Kunne tarmmikrober være nøglen til at overvinde muskeltab i ældre alder?
Ny forskning på mus antyder, at tarmmikrober har en rolle i reguleringen af muskelmasse og funktion.
Resultaterne giver friske spor ikke kun om, hvordan muskler fungerer, vokser og udvikler sig, men også om, hvordan de kommunikerer med de nerver, der styrer bevægelse.
Åbenbaringerne peger også på potentielle nye retninger til løsning af tabet af muskelmasse og styrke, der typisk ledsager aldring.
Forskere ved Nanyang Technological University (NTU) i Singapore ledede den internationale undersøgelse, som findes i en nylig Science Translational Medicine papir.
De sammenlignede styrke og bevægelse hos mus, da de gennemgik en række øvelser i laboratoriet.
Nogle af musene var kimfrie og havde ingen tarmmikrober eller mikrobiota, mens resten var normale, sunde mus, der havde tarmmikrober.
Forskerne fandt ud af, at musene uden tarmmikrober havde svagere skeletmuskler og producerede mindre energi end musene med tarmmikrober.
Derudover fandt holdet, at transplantation af tarmmikrober fra normale mus til kimfrie mus øgede muskelmasse og styrke i sidstnævnte. Denne intervention førte også til delvis gendannelse af muskelvækst og funktion hos de tidligere kimfrie mus.
”Disse resultater,” siger seniorundersøgelsesforfatter Sven Pettersson, professor ved Lee Kong Chian School of Medicine ved NTU, “styrker yderligere det voksende bevis for, at tarmmikrober fungerer som vigtige portvagter for menneskers sundhed og giver ny indsigt i vedligeholdelse af muskelmasse. med hensyn til aldring. ”
Tarmmikrober samarbejder med humane celler
Den store mængde forskning, der er sket i de senere år, antyder, at billioner af mikrober, der lever i den menneskelige tarm, interagerer med stort set alle humane celler.
I partnerskab med humane celler spiller tarmmikrober vigtige roller i stofskifte, immunitet og andre nøglefunktioner i kroppen.
Mange undersøgelser har for eksempel rapporteret, at ændringer i tarmmikrober forekommer under fedme, leversygdom og diabetes. Disse undersøgelser antyder også, at tarmmikrober er involveret i kræft og neurologiske tilstande, der ødelægger hjernevæv.
Som et resultat af disse åbenbaringer bliver forskere i stigende grad interesseret i at ændre tarmmikrober som en måde at behandle disse tilstande på.
Prof. Pettersson siger, at de nylige fund baner vejen for undersøgelser for at undersøge, hvordan tarmmikrober og de stoffer, de producerer, kan tjene som behandlingsmål for at forbedre muskelstyrken hos ældre.
Resultaterne af sådanne undersøgelser bør være af særlig interesse for lande, hvor befolkningerne aldrer særligt hurtigt, såsom Singapore.
Tab af muskelmasse typisk for aldring
Tab af muskelmasse, et kendetegn ved sarkopeni, har tendens til at forekomme naturligt med alderen. Bevis har knyttet dette tab til fald, brud og handicap.
En af de mekanismer, som professor Pettersson og hans kolleger undersøgte, var hvordan tarmmikrober interagerede med kommunikationen mellem muskler og nerver.
Holdet så, at musene, der manglede tarmmikrober, havde lavere niveauer af visse proteiner, der er vigtige for bevægelse.
Disse proteiner hjælper med at skabe og betjene de kryds, der tillader nervecellerne, der styrer bevægelse, at sende og modtage meddelelser fra skeletmuskelfibre. Nogle af disse meddelelser instruerer musklerne i at trække sig sammen.
Holdet fandt ud af, at transplantation af tarmmikrober fra de normale mus i de kimfrie mus gendannede disse proteiner til niveauer, der var tættere på de raske muses.
Forskerne bemærker, at der er behov for flere undersøgelser for fuldt ud at forstå, hvad der sker i disse nerve-muskelkryds for at forårsage spild af muskler og dysfunktion hos kimfrie mus.
Problemer med mitokondrier
Nogle af de seneste resultater kastede dog lys over et andet aspekt af muskelsvind eller atrofi.
I eksperimenterne vurderede forskerne, hvor godt musene kunne generere energi, da de gennemgik forskellige udfordringer. Opgaverne omfattede gradvis at holde tungere vægte og køre med stigende hastigheder.
Disse eksperimenter afslørede, at musene uden tarmmikrober havde problemer med at generere energi i deres skeletmuskler.
Skelettmusklerne hos de kimfrie mus syntes mindre i stand til at fremstille og bruge mitokondrier, de små kraftcentre inde i celler, der giver dem energi til deres forskellige funktioner.
Holdet så, hvordan transplanterende tarmmikrober fra de normale mus i de kimfrie mus øgede aktiviteten af enzymer i de kimfrie muses mitokondrier.
Stigningen i enzymaktivitet i mitokondrierne hjalp de kimfrie muses skeletmuskler med at skabe mere energi.
Forfatterne konkluderer:
"Vores resultater antyder en rolle for tarmmikrobioten i reguleringen af skeletmuskelmasse og funktion hos mus."
