Published: 2023-01-21 12:30

「運動したい」という意欲を腸内細菌が高める？

運動が健康にいいことはわかるのに、どうもモチベーションが上がらない──。運動嫌いの人やメタボリックシンドロームなどの生活習慣病をもつ人、そしてリモートワークやデスクワークが増えた現代人にとって悩ましいこの問題の解決策は、思いもよらないところにあるのかもしれない。

脳と腸が互いに密接に影響を及ぼし合う「脳腸相関」については過去にも多くの研究がなされてきたが、運動に対するモチベーションを生む際にもまた、腸内の微生物たちがひと役買っている可能性がある──。そんな結果が、学術誌『Nature』で報告されたのだ。

世の中にはジムに長時間こもって体を鍛える時間を惜しまない人々や、長年こつこつと運動を続けられる人々がいる。それでは、いわゆる“体育会系”とも呼ばれるこうした人々と、運動をしない人々の腸内細菌叢を比較した場合、そこに大きな違いはあるのだろうか？

この疑問を解決すべく、ペンシルバニア大学ペレルマン医学部の研究チームは運動能力を決定する因子を広く探索するためのプロジェクトを立ち上げた。これは遺伝的に多様な実験用マウスのゲノム配列、腸内細菌叢、血流代謝物などのデータを記録し、1日の自発的な回し車の走行量とトレッドミルでの持久力を測定するものだ。

その結果、チームはこのマウスのグループ内において、マウスがどれだけ自発的に走るかは特定の腸内細菌の存在に起因していることを発見した。成績向上に深くかかわるふたつの細菌「ユウバクテリウム・レクターレ（Eubacterium rectale）」と「コプロコッカス・ユウタクタス（Coprococcus eutactus）」による代謝産物である脂肪酸アミドが、運動中に腸の感覚神経を刺激してモチベーションをコントロールする脳領域の活動を促進することがわかったのだ。

「もし人間にも同様の経路が存在することを確認できれば、人々の運動レベルを向上させ、公衆衛生全般を改善するための有効な方法を提供できるかもしれません」と、研究を率いた微生物学者のクリストフ・タイス助教授は言う。

興味深いのは、実験用マウスが自発的に走る距離の個体差は、遺伝的要因よりも腸内細菌叢の違いがより重要だったことだ。実際に抗生物質でこれらの腸内細菌を除去したところ、マウスが自発的に走る距離が約半減することが確認されたという。

さらなる分析の結果、研究チームはふたつの細菌の代謝物が腸から脳へと作用する経路を発見した。腸内の感覚神経は脊椎を介して脳につながっており、そこにはCB1エンドカンナビノイドと呼ばれる受容体がある。これらの細菌の代謝物がCB1受容体をもつ神経を刺激すると、運動中に腹側線条体という脳の部位で神経伝達物質であるドーパミンの濃度が上昇するのだ。

脳の線条体には報酬と動機づけに重要な役割がある。そして神経伝達物質のドーパミンは運動調節に関連しており、快感や意欲などの脳内報酬系の活性化に重要な役割を果たす。例えば「ランナーズハイ」も、ドーパミンの放出によって引き起こされる快感のひとつだ。研究者らは、運動中にこの領域でドーパミンが多く分泌されると運動への欲求が強化され、パフォーマンスが向上すると結論づけている。

また、運動に対するこれらの経路の関与を調べるために、チームは末梢のエンドカンナビノイド受容体の阻害、感覚神経の切除、あるいはドーパミンの遮断なども試した。その結果、これらの介入によって運動能力が低下することが、この研究でわかっている。

この神経経路のさらなる研究は、運動へのモチベーションが湧かない人を運動に意欲的にしたり、アスリートの能力を最適化したりといった可能性も開くだろう。チームは今後、この腸から脳への経路が人間にも存在することを確認するための研究を進める予定だという。