Могут ли кишечные микробы стать ключом к преодолению потери мышечной массы в пожилом возрасте?
Новое исследование на мышах предполагает, что кишечные микробы играют роль в регулировании мышечной массы и функций.
Полученные данные дают новые сведения не только о том, как мышцы функционируют, растут и развиваются, но и о том, как они взаимодействуют с нервами, контролирующими движения.
Открытия также указывают на потенциальные новые направления для решения проблемы потери мышечной массы и силы, которая обычно сопровождает старение.
Ученые из Технологического университета Наньян (NTU) в Сингапуре возглавили международное исследование, результаты которого были опубликованы в недавнем исследовании. Научная трансляционная медицина бумага.
Они сравнили силу и движение мышей, выполняющих серию упражнений в лаборатории.
Некоторые из мышей были свободны от микробов и не имели кишечных микробов или микробиоты, в то время как остальные были нормальными, здоровыми мышами, у которых были кишечные микробы.
Исследователи обнаружили, что мыши без кишечных микробов имели более слабые скелетные мышцы и производили меньше энергии, чем мыши с кишечными микробами.
Кроме того, команда обнаружила, что трансплантация кишечных микробов от нормальных мышей мышам без микробов увеличивает мышечную массу и силу последних. Это вмешательство также привело к частичному восстановлению мышечного роста и функции у мышей, ранее свободных от микробов.
«Эти результаты, - говорит старший автор исследования Свен Петтерссон, профессор Медицинской школы Ли Конг Чиан при NTU, - еще больше укрепляют растущие доказательства того, что кишечные микробы действуют как важные привратники для здоровья человека, и дают новое представление о поддержании мышечной массы. в отношении старения ».
Микробы кишечника сотрудничают с клетками человека
Огромное количество исследований, проведенных в последние годы, предполагает, что триллионы микробов, обитающих в кишечнике человека, взаимодействуют практически со всеми человеческими клетками.
В сотрудничестве с человеческими клетками кишечные микробы играют важную роль в метаболизме, иммунитете и других ключевых функциях организма.
Например, во многих исследованиях сообщается, что изменения в микробах кишечника происходят при ожирении, заболеваниях печени и диабете. Эти исследования также предполагают, что кишечные микробы участвуют в развитии рака и неврологических состояний, разрушающих ткань мозга.
В результате этих открытий исследователи проявляют все больший интерес к изменению кишечных микробов как способу лечения этих состояний.
Профессор Петтерссон говорит, что недавние открытия открывают путь к исследованиям, чтобы изучить, как кишечные микробы и вещества, которые они производят, могут служить целями лечения для улучшения мышечной силы у пожилых людей.
Результаты таких исследований должны представлять особый интерес для стран, население которых стареет особенно быстро, таких как Сингапур.
Потеря мышечной массы, характерная для старения
Потеря мышечной массы, признак саркопении, как правило, происходит естественным образом с возрастом. Доказательства связывают эту потерю с падениями, переломами и инвалидностью.
Один из механизмов, которые исследовали профессор Петтерссон и его коллеги, заключался в том, как кишечные микробы взаимодействуют с коммуникациями между мышцами и нервами.
Команда увидела, что у мышей, лишенных кишечных микробов, уровень определенных белков, необходимых для движения, был ниже.
Эти белки помогают создавать и управлять соединениями, которые позволяют нервным клеткам, контролирующим движение, отправлять и получать сообщения от волокон скелетных мышц. Некоторые из этих сообщений заставляют мышцы сокращаться.
Команда обнаружила, что трансплантация кишечных микробов от нормальных мышей мышам без микробов восстанавливала эти белки до уровней, которые были ближе к уровням здоровых мышей.
Исследователи отмечают, что необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять, что происходит в этих нервно-мышечных соединениях, вызывая истощение и дисфункцию мышц у мышей, свободных от микробов.
Проблемы с митохондриями
Однако некоторые из недавних результатов пролили свет на другой аспект мышечной атрофии или истощения.
В ходе экспериментов исследователи оценили, насколько хорошо мыши могут вырабатывать энергию при выполнении различных задач. Задачи включали в себя удержание все большего веса и бег с увеличивающейся скоростью.
Эти эксперименты показали, что у мышей без кишечных микробов были проблемы с выработкой энергии в их скелетных мышцах.
Скелетные мышцы мышей, лишенных микробов, казались менее способными производить и использовать митохондрии, крошечные электростанции внутри клеток, которые обеспечивают их энергией для их различных функций.
Команда увидела, как трансплантация кишечных микробов от нормальных мышей мышам без микробов увеличивала активность ферментов в митохондриях мышей, свободных от микробов.
Увеличение активности ферментов в митохондриях помогло скелетным мышцам мышей, лишенных микробов, вырабатывать больше энергии.
Авторы делают вывод:
«Наши результаты предполагают роль кишечной микробиоты в регулировании массы и функции скелетных мышц у мышей».
