Микробиота као тренер: Бактерије које су узгајале мишићна влакна

У часопису „Scientific Reports“ објављена је студија у којој су научници „поново саставили“ микробиоту код мишева и пронашли специфичне цревне бактерије које могу значајно побољшати перформансе снаге и састав мишића. Након трансплантације људске микрофлоре у мишеве и накнадног тестирања кандидата, аутори су идентификовали две врсте – Lactobacillus johnsonii и Limosilactobacillus reuteri. Дуготрајна примена ових бактерија старијим мишевима побољшала је резултате тестова снаге, повећала масу скелетних мишића и површину попречног пресека мишићних влакана, а на молекуларном нивоу повећала је експресију миорегенеративних маркера FST (фолистатин) и IGF-1. Рад је објављен 18. августа 2025. године.

Позадина студије

Саркопенија — пад снаге и квалитета скелетних мишића повезан са старењем — повећава ризик од падова, инвалидитета и смртности. Класичне интервенције (тренинг отпора, адекватна количина протеина) делују, али је ефекат ограничен код многих старијих особа, па се пажња помера на нове циљеве, укључујући цревни микробиом. Све више доказа повезује састав микробиоте са метаболизмом и функцијом мишића, па чак и сугерише да суплементација пробиотицима може умерено побољшати снагу и перформансе у вежбању, иако су резултати у различитим студијама помешани.

Идеја о „оси црева и мишића“ ослања се на неколико механизама: масне киселине кратког ланца које синтетишу микроби утичу на метаболизам мишићне енергије; микробиота модулира упалу и интегритет цревне баријере; а сигнали раста и пластичности се мењају путем неуроендокриних путева. Физичка активност, заузврат, такође „реструктурира“ микробни састав - двосмерна веза. Ово ствара основу за тражење сојева који специфично подржавају функцију мишића код организама који старе.

Међутим, донедавно смо имали много повезаности и мало узрочних доказа на нивоу специфичних бактерија. Нови рад у часопису „Scientific Reports“ попуњава део ове празнине: аутори су прво трансплантирали људску микробиоту у мишеве и показали да њене варијације различито утичу на тестове снаге, а затим су функционално тестирали кандидате и идентификовали две кључне врсте, Lactobacillus johnsonii и Limosilactobacillus reuteri. Дуготрајна примена ових сојева старијим мишевима повећала је мишићну снагу, масу и површину попречног пресека, а на нивоу молекуларних маркера повећала је експресију FST и IGF-1, што указује на ефекат који подстиче раст.

Практични закључак је за сада опрезан: ово је убедљива преклиничка студија и корак ка „антисаркопенски“ пробиотицима специфичним за сој, али примена на људе захтева рандомизована испитивања са снажним завршним тачкама и механистичким биомаркерима. Тренутни прегледи истичу потенцијал лактобацила као адјувантне терапије, али и потребу за стандардизацијом сојева, доза и трајања пре него што се дају опште препоруке.

Како је ово тестирано?

Истраживачи су прво „нулирали“ цревну флору деветмесечних мишева антибиотицима и извршили трансплантацију фецеса: током три месеца, животиње су добијале мешавину фецеса од 10 здравих одраслих (донора без хроничних болести и без недавног узимања антибиотика/пробиотика). Снага и окретност су процењене помоћу два независна теста: ротарод (време пада са ротирајуће шипке) и жичана суспензија (време задржавања). Већ у овој фази постало је јасно да различити бактеријски профили утичу на функцију мишића на различите начине. Упоредна анализа микробиоте гастроинтестиналног тракта и фецеса показала је да је састав у цревном лумену разноврснији и прецизније повезан са метрикама снаге него „фекална маса“. Из скупа различитих врста, L. johnsonii, L. reuteri и Turicibacter sanguinis су статистички доследно „испливале“; прва два аутора су изабрала за функционално тестирање.

