Kunnen darmmicroben de sleutel zijn om spierverlies op oudere leeftijd te overwinnen?
Nieuw onderzoek bij muizen suggereert dat darmmicroben een rol spelen bij het reguleren van spiermassa en spierfunctie.
De bevindingen bieden nieuwe aanwijzingen, niet alleen over hoe spieren functioneren, groeien en zich ontwikkelen, maar ook over hoe ze communiceren met de zenuwen die de beweging beheersen.
De onthullingen wijzen ook op mogelijke nieuwe richtingen voor het aanpakken van het verlies van spiermassa en kracht dat typisch gepaard gaat met veroudering.
Wetenschappers van de Nanyang Technological University (NTU) in Singapore leidden de internationale studie, die deel uitmaakt van een recent Science translationele geneeskunde papier.
Ze vergeleken kracht en beweging bij muizen terwijl ze een reeks oefeningen ondergingen in het laboratorium.
Sommige muizen waren kiemvrij en hadden geen darmmicroben of microbiota, terwijl de rest normale, gezonde muizen waren met darmmicroben.
De onderzoekers ontdekten dat de muizen zonder darmmicroben zwakkere skeletspieren hadden en minder energie produceerden dan de muizen met darmmicroben.
Bovendien ontdekte het team dat het transplanteren van darmmicroben van normale muizen in kiemvrije muizen de spiermassa en kracht in de laatste vergroot. Deze interventie leidde ook tot een gedeeltelijk herstel van spiergroei en -functie bij de voorheen kiemvrije muizen.
"Deze resultaten", zegt senior studie auteur Sven Pettersson, een professor aan de Lee Kong Chian School of Medicine aan de NTU, "versterken het groeiende bewijs van darmmicroben als cruciale poortwachters voor de menselijke gezondheid, en bieden nieuw inzicht in het behoud van spiermassa. met betrekking tot veroudering. "
Darmmicroben werken samen met menselijke cellen
De enorme hoeveelheid onderzoek die de afgelopen jaren heeft plaatsgevonden, suggereert dat de triljoenen microben die in de menselijke darm leven een wisselwerking hebben met vrijwel alle menselijke cellen.
In samenwerking met menselijke cellen spelen darmmicroben een essentiële rol bij het metabolisme, de immuniteit en andere sleutelfuncties van het lichaam.
Veel onderzoeken hebben bijvoorbeeld gemeld dat veranderingen in darmmicroben optreden tijdens obesitas, leverziekte en diabetes. Deze studies suggereren ook dat darmmicroben betrokken zijn bij kanker en neurologische aandoeningen die hersenweefsel vernietigen.
Als gevolg van deze onthullingen raken onderzoekers steeds meer geïnteresseerd in het veranderen van darmmicroben als een manier om deze aandoeningen te behandelen.
Prof. Pettersson zegt dat de recente bevindingen de weg effenen voor studies om te onderzoeken hoe darmmicroben en de stoffen die ze produceren, kunnen dienen als behandelingsdoelen voor het verbeteren van spierkracht bij oudere mensen.
De resultaten van dergelijke onderzoeken zouden van bijzonder belang moeten zijn voor landen waar de bevolking bijzonder snel vergrijst, zoals Singapore.
Verlies van spiermassa typisch voor veroudering
Verlies van spiermassa, een kenmerk van sarcopenie, treedt meestal op natuurlijke wijze op met de leeftijd. Er zijn aanwijzingen dat dit verlies verband houdt met vallen, breuken en invaliditeit.
Een van de mechanismen die Prof. Pettersson en zijn collega's onderzochten, was hoe darmmicroben interageren met de communicatie tussen spieren en zenuwen.
Het team zag dat de muizen zonder darmmicroben lagere niveaus van bepaalde eiwitten hadden die essentieel zijn voor beweging.
Deze eiwitten helpen bij het maken en bedienen van de knooppunten waardoor de zenuwcellen die de beweging regelen, berichten van skeletspiervezels kunnen verzenden en ontvangen. Sommige van deze berichten instrueren spieren om samen te trekken.
Het team ontdekte dat het transplanteren van darmmicroben van de normale muizen naar de kiemvrije muizen deze eiwitten herstelde tot niveaus die dichter bij die van de gezonde muizen lagen.
De onderzoekers merken op dat er meer studies nodig zijn om volledig te begrijpen wat er gebeurt in deze zenuw-spierovergangen die spierverspilling en disfunctie veroorzaken bij kiemvrije muizen.
Problemen met mitochondriën
Enkele van de recente resultaten wierpen echter enig licht op een ander aspect van spierverspilling of atrofie.
In de experimenten beoordeelden de onderzoekers hoe goed de muizen energie konden opwekken terwijl ze verschillende uitdagingen ondergingen. De taken waren onder meer het vasthouden van steeds zwaardere gewichten en het rennen met toenemende snelheden.
Uit deze experimenten bleek dat de muizen zonder darmmicroben problemen hadden om energie op te wekken in hun skeletspieren.
De skeletspieren van de kiemvrije muizen leken minder in staat mitochondriën te maken en te gebruiken, de kleine krachtpatsers in cellen die hen van energie voorzien voor hun verschillende functies.
Het team zag hoe het transplanteren van darmmicroben van de normale muizen naar de kiemvrije muizen de activiteit van enzymen in de mitochondriën van de kiemvrije muizen verhoogde.
De toename van de enzymactiviteit in de mitochondriën hielp de skeletspieren van de kiemvrije muizen om meer energie te produceren.
De auteurs concluderen:
"Onze resultaten suggereren een rol voor de darmmicrobiota bij het reguleren van skeletspiermassa en -functie bij muizen."
