Mikrobiota sebagai Pelatih: Bakteria yang Menumbuhkan Gentian Otot

Satu kajian telah diterbitkan dalam Laporan Saintifik di mana saintis "mengumpul semula" mikrobiota dalam tikus dan menemui bakteria usus tertentu yang boleh meningkatkan prestasi kekuatan dan komposisi otot dengan ketara. Selepas memindahkan mikroflora manusia ke dalam tikus dan seterusnya menguji calon, penulis mengenal pasti dua spesies - Lactobacillus johnsonii dan Limosilactobacillus reuteri. Pentadbiran jangka panjang bakteria ini kepada tikus penuaan meningkatkan keputusan ujian kekuatan, peningkatan jisim otot rangka dan kawasan keratan rentas serat otot, dan pada tahap molekul meningkatkan ekspresi penanda myoregenerative FST (follistatin) dan IGF-1. Karya itu diterbitkan pada 18 Ogos 2025.

Latar belakang kajian

Sarcopenia—penurunan yang berkaitan dengan usia dalam kekuatan dan kualiti otot rangka—meningkatkan risiko jatuh, hilang upaya dan kematian. Intervensi klasik (latihan rintangan, protein yang mencukupi) berfungsi, tetapi kesannya terhad pada kebanyakan orang dewasa yang lebih tua, jadi perhatian beralih kepada sasaran baharu, termasuk mikrobiom usus. Bukti terkumpul mengaitkan komposisi mikrobiota kepada metabolisme dan fungsi otot, malah mencadangkan bahawa suplemen probiotik boleh meningkatkan kekuatan dan prestasi senaman secara sederhana, walaupun keputusan bercampur-campur merentas kajian.

Idea "paksi usus-otot" bergantung pada beberapa mekanisme: asid lemak rantai pendek yang disintesis oleh mikrob mempengaruhi metabolisme tenaga otot; mikrobiota memodulasi keradangan dan integriti halangan usus; dan isyarat pertumbuhan dan keplastikan diubah melalui laluan neuroendokrin. Aktiviti fizikal, seterusnya, juga "menyusun semula" komposisi mikrob - hubungan dua hala. Ini mewujudkan asas untuk mencari strain yang secara khusus menyokong fungsi otot dalam organisma penuaan.

Walau bagaimanapun, sehingga baru-baru ini, kami mempunyai banyak perkaitan dan sedikit bukti penyebab pada tahap bakteria tertentu. Satu kertas baharu dalam Laporan Saintifik menutup sebahagian daripada jurang ini: pengarang mula-mula memindahkan mikrobiota manusia ke dalam tikus dan menunjukkan bahawa variasinya mempengaruhi ujian kekuatan secara berbeza, dan kemudian menguji calon secara fungsional dan mengenal pasti dua spesies utama, Lactobacillus johnsonii dan Limosilactobacillus reuteri. Pentadbiran jangka panjang strain ini kepada tikus yang menua meningkatkan kekuatan otot, jisim, dan luas keratan rentas, dan pada tahap penanda molekul, ia meningkatkan ekspresi FST dan IGF-1, menunjukkan kesan menggalakkan pertumbuhan.

Kesimpulan praktikal adalah berhati-hati setakat ini: ini adalah kajian praklinikal yang meyakinkan dan satu langkah ke arah probiotik "anti-sarcopenic" khusus terikan, tetapi terjemahan kepada manusia memerlukan ujian rawak dengan titik akhir berkuasa dan biomarker mekanistik. Ulasan semasa menyerlahkan potensi lactobacilli sebagai terapi pembantu, tetapi juga keperluan untuk penyeragaman strain, dos, dan tempoh sebelum membuat cadangan yang luas.

Bagaimanakah ini diuji?

Para penyelidik mula-mula "menghilangkan" flora usus tikus berusia 9 bulan dengan antibiotik dan melakukan pemindahan najis: selama tiga bulan, haiwan itu diberi campuran najis daripada 10 orang dewasa yang sihat (penderma tanpa penyakit kronik dan tanpa pengambilan antibiotik/probiotik baru-baru ini). Kekuatan dan ketangkasan dinilai menggunakan dua ujian bebas: rotarod (masa untuk jatuh dari rod berputar) dan suspensi wayar (masa memegang). Sudah pada peringkat ini, menjadi jelas bahawa profil bakteria yang berbeza mempengaruhi fungsi otot dengan cara yang berbeza. Analisis perbandingan saluran gastrousus dan mikrobiota najis menunjukkan bahawa komposisi dalam lumen usus adalah lebih pelbagai dan lebih tepat dikaitkan dengan metrik kekuatan daripada "fecal cast". Daripada satu set spesies yang berbeza, L. johnsonii, L. reuteri dan Turicibacter sanguinis secara statistik secara konsisten "terapung"; dua pengarang pertama memilih untuk ujian berfungsi.

