Mohly by být střevní mikroby klíčem k překonání ztráty svalové hmoty ve vyšším věku?
Nový výzkum na myších naznačuje, že střevní mikroby mají roli v regulaci svalové hmoty a funkce.
Zjištění nabízejí nové stopy nejen o tom, jak svaly fungují, rostou a vyvíjejí se, ale také o tom, jak komunikují s nervy, které řídí pohyb.
Odhalení také ukazují na potenciální nové směry řešení ztráty svalové hmoty a síly, které obvykle doprovázejí stárnutí.
Vědci z Nanyang Technological University (NTU) v Singapuru vedli mezinárodní studii, která je součástí nedávné studie Science Translational Medicine papír.
Porovnávali sílu a pohyb u myší, když prošli řadou cvičení v laboratoři.
Některé z myší byly bez choroboplodných zárodků a neměly žádné střevní mikroby ani mikrobioty, zatímco zbytek byly normální zdravé myši, které měly střevní mikroby.
Vědci zjistili, že myši bez střevních mikrobů měly slabší kosterní svaly a produkovaly méně energie než myši se střevními mikroby.
Tým navíc zjistil, že transplantace střevních mikrobů z normálních myší do myší bez bakterií zvýšila u těchto myší svalovou hmotu a sílu. Tato intervence také vedla k částečné obnově růstu a funkce svalů u dříve bezmikrobních myší.
„Tyto výsledky,“ říká hlavní autor studie Sven Pettersson, profesor na Lékařské fakultě Lee Kong Chian na NTU, „dále posilují rostoucí důkazy o tom, že střevní mikroby působí jako rozhodující strážci lidského zdraví, a poskytují nový pohled na udržování svalové hmoty s ohledem na stárnutí. “
Střevní mikroby spolupracují s lidskými buňkami
Obrovské množství výzkumů, které proběhly v posledních letech, naznačuje, že biliony mikrobů, které žijí v lidském střevě, interagují prakticky se všemi lidskými buňkami.
Ve spolupráci s lidskými buňkami hrají střevní mikroby zásadní roli v metabolismu, imunitě a dalších klíčových funkcích těla.
Mnoho studií například uvádí, že ke změnám ve střevních mikrobech dochází během obezity, onemocnění jater a cukrovky. Tyto studie také naznačují, že střevní mikroby se účastní rakoviny a neurologických stavů, které ničí mozkovou tkáň.
V důsledku těchto odhalení se vědci stále více zajímají o změnu střevních mikrobů jako způsob léčby těchto stavů.
Prof. Pettersson říká, že nedávná zjištění připravují půdu pro studie zkoumající, jak mohou střevní mikroby a látky, které produkují, sloužit jako léčebné cíle pro zlepšení svalové síly u starších lidí.
Výsledky těchto studií by měly být zvláště zajímavé pro země, kde populace stárne obzvláště rychle, jako je Singapur.
Ztráta svalové hmoty typická pro stárnutí
Úbytek svalové hmoty, charakteristický znak sarkopenie, se s věkem obvykle přirozeně vyskytuje. Důkazy spojují tuto ztrátu s pády, zlomeninami a invaliditou.
Jedním z mechanismů, které prof. Pettersson a jeho kolegové zkoumali, bylo, jak střevní mikroby interagují s komunikací mezi svaly a nervy.
Tým viděl, že myši bez střevních mikrobů měly nižší hladinu určitých proteinů, které jsou nezbytné pro pohyb.
Tyto proteiny pomáhají vytvářet a provozovat spojení, která umožňují nervovým buňkám, které řídí pohyb, odesílat a přijímat zprávy z vláken kosterního svalstva. Některé z těchto zpráv dávají svalům pokyn, aby se stahovaly.
Tým zjistil, že transplantace střevních mikrobů z normálních myší do myší bez zárodků obnovila tyto proteiny na úrovně, které byly blíže hladinám zdravých myší.
Vědci poznamenávají, že je zapotřebí více studií, aby bylo možné plně pochopit, co se děje v těchto spojeních nerv - sval, které způsobují úbytek a dysfunkci svalů u myší bez zárodků.
Problémy s mitochondriemi
Některé z nedávných výsledků však osvětlily další aspekt úbytku svalů nebo atrofie.
V experimentech vědci hodnotili, jak dobře mohou myši generovat energii, když procházejí různými výzvami. Mezi úkoly patřilo držet postupně těžší váhy a běhat s rostoucí rychlostí.
Tyto experimenty odhalily, že myši bez střevních mikrobů měly problémy s generováním energie v kosterních svalech.
Kosterní svaly myší bez choroboplodných zárodků se zdály méně schopné vyrábět a používat mitochondrie, malé elektrárny uvnitř buněk, které jim dodávají energii pro jejich různé funkce.
Tým viděl, jak transplantace střevních mikrobů z normálních myší do myší bez zárodků zvýšila aktivitu enzymů v mitochondriích myší bez zárodků.
Zvýšení aktivity enzymů v mitochondriích pomohlo kosterním svalům myší bez bakterií vyprodukovat více energie.
Autoři uzavírají:
"Naše výsledky naznačují roli střevní mikrobioty při regulaci hmoty a funkce kosterního svalstva u myší."
