מדענים מראים כי חיידקי מעיים ספציפיים יכולים להעביר את צמיחת השרירים והביצועים בעכברים, ולהעלות תקוות לטיפולים חדשים מבוססי פרוביוטיקה כדי להילחם בירידה בשרירים הקשורים לגיל.
לִלמוֹד: גילוי מיקרואורגניזמים מעיים המשפיעים על שיפור חוזק השריריםו קרדיט תמונה: קרו אלקטרוני / Shutterstock
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת דוחות מדעייםהחוקרים זיהו חיידקי מעיים הקשורים לשיפור חוזק השרירים. אורגניזמים הסתגלו לסביבות ההישרדות שלהם, מה שהוביל למגוון מדהים של החיים. בני אדם יצרו קשרים סימביוטיים עם חיידקים סביבתיים חיוניים לבריאות והישרדות. החיידקים בגוף האדם בולטים במיוחד, שכן הם התפתחו ליצירת מערכות אקולוגיות מיוחדות ספציפיות לכל סביבה, כמו העור, חלל הפה, ודרכי העיכול (GI).
פעילות גופנית היא גורם מפתח בשיפור תפקוד החיסון והפחתת שכיחות מחלות מטבוליות ודלקתיות. מיקרוביומה של הבטן מעורבת בתיווך ההשפעות המועילות של פעילות גופנית. אותות מהמיקרוביוטה של המעיים יוצרים רשת תקשורת בין שרירי השלד למעיים, תוך ויסות פעילות מטבולית ודלקת. עם זאת, המחקר על מיקרוביוטה של הבטן ושרירי השלד מוגבל.
על המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים כיוונו לזהות חיידקים הקשורים לביצועי הקטר המשופרים וכוח השרירים. ראשית, עכברים בגילאי 9 חודשים) התדלוקו ממיקרוביוטה במעיים באמצעות אנטי-פטריות ואנטיביוטיקה, והשתלת מיקרוביוטה צואתית (FMT) בוצעה באמצעות דגימות צואתיות כדי למזער את השונות הגנטית המארחת. דגימות צואתיות התקבלו ממבוגרים בריאים בתזונה קבועה שלא השתמשו באנטיביוטיקה או בפרוביוטיקה במהלך ששת החודשים האחרונים או שיש להם הפרעות במערכת העיכול או במחלות כרוניות.
יתרה מזאת, בוצעו בדיקות השעיית הרוטארוד והחוט כדי להעריך את ההשפעה של FMT על חוזק השריר. במבחן השרירים, תיאום מוטורי ואיזון נבדקו במבחן הרוטארוד. חוזק ה- ForeLimb הוערך במבחן ההשעיה של החוט. בדיקות נערכו בתחילת הדרך (לפני FMT) ושלושה חודשים לאחר FMT. בנוסף, נאספו דם, תכולת דרכי העיכול (GI) ודגימות צואתיות לצורך ניתוחים נוספים.
הוערכו גלוקוז בדם, כולסטרול ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה (HDL-C), כולסטרול ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (LDL-C), טריגליצריד (TG) ורמות הכולסטרול הכולל (TC). חולץ DNA מתכולת דרכי GI או גנום חיידקי צואה, ובוצע ניתוח רצף גנים rRNA 16S. מגוון α ו- β חושבו, ונוצרו עצים פילוגנטיים. יתר על כן, זנים מיקרוביאליים ספציפיים התורמים לחוזק שרירים זוהו על ידי ניתוח שפע דיפרנציאלי בין הקבוצות.
ממצאים
החוקרים מצאו השפעות משתנות של FMT על חוזק השרירים. שינויים בביצועי בדיקת המתלים של רוטארוד או בחוט במשך שלושה חודשים היו מרובדים לקבוצות מחוזקות, ביניים ומוחלשות. יתר על כן, רמות הגלוקוז בדם ומשקל גוף העכברים עלו לאחר שלושה חודשים. שימו לב, רמות HDL-C עלו בקבוצות מחוזקות בשרירים.
עושר המינים הגדיל משמעותית את פוסט FMT, אך גמישות המינים לא השתנתה. פירוש הדבר היה כי בעוד שמספר המינים המיקרוביאליים גדל בעקבות FMT, התפלגותם נותרה יציבה יחסית. מיקרוביומה של הבטן הורכבה בעיקר מבקטריואידטים ומוצרי פירוק בתחילת הדרך; עם זאת, השפע היחסי שלהם פחת לאחר FMT, ואילו זה של Verrucomicrobia גדל.
