Kan tarmmikrober være nøkkelen til å overvinne muskeltap i eldre alder?
Ny forskning på mus antyder at tarmmikrober har en rolle i å regulere muskelmasse og funksjon.
Resultatene gir friske ledetråder, ikke bare om hvordan muskler fungerer, vokser og utvikler seg, men også om hvordan de kommuniserer med nervene som styrer bevegelse.
Avsløringer peker også på potensielle nye retninger for å adressere tapet av muskelmasse og styrke som vanligvis følger med aldring.
Forskere ved Nanyang Technological University (NTU) i Singapore ledet den internasjonale studien, som presenteres i en nylig Science Translational Medicine papir.
De sammenlignet styrke og bevegelse hos mus da de gjennomgikk en serie øvelser i laboratoriet.
Noen av musene var bakteriefrie og hadde ingen tarmmikrober eller mikrobiota, mens resten var normale, sunne mus som hadde tarmmikrober.
Forskerne fant at musene uten tarmmikrober hadde svakere skjelettmuskulatur og produserte mindre energi enn musene med tarmmikrober.
I tillegg fant teamet at transplantasjon av tarmmikrober fra normale mus til bakteriefrie mus økte muskelmasse og styrke i sistnevnte. Denne intervensjonen førte også til delvis restaurering av muskelvekst og funksjon hos de tidligere kimfrie musene.
“Disse resultatene,” sier seniorstudieforfatter Sven Pettersson, professor ved Lee Kong Chian School of Medicine ved NTU, “styrker ytterligere det økende beviset for at tarmmikrober fungerer som viktige portvakter for menneskers helse, og gir ny innsikt i vedlikehold av muskelmasse med hensyn til aldring. ”
Tarmmikrober samarbeider med humane celler
Den store mengden forskning som har skjedd de siste årene antyder at billioner av mikrober som lever i tarmen samhandler med praktisk talt alle menneskelige celler.
I partnerskap med humane celler spiller tarmmikrober viktige roller i metabolisme, immunitet og andre viktige funksjoner i kroppen.
Mange studier har for eksempel rapportert at endringer i tarmmikrober forekommer under fedme, leversykdom og diabetes. Disse studiene antyder også at tarmmikrober er involvert i kreft og nevrologiske tilstander som ødelegger hjernevev.
Som et resultat av disse avsløringene blir forskere stadig mer interessert i å endre tarmmikrober som en måte å behandle disse tilstandene på.
Prof. Pettersson sier at de nylige funnene legger til rette for studier for å undersøke hvordan tarmmikrober og stoffene de produserer kan tjene som behandlingsmål for å forbedre muskelstyrken hos eldre mennesker.
Resultatene av slike studier bør være av spesiell interesse for land der befolkningen eldes spesielt raskt, som Singapore.
Tap av muskelmasse typisk for aldring
Tap av muskelmasse, et kjennetegn på sarkopeni, har en tendens til å forekomme naturlig med alderen. Bevis har knyttet dette tapet til fall, brudd og funksjonshemming.
En av mekanismene som professor Pettersson og hans kolleger undersøkte, var hvordan tarmmikrober interagerte med kommunikasjonen mellom muskler og nerver.
Teamet så at musene som manglet tarmmikrober hadde lavere nivåer av visse proteiner som er essensielle for bevegelse.
Disse proteinene hjelper til med å lage og betjene kryssene som lar nervecellene som styrer bevegelse sende og motta meldinger fra skjelettmuskelfibre. Noen av disse meldingene instruerer muskler om å trekke seg sammen.
Teamet fant at transplantasjon av tarmmikrober fra normale mus til bakteriefrie mus gjenopprettet disse proteinene til nivåer som var nærmere de friske musene.
Forskerne bemerker at det er behov for flere studier for å forstå hva som skjer i disse nerve-muskelkryssene for å forårsake muskelsvinn og dysfunksjon hos kimfrie mus.
Problemer med mitokondrier
Noen av de siste resultatene kastet imidlertid lys over et annet aspekt av muskelavfall eller atrofi.
I eksperimentene vurderte forskerne hvor godt musene kunne generere energi ettersom de gjennomgikk forskjellige utfordringer. Oppgavene inkluderte å holde gradvis tyngre vekter og løpe i økende hastigheter.
Disse eksperimentene avslørte at musene uten tarmmikrober hadde problemer med å generere energi i skjelettmuskulaturen.
Skjelettmuskulaturen til de bakteriefrie musene virket mindre i stand til å lage og bruke mitokondrier, de små kraftverkene i cellene som gir dem energi til sine forskjellige funksjoner.
Teamet så hvordan transplanterende tarmmikrober fra de normale musene i de bakteriefrie musene økte aktiviteten til enzymer i de mikrofrie musens mitokondrier.
Økningen i enzymaktivitet i mitokondriene hjalp de bakteriefrie musens skjelettmuskler til å få mer energi.
Forfatterne konkluderer:
"Våre resultater antyder en rolle for tarmmikrobiota i regulering av skjelettmuskelmasse og funksjon hos mus."
