Mikrobiota kao trener: Bakterije koje su uzgajale mišićna vlakna

U časopisu Scientific Reports objavljena je studija u kojoj su znanstvenici "ponovno sastavili" mikrobiotu kod miševa i pronašli specifične crijevne bakterije koje mogu značajno poboljšati performanse snage i sastav mišića. Nakon transplantacije ljudske mikroflore u miševe i naknadnog testiranja kandidata, autori su identificirali dvije vrste - Lactobacillus johnsonii i Limosilactobacillus reuteri. Dugotrajna primjena ovih bakterija kod starijih miševa poboljšala je rezultate testova snage, povećala masu skeletnih mišića i površinu poprečnog presjeka mišićnih vlakana, a na molekularnoj razini povećala je ekspresiju mioregenerativnih markera FST (folistatin) i IGF-1. Rad je objavljen 18. kolovoza 2025.

Pozadina studije

Sarkopenija - pad snage i kvalitete skeletnih mišića povezan sa starenjem - povećava rizik od padova, invaliditeta i smrtnosti. Klasične intervencije (trening otpora, adekvatna količina proteina) djeluju, ali učinak je ograničen kod mnogih starijih osoba, pa se pozornost prebacuje na nove ciljeve, uključujući crijevni mikrobiom. Sve više dokaza povezuje sastav mikrobiote s metabolizmom i funkcijom mišića, pa čak i sugerira da dodatak probiotika može umjereno poboljšati snagu i performanse vježbanja, iako su rezultati u različitim studijama različiti.

Ideja o „osi crijeva i mišića“ oslanja se na nekoliko mehanizama: kratkolančane masne kiseline koje sintetiziraju mikrobi utječu na metabolizam mišićne energije; mikrobiota modulira upalu i integritet crijevne barijere; a signali rasta i plastičnosti mijenjaju se putem neuroendokrinih putova. Tjelesna aktivnost, pak, također „restrukturira“ mikrobni sastav - dvosmjerni odnos. To stvara osnovu za traženje sojeva koji specifično podržavaju funkciju mišića u organizmima koji stare.

Međutim, do nedavno smo imali mnogo povezanosti i malo uzročnih dokaza na razini specifičnih bakterija. Novi rad u časopisu Scientific Reports zatvara dio te praznine: autori su prvo transplantirali ljudsku mikrobiotu u miševe i pokazali da njezine varijacije različito utječu na testove snage, a zatim su funkcionalno testirali kandidate i identificirali dvije ključne vrste, Lactobacillus johnsonii i Limosilactobacillus reuteri. Dugotrajna primjena ovih sojeva kod starijih miševa povećala je mišićnu snagu, masu i površinu poprečnog presjeka, a na razini molekularnih markera povećala je ekspresiju FST-a i IGF-1, što ukazuje na učinak koji potiče rast.

Praktični zaključak je zasad oprezan: ovo je uvjerljiva predklinička studija i korak prema probioticima specifičnim za soj "antisarkopeničnim", ali primjena na ljude zahtijeva randomizirana ispitivanja s utvrđenim krajnjim točkama i mehanističkim biomarkerima. Trenutni pregledi ističu potencijal laktobacila kao adjuvantne terapije, ali i potrebu za standardizacijom sojeva, doza i trajanja prije davanja širokih preporuka.

Kako je ovo testirano?

Istraživači su prvo "nulirali" crijevnu floru 9-mjesečnih miševa antibioticima i izvršili transplantaciju fekalija: tijekom tri mjeseca životinje su primale mješavinu fekalija od 10 zdravih odraslih osoba (donora bez kroničnih bolesti i bez nedavnog uzimanja antibiotika/probiotika). Snaga i agilnost procijenjene su pomoću dva neovisna testa: rotarod (vrijeme pada s rotirajuće šipke) i žičana suspenzija (vrijeme zadržavanja). Već u ovoj fazi postalo je jasno da različiti bakterijski profili utječu na funkciju mišića na različite načine. Komparativna analiza mikrobiote gastrointestinalnog trakta i fekalija pokazala je da je sastav u crijevnom lumenu raznolikiji i točnije povezan s metrikama snage nego "fekalni odljev". Iz skupa različitih vrsta, L. johnsonii, L. reuteri i Turicibacter sanguinis statistički su dosljedno "isplivavali"; prva dva autora odabrala su za funkcionalno testiranje.