באופן חיוני, המגוון המיקרוביאלי היה עשיר יותר באופן משמעותי בדגימות דרכי העיכול בהשוואה לצואה, מה שמאפשר גילוי רגיש יותר של חיידקים הקשורים לשרירים. הצוות מצא כי תשעה מינים חיידקיים היו בעלי שפע שונה באופן משמעותי בין קבוצות מחוזקות ומוחלשות בקבוצת הבדיקה של רוטרוד, כאשר שבעה מינים מועשרים בקבוצה המחוזקת. באופן דומה, תשעה מינים היו בשפע באופן דיפרנציאלי בין עכברים מוחלשים ומחוזקים בקבוצת המתלים של החוט, כאשר ארבעה מינים מועשרים בקבוצה המחוזקת.
ראוי לציין כי שלושה מינים חיידקיים, Lactobacillus Johnsonii– Limosilactobacillus reuteriו Turicibacter sanguinisהועשרו בעקביות בקבוצות מחוזקות בשתי הבדיקות והראו מתאם ליניארי עם שיפור חוזק השרירים. מבין אלה, בלבד L. Johnsonii וכן L. Reuteri קיבלו תוקף באופן פונקציונלי, אך העשרה חוזרת ונשנית של T. Sanguinis מציע שזה עשוי גם למלא תפקיד רלוונטי ביולוגית למרות שלא נבדק ישירות.
לבסוף ניתנו עכברים בני 12 חודשים (מודל מזדקן) L. Reuteri (LR) ו- L. Johnsonii (LJ) לבד או בשילוב. הזנים הועמדו לבנק מיקרובי מעי (GMB). עכברים שקיבלו גם LR וגם LJ הראו שיפורים משמעותיים בבדיקות המתלים של רוטארוד ובחוט.
משקל השריר הוגדל גם ב- 157% בקבוצת LR + LJ בהשוואה לביקורות. למרות שמשקל הגוף ירד, הוא לווה במסת שריר מוגברת. משקל השריר בקבוצת LR + LJ היה גבוה משמעותית מאשר בקבוצות LR או LJ בלבד. סמנים הקשורים לצמיחת שרירים, כולל Folystatin (FST), מעכב מיוסטטין המקדם צמיחת שרירים, וגורם צמיחה דמוי אינסולין (IGF) -1, גורם צמיחה אנבולית מרכזית, הוערכו ברמת RNA של המסנג'ר (mRNA). IGF-1 הראה את העלייה הגבוהה ביותר בקבוצת LR + LJ, ואילו ה- FST גדל בקבוצת LJ.
אזורי חתך של סיבי שריר, כמו גסטרוקנמיוס, Extensor Digitorum Longus ו- Soleus, הוגדלו באופן משמעותי בין קבוצות הבדיקה. עם זאת, קבוצת LR + LJ הראתה את העלייה הגדולה ביותר באזור חתך של סיבי שריר. יתר על כן, לקבוצת LR + LJ הייתה רמות נמוכות משמעותית של TG, TC ו- LDL-C מאשר בקרות. לגבי סמנים דלקתיים, רמות האינטרלוקין -6 היו מוגברות בעקביות בקבוצת LJ אך הופחתו באופן ניכר בקבוצת LR + LJ, מה שמרמז על השפעה אנטי דלקתית של מתן משותף.
מסקנות
ביחד, הממצאים מצביעים על כך L. Reuteri וכן L. Johnsonii שיפר משמעותית את חוזק השרירים ואת הביצועים. מתן משותף של זנים אלה הביא להשפעות סינרגיסטיות, מה שהוביל לשיפור מסת השריר הגבוה ביותר, חוזק ושיפורי שטח חתך סיבים. לַמרוֹת T. Sanguinis העשרה עקבית שלה לא תוקפה, מדגישה את הצורך בחקירה מכניסטית עתידית.
חשוב לציין כי ממצאים אלה מבוססים על דגמי עכברים פרה -קליניים. בעוד שהם מציעים כי חיידקי מעיים ספציפיים עשויים להשפיע על בריאות השרירים, התרגום לבני אדם דורש בדיקה נוספת. מחקרים עתידיים חייבים לאשש את הממצאים הללו באוכלוסיות אנושיות ולהבהיר את המנגנונים המולקולריים הבסיסיים, כולל ייצור מטבוליט מיקרוביאלי והשפעות על חילוף החומרים של השרירים.
