Roseburia inulinivorans może stać się podstawą nowych terapii zapobiegających utracie mięśni

Naukowcy z University of Granada, University of Almería oraz Leiden University Medical Center (LUMC) zidentyfikowali bakterię jelitową z rodzaju Roseburia, która może być powiązana z większą siłą mięśniową oraz lepszą kondycją fizyczną człowieka. Wyniki badań, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Gut, dostarczają nowych dowodów na istnienie tzw. osi jelito–mięśnie – biologicznego systemu komunikacji między mikrobiotą jelitową a tkanką mięśniową.

Badacze wskazują, że określone mikroorganizmy zamieszkujące przewód pokarmowy mogą modulować metabolizm mięśni, wpływać na ich strukturę oraz zdolność generowania siły. Szczególne znaczenie w tym kontekście przypisano gatunkowi Roseburia inulinivorans, który w analizach wykazał wyraźną korelację z parametrami wydolności fizycznej.

Odkrycie to może w przyszłości otworzyć drogę do opracowania nowych interwencji mikrobiologicznych – np. probiotyków – wspomagających utrzymanie masy i siły mięśniowej w procesie starzenia.

Analiza mikrobioty i testy sprawności fizycznej

Zespół badawczy przeprowadził analizę zależności między składem mikrobioty jelitowej a wydolnością mięśniową u ludzi. W badaniu wzięło udział łącznie 123 zdrowych uczestników:

• 90 młodych dorosłych w wieku 18–25 lat
• 33 osoby starsze w wieku powyżej 65 lat

U wszystkich uczestników pobrano próbki kału w celu identyfikacji mikroorganizmów jelitowych. Następnie wykonano szereg testów oceniających sprawność fizyczną i funkcję mięśni, w tym:

• pomiar siły chwytu ręki (handgrip strength),
• ocenę siły kończyn dolnych,
• pomiar siły mięśni klatki piersiowej,
• ocenę maksymalnego poboru tlenu (VO₂max), będącego wskaźnikiem wydolności krążeniowo-oddechowej.

Analiza mikrobiologiczna wykazała obecność licznych grup bakterii jelitowych, jednak to właśnie bakterie z rodzaju Roseburia wykazywały najsilniejszy związek z parametrami siły mięśniowej.

Roseburia inulinivorans jako kluczowy gatunek

Spośród wszystkich analizowanych bakterii szczególnie wyróżnił się gatunek Roseburia inulinivorans. Jego obecność w mikrobiocie jelitowej była istotnie związana z lepszymi wynikami testów sprawności fizycznej.

W grupie osób starszych wykazano, że uczestnicy, u których wykryto tę bakterię w mikrobiocie jelitowej, charakteryzowali się o około 29% większą siłą chwytu ręki w porównaniu z osobami, u których bakteria ta nie była obecna.

U młodych dorosłych większa liczebność R. inulinivorans była natomiast powiązana zarówno z większą siłą chwytu, jak i wyższymi wartościami VO₂max, co sugeruje związek z ogólną sprawnością fizyczną.

Badacze zwrócili uwagę, że nie wszystkie bakterie z rodzaju Roseburia wykazywały podobne zależności.

• Roseburia intestinalis była związana z siłą kończyn dolnych i mięśni górnej części ciała u młodych dorosłych.
• Roseburia faecis oraz Roseburia hominis nie wykazywały istotnych korelacji z analizowanymi wskaźnikami.

Co istotne, bakteria R. inulinivorans występowała znacznie częściej w mikrobiocie młodych dorosłych niż u osób starszych, co może mieć znaczenie w kontekście starzenia się organizmu i rozwoju sarkopenii.

Eksperymenty na modelu zwierzęcym

Aby ustalić, czy bakteria może bezpośrednio wpływać na funkcję mięśni, naukowcy przeprowadzili dodatkowe badania na modelu zwierzęcym.

