。

该研究的资深作者、宾夕法尼亚大学医学院微生物学助理教授Christoph Thaiss博士说:“如果我们能证实人类也存在类似的途径，就可以提供一种有效的方法来提高人们的锻炼水平，从而普遍改善公众健康。”

Thaiss和他的同事开展这项研究是为了广泛地寻找决定运动表现的因素。他们记录了基因多样性小鼠的基因组序列、肠道细菌种类、血液代谢物和其他数据。然后，他们测量了这些动物每天自主跑轮的量，以及它们的耐力。

研究人员使用机器学习分析了这些数据，寻找小鼠的属性，以最好地解释动物在跑步表现上的巨大个体差异。他们惊讶地发现，基因似乎只占这些表现差异的一小部分，而肠道细菌种群的差异似乎更重要。事实上，他们观察到，给小鼠服用广谱抗生素以清除肠道细菌，会使小鼠的跑步成绩降低一半左右。

最终，在长达数年的科学探测工作过程中，研究人员在宾夕法尼亚大学和其他地方的十多个独立实验室中发现，与更好的性能密切相关的两种细菌：Eubacterium rectale(真/优杆菌属)和Coprococcus eutactus(粪球菌属)，产生了被称为脂肪酸酰胺(FAAs)的代谢物。后者刺激肠内感觉神经上被称为CB1内源性大麻素受体的受体，这些受体通过脊柱连接到大脑。在运动中，这些布满CB1受体的神经受到刺激，会导致大脑腹侧纹状体区域的神经递质多巴胺水平增加。

纹状体是大脑奖励和动机网络的关键节点。研究人员得出结论，运动时该区域额外的多巴胺通过加强运动欲望来提高表现。

这项研究的合著者、宾夕法尼亚大学艺术与科学学院生物学副教授 J. Nicholas Betley博士说:“这种从肠道到大脑的激励途径可能已经进化到将营养可用性和肠道细菌种群状态与长期体育活动联系起来。”“这一研究方向可能会发展成为运动生理学的一个全新分支。”

这些发现为科学研究开辟了许多新的途径。例如，从实验中得到的证据表明，表现更好的小鼠经历了更强烈的“跑步者的快感”——在这种情况下，疼痛敏感性降低——暗示这一众所周知的现象至少部分是由肠道细菌控制的。该团队现在计划进一步研究，以证实人类存在这种从肠道到大脑的通路。

他补充说，除了可能提供廉价、安全、以饮食为基础的方法，让普通人跑步，优化精英运动员的表现，对这一途径的探索还可能产生更简单的方法，在成瘾和抑郁等情况下改变动机和情绪。

参考文献

A microbiome-dependent neuronal pathway regulates the motivation for exercise in mice