Затим, директан експеримент на мишевима старим 12 месеци: након кратке цревне санације, животињама су даване L. johnsonii, L. reuteri или њихова комбинација свакодневно током три месеца. Резултат је био повећање времена на ротароду и суспензији већ од првог месеца код „бактеријских“ група, при чему је комбинација дала најизраженију динамику. Хистолошки, попречна површина влакана (солеус, гастрокнемијус и дуги екстензор прстију) била је већа него у контролној групи; истовремено, телесна тежина у целини се смањила, а мишићна маса повећала, што указује на побољшање састава тела. На нивоу експресије иРНК, фолистатин у групи L. johnsonii се скоро удвостручио, IGF-1 је такође био виши у свим „бактеријским“ гранама.

Зашто би ово могло бити потребно?

Са годинама, снага и квалитет мишића опадају (саркопенија), а ризици од падова, прелома и губитка независности се повећавају. Концепт „осе црева-мишићи“ је дуго био предмет дебате, али овде представљамо директне функционалне доказе за одређене сојеве: L. johnsonii и L. reuteri нису само повезани са бољим перформансама, већ и побољшавају снагу и морфологију мишића у експерименту. Аутори сугеришу да се ефекат може јавити преко неколико путева истовремено - од производње масних киселина кратког ланца и модулације митохондријалне функције до регулације путева раста мишића (путем FST/IGF-1).

Шта је ново у науци (и пажљиво - о „пилули за енергију“)

• Сам сој је важан. Не говоримо о „пробиотицима уопште“, већ о два специфична соја, независно потврђена у два различита теста понашања и идентификована помоћу диференцијалне анализе (DESeq2).
• Синергија у пару: Истовремена примена L. johnsonii + L. reuteri довела је до највећих добитака и у снази и у површини влакана, што указује на потенцијалне формуле за више сојева.
• Црева су важнија од фецеса. „Портрет“ гастроинтестиналног микробиота је информативнији од узорака фецеса - практичан савет за будуће стратегије дизајна.

Како то функционише (хипотезе аутора)

У дискусији, истраживачи су повезали побољшану функцију мишића са:

• могућа нормализација митохондрија у мишићима (смањење оштећења цитохромом Ц у претходно описаним радовима за ове врсте);
• повећана производња масних киселина кратког ланца, које побољшавају анаболизам и метаболизам мишића;
• активација путева који подстичу раст - раст FST-а (антагониста миостатина) и IGF-1.
  Комбинација ових фактора може померити равнотежу ка већој снази и оксидативном потенцијалу влакана. Механизми морају бити детаљно описани на нивоима „омике“ - метаболомика, транскриптомика, протеомика.

Опрез прво

Ово је модел на мишу; преношење резултата „какви јесу“ на људе је прерано. Аутори експлицитно пишу о потреби за тестирањем на људима - од органоида и ex vivo модела до популационих и клиничких испитивања. Такође је важно да је ефекат зависио од дуготрајне примене (месецима), а почетне промене у микробиоти код животиња су постигнуте агресивном санитацијом - то није оно што радимо у клиници. Коначно, трећа често „пратилачка“ врста Turicibacter sanguinis у овом раду није прошла функционалну валидацију, иако се њено обогаћивање доследно поклапало са повећањем снаге - могућа мета за будуће експерименте.

Шта ово значи „у пракси“ данас?

• „било који пробиотски“ суплементи нису једнаки суплементима L. johnsonii и L. reuteri - састав производа у стварном свету се значајно разликује;
• пут до „антисаркопенског“ пробиотика захтева људске рандомизоване контролисане студије са крајњим тачкама снаге (хват динамометром, тест устајања и кретања, брзина ходања), морфометријом мишића и метаболичким маркерима;
• Ако се хипотеза потврди, циљ је очигледан: старије старосне групе, пацијенти са ризиком од саркопеније/слабљења након имобилизације и спортисти у фазама рехабилитације. За сада, ово је занимљива преклиничка студија и основа за пажљиво осмишљена испитивања.

Извор: Ан ЈС., Ким ХМ., Хан ЕЈ., Хонг СТ., Чунг ХЈ. Откриће цревних микроорганизама који утичу на побољшање мишићне снаге. Научни извештаји. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2