Mikrobiota jako trener: bakterie, które rozwijają włókna mięśniowe

W czasopiśmie „Scientific Reports” opublikowano badanie, w którym naukowcy „odtworzyli” mikrobiotę u myszy i odkryli specyficzne bakterie jelitowe, które mogą znacząco poprawić wyniki siłowe i skład mięśni. Po przeszczepieniu ludzkiej mikroflory myszom i przetestowaniu kandydatów, autorzy zidentyfikowali dwa gatunki – Lactobacillus johnsonii i Limosilactobacillus reuteri. Długotrwałe podawanie tych bakterii starzejącym się myszom poprawiło wyniki testów siłowych, zwiększyło masę mięśni szkieletowych i pole przekroju poprzecznego włókien mięśniowych, a na poziomie molekularnym zwiększyło ekspresję markerów mioregeneracyjnych FST (folistatyny) i IGF-1. Praca została opublikowana 18 sierpnia 2025 roku.

Tło badania

Sarkopenia – związany z wiekiem spadek siły i jakości mięśni szkieletowych – zwiększa ryzyko upadków, niepełnosprawności i zgonu. Klasyczne metody leczenia (trening oporowy, odpowiednia podaż białka) są skuteczne, ale ich skuteczność jest ograniczona u wielu osób starszych, dlatego uwaga skupia się na nowych celach, w tym na mikrobiomie jelitowym. Gromadzące się dowody łączą skład mikrobiomu z metabolizmem i funkcją mięśni, a nawet sugerują, że suplementacja probiotykami może nieznacznie poprawić siłę i wydolność fizyczną, choć wyniki badań są zróżnicowane.

Koncepcja „osi jelitowo-mięśniowej” opiera się na kilku mechanizmach: krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe syntetyzowane przez mikroorganizmy wpływają na metabolizm energetyczny mięśni; mikrobiota moduluje stany zapalne i integralność bariery jelitowej; a sygnały wzrostu i plastyczności są modyfikowane poprzez szlaki neuroendokrynne. Aktywność fizyczna z kolei również „restrukturyzuje” skład mikrobiologiczny – jest to relacja dwukierunkowa. To stwarza podstawy do poszukiwania szczepów, które specyficznie wspierają funkcjonowanie mięśni u starzejących się organizmów.

Do niedawna jednak dysponowaliśmy wieloma powiązaniami i niewielkimi dowodami przyczynowymi na poziomie konkretnych bakterii. Nowy artykuł w czasopiśmie „Scientific Reports” częściowo wypełnia tę lukę: autorzy najpierw przeszczepili ludzką mikrobiotę myszom i wykazali, że jej zróżnicowanie wpływało w różny sposób na testy wytrzymałościowe, a następnie poddali kandydatów testom funkcjonalnym i zidentyfikowali dwa kluczowe gatunki: Lactobacillus johnsonii i Limosilactobacillus reuteri. Długotrwałe podawanie tych szczepów starzejącym się myszom zwiększyło siłę mięśni, masę i pole przekroju poprzecznego, a na poziomie markerów molekularnych zwiększyło ekspresję FST i IGF-1, co wskazuje na efekt promujący wzrost.

Praktyczne wnioski są jak dotąd ostrożne: jest to przekonujące badanie przedkliniczne i krok w kierunku probiotyków „antysarkopenicznych” specyficznych dla danego szczepu, ale ich przełożenie na ludzi wymaga randomizowanych badań z punktami końcowymi o dużej mocy obliczeniowej i biomarkerami mechanistycznymi. Aktualne analizy podkreślają potencjał pałeczek kwasu mlekowego jako terapii adiuwantowej, ale także potrzebę standaryzacji szczepów, dawek i czasu trwania przed sformułowaniem szerokich rekomendacji.

Jak to zostało przetestowane?

Naukowcy najpierw „wyzerowali” florę jelitową 9-miesięcznych myszy za pomocą antybiotyków i przeprowadzili przeszczep kału: przez trzy miesiące podawano zwierzętom mieszankę kału od 10 zdrowych dorosłych (dawców bez chorób przewlekłych i nieprzyjmujących ostatnio antybiotyków/probiotyków). Siłę i zwinność oceniano za pomocą dwóch niezależnych testów: rotarod (czas upadku z obracającego się pręta) i zawieszenia na drucie (czas utrzymania). Już na tym etapie stało się jasne, że różne profile bakteryjne wpływają na funkcję mięśni w różny sposób. Analiza porównawcza mikrobiomu przewodu pokarmowego i kału wykazała, że skład w świetle jelita jest bardziej zróżnicowany i dokładniej powiązany z parametrami siły niż „odlew kałowy”. Spośród zestawu różnych gatunków, L. johnsonii, L. reuteri i Turicibacter sanguinis statystycznie konsekwentnie „unosiły się”; dwóch pierwszych autorów wybrało do testów funkcjonalnych.