Seterusnya, percubaan langsung ke atas tikus berusia 12 bulan: selepas sanitasi usus yang singkat, haiwan itu diberi L. johnsonii, L. reuteri atau gabungannya setiap hari selama tiga bulan. Hasilnya ialah peningkatan dalam masa pada rotarod dan penggantungan sudah dari bulan pertama dalam kumpulan "bakteria", dengan gabungan memberikan dinamik yang paling ketara. Secara histologi, kawasan melintang gentian (soleus, gastrocnemius dan extensor panjang jari) adalah lebih besar daripada kawalan; pada masa yang sama, berat badan secara keseluruhan menurun, dan jisim otot meningkat, menunjukkan peningkatan dalam komposisi badan. Pada tahap ekspresi mRNA, follistatin dalam kumpulan L. johnsonii hampir dua kali ganda, IGF-1 juga lebih tinggi dalam semua cawangan "bakteria".

Mengapa ini mungkin perlu?

Dengan usia, kekuatan otot dan penurunan kualiti (sarcopenia), dan risiko jatuh, patah tulang, dan kehilangan kebebasan meningkat. Konsep "paksi usus-otot" telah lama diperdebatkan, tetapi di sini kami membentangkan bukti fungsi langsung untuk strain tertentu: L. johnsonii dan L. reuteri tidak hanya dikaitkan dengan prestasi yang lebih baik, tetapi juga meningkatkan kekuatan dan morfologi otot dalam eksperimen. Penulis mencadangkan bahawa kesannya mungkin berlaku melalui beberapa laluan serentak - daripada penghasilan asid lemak rantai pendek dan modulasi fungsi mitokondria kepada pengawalan laluan pertumbuhan otot (melalui FST/IGF-1).

Perkara baharu dalam sains (dan berhati-hati - tentang "pil kuasa")

• Ketegangan itu sendiri penting. Kami tidak bercakap tentang "probiotik secara umum," tetapi mengenai dua strain tertentu, secara bebas disahkan dalam dua ujian tingkah laku yang berbeza dan dikenal pasti menggunakan analisis pembezaan (DESeq2).
• Synergy in a Pair: Pentadbiran bersama L. johnsonii + L. reuteri menghasilkan keuntungan terbesar dalam kedua-dua kawasan kekuatan dan gentian, membayangkan potensi formula berbilang terikan.
• Usus lebih penting daripada najis. "Potret" mikrobiota gastrousus adalah lebih bermaklumat daripada sampel tahi - petunjuk praktikal untuk strategi reka bentuk masa hadapan.

Cara ia berfungsi (hipotesis pengarang)

Dalam perbincangan, para penyelidik mengaitkan fungsi otot yang lebih baik kepada:

• kemungkinan normalisasi mitokondria dalam otot (pengurangan kerosakan oleh sitokrom C dalam kerja yang diterangkan sebelum ini untuk spesies ini);
• peningkatan pengeluaran asid lemak rantaian pendek, yang meningkatkan anabolisme otot dan metabolisme;
• pengaktifan laluan menggalakkan pertumbuhan - pertumbuhan FST (antagonis myostatin) dan IGF-1.
  Gabungan faktor-faktor ini boleh mengalihkan keseimbangan ke arah kekuatan yang lebih besar dan potensi pengoksidaan gentian. Mekanisme tersebut perlu diperincikan pada peringkat "omik" - metabolomik, transkriptomi, proteomik.

Berhati-hati dahulu

Ini adalah model tetikus; memindahkan keputusan "seadanya" kepada manusia adalah pramatang. Penulis secara eksplisit menulis tentang keperluan untuk ujian pada manusia - daripada model organoid dan ex vivo kepada populasi dan ujian klinikal. Ia juga penting bahawa kesannya bergantung pada pentadbiran jangka panjang (bulan), dan perubahan awal dalam mikrobiota dalam haiwan dicapai dengan sanitasi yang agresif - ini bukan apa yang kami lakukan di klinik. Akhirnya, spesies ketiga yang sering "sahabat" Turicibacter sanguinis dalam karya ini tidak menjalani pengesahan fungsi, walaupun pengayaannya secara konsisten bertepatan dengan peningkatan kekuatan - sasaran yang mungkin untuk eksperimen masa depan.

Apakah maksud ini "dalam amalan" hari ini?

• suplemen "sebarang probiotik" tidak sama dengan suplemen L. johnsonii dan L. reuteri - komposisi produk dunia sebenar sangat berbeza;
• laluan ke probiotik "anti-sarcopenic" memerlukan RCT manusia dengan titik akhir kekuatan (genggaman dinamometer, ujian berdiri dan pergi, kelajuan berjalan), morfometri otot dan penanda metabolik;
• Jika hipotesis disahkan, sasarannya adalah jelas: kumpulan umur yang lebih tua, pesakit berisiko sarcopenia/melemah selepas imobilisasi, dan atlet dalam fasa pemulihan. Buat masa ini, ini adalah kajian praklinikal yang menarik dan asas untuk ujian yang direka dengan teliti.

Sumber: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Penemuan mikroorganisma usus yang menjejaskan peningkatan kekuatan otot. Laporan Saintifik. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2