W eksperymencie zastosowano myszy, u których wcześniej za pomocą antybiotyków częściowo zredukowano naturalną mikrobiotę jelitową. Następnie zwierzętom podawano szczepy bakterii Roseburia raz w tygodniu przez osiem tygodni.

Wyniki były wyraźne. Myszy otrzymujące Roseburia inulinivorans wykazywały około 30% większą siłę chwytu przednich łap w porównaniu z grupą kontrolną.

Analiza histologiczna mięśni wykazała dodatkowo:

• zwiększenie średnicy włókien mięśniowych,
• większy udział włókien typu II (tzw. fast-twitch), odpowiedzialnych za generowanie dużej siły i mocy,
• zmiany metaboliczne w enzymach i białkach uczestniczących w produkcji energii w mięśniach.

Badania metabolomiczne wskazały również na aktywację szlaków metabolicznych związanych z produkcją energii, takich jak szlak pentozofosforanowy oraz metabolizm puryn.

Oś jelito–mięśnie jako nowy obszar badań

Uzyskane wyniki wzmacniają hipotezę istnienia tzw. osi jelito–mięśnie, czyli dwukierunkowego systemu komunikacji pomiędzy mikrobiotą jelitową a tkanką mięśniową.

Mikroorganizmy jelitowe mogą wpływać na funkcję mięśni poprzez:

• modulację metabolizmu aminokwasów,
• produkcję metabolitów mikrobiologicznych,
• regulację stanu zapalnego,
• oddziaływanie na sygnalizację metaboliczną mięśni szkieletowych.

Coraz więcej badań wskazuje, że mikrobiota jelitowa jest istotnym regulatorem procesów metabolicznych i fizjologicznych organizmu, a jej skład może wpływać na przebieg wielu chorób, w tym chorób metabolicznych, neurodegeneracyjnych czy sercowo-naczyniowych.

Możliwości terapeutyczne i przyszłe badania

Autorzy badania podkreślają jednak, że wyniki wymagają dalszej weryfikacji. W szczególności konieczne są długoterminowe badania kliniczne, które pozwolą ustalić, czy zwiększenie liczebności Roseburia inulinivorans rzeczywiście prowadzi do poprawy funkcji mięśni, czy też jest jedynie markerem dobrej kondycji fizycznej.

W eksperymentach na zwierzętach bakterie pochodzące od ludzi nie kolonizowały jelit myszy w sposób trwały. Ponadto badanie nie analizowało bezpośrednio niektórych potencjalnych mechanizmów biologicznych, takich jak:

• szlaki zapalne,
• sygnalizacja nerwowo-mięśniowa,
• wpływ układu immunologicznego.

Pomimo tych ograniczeń wyniki sugerują, że modulacja mikrobioty jelitowej może w przyszłości stać się nowym kierunkiem w profilaktyce i leczeniu chorób związanych z utratą masy mięśniowej, takich jak sarkopenia czy kacheksja.

Znaczenie dla medycyny starzenia się

Utrata masy i siły mięśniowej jest jednym z kluczowych problemów zdrowotnych starzejącej się populacji. Sarkopenia prowadzi do zwiększonego ryzyka upadków, niepełnosprawności, hospitalizacji oraz śmiertelności.

Jeśli dalsze badania potwierdzą rolę Roseburia inulinivorans, możliwe będzie opracowanie strategii terapeutycznych opartych na modulacji mikrobioty jelitowej, które mogłyby obejmować:

• suplementację probiotyczną,
• interwencje dietetyczne,
• terapię mikrobiologiczną wspomagającą regenerację mięśni.

Takie podejście wpisuje się w rozwijający się nurt medycyny mikrobiomu, który zakłada wykorzystanie mikroorganizmów jako elementu terapii chorób metabolicznych, neurologicznych oraz związanych ze starzeniem się organizmu.

Źródło: Gut, Roseburia inulinivorans increases muscle strength
DOI: http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2025-336980