Некоторые кишечные бактерии могут улучшать мышечную силу

Согласно новым исследованиям, опубликованным в журнале Gut, один из видов кишечных бактерий связан с мышечной силой и способен улучшать физическую работоспособность. В ходе метагеномного анализа микробиомов кишечника у молодых и пожилых людей ученые обнаружили, что наличие бактерии Roseburia inulinivorans коррелирует с несколькими показателями силы мышц.

Эксперименты на мышах показали, что пероральное введение этих бактерий влияет на определенные метаболические процессы в мышцах. В частности, наблюдались изменения, совпадающие с увеличением размера мышечных волокон и переходом волокон I типа в "быстросокращающиеся" волокна II типа, которые отвечают за резкие и взрывные движения, такие как спринт или поднятие тяжестей. Новое исследование показывает, что бактерия R. inulinivorans может играть важную роль в поддержании мышечной силы и рассматриваться как потенциальный пробиотик для профилактики или лечения заболеваний, вызывающих атрофию мышц, таких как саркопения и кахексия.

Известно, что здоровье мышц зависит от физических упражнений и питания, но растет число данных, указывающих на влияние кишечных микробов, их метаболитов и иммунных сигналов на мышечную массу и функцию через так называемую "ось кишечник-мышцы". Ранее исследователи связывали изменения микробиома кишечника со старением. Так, у пожилых людей с микробиомом, более похожим на микробиом молодых, наблюдался более низкий риск сердечно-сосудистых заболеваний. Это побудило ученых изучить, могут ли отдельные виды микробов поддерживать здоровье мышц и замедлять возрастное ухудшение их состояния. Чтобы выявить конкретные бактерии, влияющие на мышечную силу, были проанализированы образцы стула 90 молодых людей (18-25 лет) и 33 пожилых (65 лет и старше). Физическую подготовку оценивали по силе хвата, жиму ногами, жиму лёжа и максимальному потреблению кислорода (VO₂ max).

Результаты показали, что относительная численность рода Roseburia, особенно R. inulinivorans, положительно коррелировала с показателями силы. У пожилых людей с обнаружением R. inulinivorans сила хвата была на 29% выше, хотя VO₂ max не изменялся. У молодых взрослых большее количество R. inulinivorans также связано с повышением силы хвата и VO₂ max, а кроме того, с силой жима ногами и жима лежа. В то же время наличие других видов рода Roseburia, таких как R. faecis и R. hominis, не демонстрировало значимой связи с показателями силы.

Чтобы проверить причинно-следственную связь, исследователи проводили эксперименты на мышах: 32 грызуна в течение восьми недель получали один из трех видов Roseburia или контрольное вещество после предварительного уничтожения их кишечной микробиоты антибиотиками. Результаты показали, что R. inulinivorans увеличивал силу хвата передних конечностей примерно на 30% после 4, 6 и 8 недель, хотя максимальная выносливость (время до усталости) не менялась.

Анализ мышц показал увеличение размера волокон у мышей, получавших R. inulinivorans, а также рост доли волокон типа II в камбаловидной мышце, что связано с быстрыми и взрывными движениями. Метаболомный анализ выявил, что бактерия снижает концентрацию аминокислот в слепой кишке и плазме и одновременно активирует пуриновый и пентозофосфатный пути, участвующие в производстве энергии в мышцах. Эти данные подтверждают потенциал бактерии как пробиотика для поддержания мышечной силы и лечения возрастных заболеваний, связанных с атрофией мышц.