由伊馮·諾蘭教授領導的科克大學學院的研究人員發現了一種特定的代謝過程，可以解釋運動如何幫助抵消在西式自助餐廳飲食的有害行為影響。 10 月 21 日發表在同行評審期刊上 健腦補品研究表明，自願跑步可以減少由高脂肪和高糖飲食引起的抑鬱樣行為。這些變化似乎與循環激素和腸道產生的代謝物有關。這些發現為如何利用鍛煉等生活習慣提供了寶貴的見解。在超加工食品成為常態的時代促進心理健康。
為了進行調查，研究小組研究了成年雄性大鼠，這些大鼠被餵食標準食物飲食或輪流自助餐廳式飲食，其中包括高脂肪、高糖飲食，為期七周半。每組中有一半的動物被允許使用跑輪。這種設置使研究人員能夠梳理出飲食質量和運動對大腦和行為的單獨和綜合影響。
連接運動與情緒的新機制
結果表明，即使老鼠飲食不健康，自願跑步也具有抗抑鬱作用。這表明經常鍛煉對西式飲食的人有益。
諾蘭教授和他的同事使用綜合代謝組學方法來檢查動物糞便。研究發現，食堂食物顯著改變了腸道代謝。在久坐大鼠中分析的 175 種代謝物中，有 100 種受到顯著影響。鍛煉會影響其中的一小部分。這有助於恢復一些平衡。已知在情緒調節中發揮作用的三種代謝物包括鵝絲氨酸吲哚-3-羧酸鹽。和脫氧肌苷因在自助餐廳吃飯而減少，但通過鍛煉又恢復了。
評估學習、記憶和情緒反應的行為測試揭示了更多的見解。單獨吃自助餐廳的食物並不會顯著損害空間學習或識別記憶。但我已經掌握了稍微更好的導航技能。研究人員還發現，無論食物類型如何，運動都會產生輕微的抗焦慮作用。
什麼是盲腸內容物？
階段 盲腸內容物 指的是裡面發現的材料。 盲人大腸起始處的一個囊。在老鼠等動物中，這個區域富含腸道微生物，有助於分解食物並產生各種稱為代謝物的化合物。科學家經常分析腸道內容物以了解食物攝入量。運動或者藥物如何影響腸道健康和新陳代謝？
飲食和運動之間關係的激素途徑。
血液樣本分析揭示了反映行為結果的嚴重荷爾蒙變化。在自助餐廳吃飯的久坐老鼠的胰島素和瘦素水平顯著升高。但在運動的大鼠中，這些升高顯著降低。該研究的第一作者 Minke Nota 博士表示，這種荷爾蒙平衡可能有助於解釋運動如何防止不良飲食對行為的影響。
研究小組還發現飲食和運動之間涉及其他激素的複雜相互作用。控制吃標準飲食的動物的新陳代謝運動會增加胰高血糖素肽 1 (GLP-1) 水平，但在吃自助餐廳食物的動物中，這種反應會減弱。相反，運動僅會增加自助餐廳餵養的大鼠的肽 YY (PYY) 水平。這表明當食物質量較差時，補償性激素機制有助於維持代謝穩定性。
無論是否運動，成纖維細胞生長因子 21 (FGF-21) 的水平都會因自助餐的反應而顯著增加。研究結果揭示了一個複雜的荷爾蒙網絡，其中飲食和運動相互作用，影響新陳代謝和大腦功能。
對理解食物和大腦之間關係的影響。
也許最有趣的是，研究發現吃自助餐廳的食物可以防止成年人海馬神經發生的增加。由運動引起（新神經細胞的形成） 這是通過牙槽骨中的雙皮質素陽性細胞來測量的。在餵食標準飲食的動物中，運動顯著增加了整個海馬體的神經發生。這是大腦中涉及情感和記憶的區域。這些發現表明，飲食質量可能從根本上改變大腦從細胞水平上的運動中受益的能力。
研究小組進行了相關性分析，以確定特定物質和行為結果之間的關聯。幾種盲腸衍生的代謝物包括氨基酸己二酸和 5-羥基吲哚-3-乙酸。它與認知表現呈負相關。這些關係與實驗條件無關。這表明腸道代謝物譜與大腦功能之間存在基本關係。
Julio Licinio 教授及其同事的一篇社論強調了這些發現的臨床相關性，並指出“在飲食攝入不足的情況下，運動具有類似抗抑鬱的作用。這對於那些難以改變飲食的人來說是個好消息。”社論強調，這項研究提供了一個生物學框架，用於理解為什麼即使在改善飲食很困難的情況下，運動仍然有益。
未來方向和臨床轉化
這項研究提出了有關生活方式乾預的最佳順序的重要問題。結果表明，雖然運動可以帶來情緒上的好處，但它與飲食質量無關。但要獲得神經可塑性的全部好處可能需要注意營養狀況。這對於設計最大限度地提高其可行性和生物學影響的干預措施具有重要意義。
有幾個限制值得考慮。這項研究僅在雄性大鼠中進行。對飲食和運動的代謝和神經反應的性別差異已有充分記錄。此外，七週的干預期可能無法解釋長期暴露可能導致的長期適應。未來的研究包括雌性動物、更長的干預期和劑量反應設計，將有助於提高我們對這些複雜相互作用的理解。
該研究還為研究特定代謝物作為潛在治療靶點開闢了新途徑。運動對鵝氨酸水平的保護作用。 3-吲哚-3-羧酸鹽和脫氧肌苷有人建議，這些化合物可以用作情緒障礙的生物標誌物甚至治療劑。特定腸道代謝物與行為測量之間的密切關聯支持了人們對將腸-腦微生物群軸作為心理健康干預目標的日益濃厚的興趣。
這項經過同行評審的研究代表了理解與飲食相關的生物機制的重要進展。鍛煉和心理健康，提供新見解 這是關於生活方式因素如何在分子和細胞水平上相互作用以影響大腦功能。這些發現挑戰了有關新陳代謝和心理健康之間關係的現有範式。研究表明，運動可以產生與抗抑鬱藥類似的效果。即使在食物選擇不佳的情況下也是如此。研究團隊生成的數據不僅可以推進基礎知識，還可以推進知識。但它也提出了通過使用創新的代謝方法結合全面的行為和神經心理學評估來解決與現代飲食模式相關的心理健康挑戰的實際應用。通過同行評審過程複製和驗證這些發現的能力確保了它們的可靠性，並將它們作為未來調查的基礎。這項工作是尖端研究如何彌合基礎科學和轉化應用之間差距的一個例子。這可能會對晚年患有情緒障礙的人產生影響。
