HỆ VI SINH CÓ THỂ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘNG LỰC TẬP THỂ DỤC?

Ngày 28/10/2023

Các nhà khoa học xuất bản trên tạp chí Nature đã phát hiện ra rằng các hợp chất do một số loại vi khuẩn đường ruột tạo ra có thể ảnh hưởng đến mức độ dopamine trong não và do đó, ảnh hưởng đến động lực chạy bộ buổi sáng.

CHÚNG TA CÓ BẠN ĐỒNG HÀNH

Chúng ta có xu hướng nghĩ mình là những sinh vật đơn lẻ, nhưng mỗi cơ thể con người lại là ngôi nhà của hàng nghìn tỷ vi khuẩn thuộc nhiều loài khác nhau. Cho đến nay, những vi khuẩn xâm chiếm cực nhỏ đó vẫn chưa nhận được sự quan tâm xứng đáng. Trong những năm gần đây, đã có sự bùng nổ trong các nghiên cứu về hệ vi sinh vật, liên kết quần thể đường ruột của chúng ta với bệnh thoái hóa thần kinh và các bệnh tim mạch, ung thư và viêm,... Bây giờ chúng ta còn biết rằng thành phần hệ vi sinh vật khác nhau đáng kể giữa các cá nhân, góp phần tạo ra sự thay đổi về nguy cơ sức khỏe và động lực tập thể dục.

Tập thể dục là một trong những biện pháp can thiệp chống lão hóa mạnh mẽ nhất được con người biết đến. Hầu hết mọi người đều biết họ nên tập thể dục và nhiều người cũng làm như vậy, nhưng động lực vẫn là một vấn đề quan trọng. Điều dễ dàng đối với một số người lại gây khó khăn cho những người khác. Lý do cho sự khác nhau trong động lực này chưa được hiểu rõ và thường được xếp vào nguyên nhân mơ hồ là “do đặc điểm tính cách cá nhân”. Tuy nhiên, nghiên cứu này cho thấy những khác biệt đó có thể liên quan nhiều đến hệ vi sinh vật.

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NÓI GÌ ?

Các nhà nghiên cứu bắt đầu với những con chuột đa dạng về mặt di truyền và xác định kiểu hình gen một cách tỉ mỉ, tích lũy hàng nghìn điểm dữ liệu gen trên mỗi con vật.

Họ biết được rằng sự khác biệt về di truyền chỉ đóng một vai trò nhỏ trong sự biến đổi ở cả khả năng tập thể dục tự nguyện và bắt buộc. Sau đó, họ sử dụng máy học để xác định các biến có khả năng dự đoán mạnh mẽ về khả năng này. Điều thú vị là, kết quả phân tích rDNA 16s, vốn thường được sử dụng để xác định các chủng vi khuẩn trong hệ vi sinh vật, lại nằm trong số những kết quả có mối tương quan tốt nhất với khả năng chịu đựng.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một loạt thí nghiệm làm suy giảm hệ vi sinh vật và cấy ghép. Việc diệt vi sinh vật bằng kháng sinh phổ rộng đã dẫn đến giảm khả năng tập thể dục. Khi hệ vi sinh vật được cấy từ chuột hiến tặng sang chuột không có mầm bệnh do kháng sinh, mức hiệu suất tập thể dục có khác biệt cao giữa chuột hiến tặng và chuột nhận.

HỆ VI SINH CÓ THỂ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘNG LỰC TẬP THỂ DỤC?

Tiếp theo, các nhà khoa học tiếp tục thử nghiệm trên chuột B6 giống hệt nhau về mặt di truyền để loại trừ các yếu tố khác ngoài thành phần hệ vi sinh vật. Họ đã thử nhiều loại kháng sinh giảm hệ vi sinh có tác dụng hẹp và phát hiện ra rằng chỉ có neomycin là không làm suy giảm hoạt động thể chất. Các nhà nghiên cứu một lần nữa chuyển sang giải trình tự rDNA ở 16s và xác định được một số thành viên thuộc họ Erysipelotrichaceae và Lachnospiraceae có thể liên quan động lực thúc đẩy hiệu suất tập thể dục.

TÍN HIỆU DOPAMINE TỪ NÃO

Tuy nhiên, chức năng cơ và mức tiêu thụ oxy hóa ra lại gần giống nhau ở những con chuột bị suy giảm hệ vi sinh vật và ở những con chuột bình thường, vì vậy các nhà nghiên cứu đã quyết định điều tra con đường tạo động lực.

Họ phát hiện ra rằng ở các tế bào thần kinh thể vân (thể vân là một phần của não trung tâm kiểm soát chuyển động), mức độ dopamine, một chất điều chỉnh chính thúc đẩy hoạt động thể chất, đã tăng lên khi tập thể dục ở những con chuột có hệ vi sinh vật nguyên vẹn, nhưng không tăng lên khi đối với chuột dùng kháng sinh - ngoại trừ những con được điều trị bằng neomycin-. Những mức tăng đột biến sau khi tập thể dục về mức độ dopamine trong thể vân đã được phục hồi bằng cách cấy ghép vi sinh vật tương tự và đã cải thiện hiệu suất tập thể dục, nhưng không phải do các loại vi khuẩn khác.

CHÍNH XÁC THÌ RUỘT GIAO TIẾP VỚI NÃO NHƯ THẾ NÀO ?

Các thí nghiệm đã loại trừ khả năng việc giao tiếp này được thực hiện bởi các chất chuyển hóa trong máu, vì vậy các nhà nghiên cứu chuyển sự chú ý sang các dây thần kinh.

Kết quả của họ cho thấy rằng amit axit béo (FAA) do một số loại vi khuẩn tạo ra đã kích hoạt tín hiệu thần kinh mà cuối cùng dẫn đến tăng mức độ dopamine trong thể vân. Những con chuột được cho ăn FAA có hệ vi sinh vật bị suy giảm vẫn cho thấy khả năng tập thể dục được cải thiện.

Hơn nữa, các nhà nghiên cứu đã có thể thiết kế một chuỗi sản xuất FAA của E coli và ruột của những con chuột có chủng thiết kế này đã khôi phục lại hiệu suất tập luyện của chúng.

Điểm mấu chốt là khi hệ vi sinh có ít vi khuẩn sản xuất FAA trong ruột, làm giảm lượng dopamine liên quan đến tập thể dục, dẫn đến giảm động lực tập thể dục.