Następnie przeprowadzono bezpośredni eksperyment na 12-miesięcznych myszach: po krótkiej higienie jelit, zwierzętom podawano L. johnsonii, L. reuteri lub ich kombinację codziennie przez trzy miesiące. Rezultatem było wydłużenie czasu na rotarodzie i zawieszeniu już od pierwszego miesiąca w grupach „bakteryjnych”, przy czym kombinacja dawała najsilniejszą dynamikę. Histologicznie, powierzchnia poprzeczna włókien (mięsień płaszczkowaty, brzuchołydki i długi prostownik palców) była większa niż w grupie kontrolnej; jednocześnie nastąpił spadek masy ciała jako całości, a wzrost masy mięśniowej, co wskazuje na poprawę składu ciała. Na poziomie ekspresji mRNA, folistatyna w grupie L. johnsonii wzrosła prawie dwukrotnie, a poziom IGF-1 był również wyższy we wszystkich „bakteryjnych” gałęziach.

Dlaczego może to być konieczne?

Wraz z wiekiem siła i jakość mięśni maleją (sarkopenia), a ryzyko upadków, złamań i utraty niezależności wzrasta. Koncepcja „osi jelitowo-mięśniowej” jest od dawna przedmiotem debaty, ale w niniejszym artykule przedstawiamy bezpośrednie dowody funkcjonalne dla konkretnych szczepów: L. johnsonii i L. reuteri nie tylko wiążą się z lepszą wydajnością, ale także poprawiają siłę i morfologię mięśni w eksperymencie. Autorzy sugerują, że efekt ten może zachodzić jednocześnie poprzez kilka szlaków – od produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych i modulacji funkcji mitochondriów, po regulację szlaków wzrostu mięśni (poprzez FST/IGF-1).

Co nowego w nauce (i ostrożnie – o „pigułce mocy”)

• Sam szczep ma znaczenie. Nie mówimy o „probiotykach w ogóle”, ale o dwóch konkretnych szczepach, niezależnie potwierdzonych w dwóch różnych testach behawioralnych i zidentyfikowanych za pomocą analizy różnicowej (DESeq2).
• Synergia w parze: Jednoczesne podawanie L. johnsonii + L. reuteri przyniosło największe korzyści zarówno pod względem wytrzymałości, jak i ilości włókien, co wskazuje na potencjał formuł wieloszczepowych.
• Jelita są ważniejsze niż kał. „Portret” mikrobioty przewodu pokarmowego jest bardziej pouczający niż próbki kału – praktyczna wskazówka dla przyszłych strategii projektowych.

Jak to działa (hipotezy autorów)

Podczas dyskusji naukowcy powiązali poprawę funkcjonowania mięśni z:

• możliwa normalizacja mitochondriów w mięśniach (zmniejszenie uszkodzeń wywołanych przez cytochrom C w opisanych wcześniej pracach dla tych gatunków);
• zwiększona produkcja krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które poprawiają anabolizm i metabolizm mięśni;
• Aktywacja szlaków stymulujących wzrost – wzrost FST (antagonisty miostatyny) i IGF-1.
  Połączenie tych czynników może przesunąć równowagę w kierunku większej wytrzymałości i potencjału oksydacyjnego włókien. Mechanizmy te wymagają szczegółowego omówienia na poziomie „omicznym” – metabolomiki, transkryptomiki i proteomiki.

Najpierw ostrożność

To model mysi; przenoszenie wyników „takich, jakie są” na ludzi jest przedwczesne. Autorzy wyraźnie piszą o potrzebie testowania na ludziach – od organoidów i modeli ex vivo po badania populacyjne i kliniczne. Ważne jest również, że efekt zależał od długotrwałego stosowania (miesiące), a początkowe zmiany w mikrobiomie u zwierząt osiągnięto poprzez intensywną sanitację – nie tego dokonujemy w klinice. Wreszcie, trzeci, często „towarzyszący” gatunek Turicibacter sanguinis, w tej pracy, nie został poddany walidacji funkcjonalnej, chociaż jego wzbogacenie konsekwentnie zbiegało się ze wzrostem siły – potencjalny cel przyszłych eksperymentów.

Co to oznacza w praktyce dzisiaj?

• „żadne suplementy probiotyczne” nie są tym samym, co suplementy zawierające L. johnsonii i L. reuteri – skład rzeczywistych produktów jest bardzo zróżnicowany;
• droga do „antysarkopenicznego” probiotyku wymaga badań RCT na ludziach z punktami końcowymi dotyczącymi siły (chwyt dynamometru, test wstawania i chodzenia, prędkość chodzenia), morfometrii mięśni i markerów metabolicznych;
• Jeśli hipoteza się potwierdzi, cel jest oczywisty: starsze grupy wiekowe, pacjenci zagrożeni sarkopenią/osłabieniem po unieruchomieniu oraz sportowcy w fazie rehabilitacji. Na razie jest to interesujące badanie przedkliniczne i podstawa do starannie zaprojektowanych badań.

Źródło: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Odkrycie mikroorganizmów jelitowych wpływających na poprawę siły mięśni. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2