Установлена связь между кишечными бактериями, ростом и функцией мышц

Установлена связь между кишечными бактериями, ростом и функцией

Согласно недавнему исследованию, кишечные бактерии могут играть  роль в росте и формировании мышц. Это отличная новость для людей с потерей скелетной мускулатуры, тем более, что результаты говорят о том, что изменение микробного состава может помочь с этим заболеванием.

Международная группа исследователей провела серию экспериментов на мышах, чтобы изучить связь между скелетными мышцами и микробиомом кишечника - триллионами живых микроорганизмов, населяющих кишечник. Они обнаружили, что у мышей с кишечными микробами скелетные мышцы были сильнее, чем у мышей без микробов. Кроме того, они идентифицировали гены и сигнальные пути, которые могут быть связаны с микробиомом кишечника. Эти гены и пути играют роль в регулировании массы и функции скелетных мышц.

«Эти результаты еще больше усиливают растущее число свидетельств того, что кишечные микробы действуют как важные привратники для здоровья человека», - сказал Свен Петтерссон, биолог из  Технологического университета Наньян  в Сингапуре и соавтор отчета.

По его словам, исследование открывает новые возможности для лечения возрастной потери мышечной массы. После 30 лет взрослые теряют от трех до пяти процентов мышечной массы за десятилетие . В свою очередь, меньшая мышечная масса предрасполагает человека к падениям и переломам костей.

«[Эти результаты] позволяют по-новому взглянуть на поддержание мышечной массы с учетом старения», - добавил Петтерссен.

Исследование было опубликовано в журнале Science Translational Medicine .

Связь между микробиомом кишечника и скелетными мышцами

Для исследования исследователи провели три набора силовых и двигательных упражнений на мышах с кишечными микробами и без них. Тесты включали поднятие тяжестей и бег на небольшой беговой дорожке.

Мыши с кишечными микробами показали лучшие результаты в тестах, что указывает на более сильные скелетные мышцы, которые производят большее количество энергии. Напротив, мыши без микробов показали снижение мышечной массы и повышенную экспрессию генов, связанных с атрофией мышц. У них также были выявлены проблемы, связанные с функцией мышц и образованием новых митохондрий - клеточных органелл, которые помогают производить энергию для клеточной активности за счет расщепления питательных веществ.

Кроме того, исследователи обнаружили, что у свободных от микробов мышей были более низкие уровни белков рапсина и LRP4, которые имеют решающее значение для сборки и функционирования нервно-мышечного соединения. Это химическая структура, которая облегчает связь между двигательной нервной клеткой и волокном скелетных мышц. Когда они взаимодействуют, они заставляют мышцу сокращаться, что важно для движения, осанки и стабильности суставов.

Исследователи провели дальнейшие тесты, на этот раз взяв образцы микробов у мышей с кишечными бактериями и пересадив их мышам, свободным от микробов. Они заметили, что рост и функция мышц частично восстановились, а маркеры мышечной атрофии уменьшились. Они также обнаружили повышенную экспрессию генов, кодирующих рапсин и LRP4.

Команда надеется, что их результаты приведут к новым способам поддержания массы и функции скелетных мышц. По их словам, это в первую очередь повлечет за собой изменение микробного состава кишечника.

«Ожидается, что такие стратегии найдут широкое применение в решении проблем со здоровьем, связанных с мышцами», - сказал Петтерссон. «Одна из областей с огромным потенциалом - отсрочить или обратить вспять возрастную саркопению». 

Микробиом кишечника влияет на мышечную силу

Другое исследование, опубликованное в журнале  Experimental Gerontology , показало, что микробиом кишечника может влиять на силу мышц.

Исследователи сравнили бактериальные профили кишечника здоровых и физически активных взрослых с профилями взрослых, которые не занимаются физическими упражнениями и имеют менее идеальный состав тела. В физически активной группе были более высокие уровни Prevotellaceae , Prevotella , Barnesiella и Barnesiella кишечника , которые являются потенциально полезными бактериями.

В отдельном эксперименте команда ввела мышам кишечные микробы из двух групп. Мыши, получавшие образцы из физически активной группы, показали повышенную силу захвата по сравнению с мышами другой группы.

Исследователи пришли к выводу, что выявление основных различий между бактериальными профилями людей может дополнительно пролить свет на роль микробиома кишечника. В свою очередь, медицинские эксперты могут предложить меры, способствующие здоровому старению.