Zatim, izravni eksperiment na 12-mjesečnim miševima: nakon kratke crijevne sanitacije, životinjama su davani L. johnsonii, L. reuteri ili njihova kombinacija svakodnevno tijekom tri mjeseca. Rezultat je bio povećanje vremena na rotarodu i suspenziji već od prvog mjeseca u "bakterijskim" skupinama, pri čemu je kombinacija dala najizraženiju dinamiku. Histološki, poprečna površina vlakana (soleus, gastrocnemius i dugi ekstenzor prstiju) bila je veća nego u kontrolnoj skupini; istovremeno se tjelesna težina u cjelini smanjila, a mišićna masa povećala, što ukazuje na poboljšanje sastava tijela. Na razini ekspresije mRNA, folistatin u skupini L. johnsonii gotovo se udvostručio, IGF-1 je također bio viši u svim "bakterijskim" granama.

Zašto bi ovo moglo biti potrebno?

S godinama, snaga i kvaliteta mišića opadaju (sarkopenija), a povećava se rizik od padova, prijeloma i gubitka neovisnosti. Koncept „osi crijeva-mišić“ dugo je predmet rasprave, ali ovdje predstavljamo izravne funkcionalne dokaze za specifične sojeve: L. johnsonii i L. reuteri nisu samo povezani s boljim performansama, već i poboljšavaju snagu i morfologiju mišića u eksperimentu. Autori sugeriraju da se učinak može pojaviti putem nekoliko putova istovremeno - od proizvodnje kratkolančanih masnih kiselina i modulacije mitohondrijske funkcije do regulacije putova rasta mišića (putem FST/IGF-1).

Što je novo u znanosti (i pažljivo - o "piluli za energiju")

• Sam soj je važan. Ne govorimo o „probioticima općenito“, već o dva specifična soja, neovisno potvrđena u dva različita testa ponašanja i identificirana pomoću diferencijalne analize (DESeq2).
• Sinergija u paru: Istodobna primjena L. johnsonii + L. reuteri donijela je najveće dobitke i u snazi i u površini vlakana, što ukazuje na potencijalne formule za više sojeva.
• Crijeva su važnija od izmeta. "Portret" gastrointestinalne mikrobiote informativniji je od uzoraka izmeta - praktičan savjet za buduće strategije dizajna.

Kako funkcionira (autorove hipoteze)

U raspravi su istraživači povezali poboljšanu mišićnu funkciju sa:

• moguća normalizacija mitohondrija u mišićima (smanjenje oštećenja citokromom C u prethodno opisanim radovima za ove vrste);
• povećana proizvodnja kratkolančanih masnih kiselina, koje poboljšavaju anabolizam i metabolizam mišića;
• aktivacija putova koji potiču rast - rast FST-a (antagonista miostatina) i IGF-1.
  Kombinacija ovih čimbenika može pomaknuti ravnotežu prema većoj snazi i oksidativnom potencijalu vlakana. Mehanizme je potrebno detaljno opisati na razinama "omike" - metabolomike, transkriptomike, proteomike.

Prvo oprez

Ovo je mišji model; prenošenje rezultata "kakvi jesu" na ljude je preuranjeno. Autori izričito pišu o potrebi testiranja na ljudima - od organoida i ex vivo modela do populacijskih i kliničkih ispitivanja. Također je važno da je učinak ovisio o dugotrajnoj primjeni (mjeseci), a početne promjene u mikrobioti kod životinja postignute su agresivnom sanitacijom - to nije ono što radimo u klinici. Konačno, treća često "pratilja" vrsta Turicibacter sanguinis u ovom radu nije prošla funkcionalnu validaciju, iako se njezino obogaćivanje dosljedno podudaralo s povećanjem snage - moguća meta za buduće eksperimente.

Što to danas znači "u praksi"?

• "Bilo koji probiotički" dodaci prehrani nisu jednaki dodacima prehrani s L. johnsonii i L. reuteri - sastav proizvoda u stvarnom svijetu uvelike varira;
• put do "antisarkopenskog" probiotika zahtijeva randomizirana kontrolirana ispitivanja na ljudima s krajnjim točkama snage (hvat dinamometra, test ustajanja i kretanja, brzina hodanja), mišićnom morfometrijom i metaboličkim markerima;
• Ako se hipoteza potvrdi, cilj je očit: starije dobne skupine, pacijenti s rizikom od sarkopenije/slabljenja nakon imobilizacije i sportaši u fazama rehabilitacije. Zasad je ovo zanimljiva predklinička studija i osnova za pažljivo osmišljena ispitivanja.

Izvor: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Otkriće crijevnih mikroorganizama koji utječu na poboljšanje mišićne snage. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2