Mikrobiota, mint edző: Izomrostokat növesztő baktériumok

Egy tanulmány jelent meg a Scientific Reports folyóiratban, amelyben a tudósok „újra összerakták” az egerek mikrobiotáját, és olyan specifikus bélbaktériumokat találtak, amelyek jelentősen javíthatják az erőnléti teljesítményt és az izomösszetételt. Miután emberi mikroflórát ültettek át egerekbe, majd tesztelték a jelölteket, a szerzők két fajt azonosítottak – a Lactobacillus johnsoniit és a Limosilactobacillus reuterit. Ezen baktériumok hosszú távú alkalmazása öregedő egereknek javította az erőtesztek eredményeit, növelte a vázizomtömeget és az izomrostok keresztmetszeti területét, molekuláris szinten pedig növelte az FST (follistatin) és az IGF-1 mioregeneratív markerek expresszióját. A munka 2025. augusztus 18-án jelent meg.

A tanulmány háttere

A szarkopénia – a vázizomzat erejének és minőségének életkorral összefüggő csökkenése – növeli az esések, a rokkantság és a halálozás kockázatát. A klasszikus beavatkozások (ellenállás-edzés, megfelelő fehérjebevitel) működnek, de a hatásuk sok idősebb felnőttnél korlátozott, ezért a figyelem új célokra irányul, beleértve a bélmikrobiomot is. Egyre több bizonyíték köti a mikrobiota összetételét az izomanyagcseréhez és -működéshez, sőt azt is sugallja, hogy a probiotikum-kiegészítés mérsékelten javíthatja az erőt és a testmozgás teljesítményét, bár az eredmények vegyesek a különböző tanulmányokban.

A „bél-izom tengely” elmélete számos mechanizmuson alapul: a mikrobák által szintetizált rövid szénláncú zsírsavak befolyásolják az izomenergia-anyagcserét; a mikrobiota modulálja a gyulladást és a bélbarrier integritását; a növekedési és plaszticitási jelek pedig neuroendokrin útvonalakon keresztül megváltoznak. A fizikai aktivitás viszont szintén „átstrukturálja” a mikrobiális összetételt – ez egy kétirányú kapcsolat. Ez megteremti az alapot olyan törzsek kereséséhez, amelyek kifejezetten támogatják az izomműködést az öregedő szervezetekben.

Egészen a közelmúltig azonban számos összefüggést és kevés ok-okozati bizonyítékot találtunk az egyes baktériumok szintjén. A Scientific Reports folyóiratban megjelent új tanulmány részben pótolja ezt a hiányosságot: a szerzők először emberi mikrobiotát ültettek át egerekbe, és kimutatták, hogy annak variációi eltérően befolyásolják az erőteszteket, majd funkcionálisan tesztelték a jelölteket, és két kulcsfajt azonosítottak, a Lactobacillus johnsoniit és a Limosilactobacillus reuterit. Ezen törzsek hosszú távú alkalmazása öregedő egereknek növelte az izomerőt, a tömeget és a keresztmetszeti területet, a molekuláris markerek szintjén pedig növelte az FST és az IGF-1 expresszióját, ami növekedést elősegítő hatásra utal.

A gyakorlati következtetés eddig óvatos: ez egy meggyőző preklinikai vizsgálat, és egy lépés a törzsspecifikus „anti-szarkopénikus” probiotikumok felé, de az emberi alkalmazáshoz randomizált vizsgálatokra van szükség, amelyek hatékony végpontokkal és mechanisztikus biomarkerekkel rendelkeznek. A jelenlegi áttekintések kiemelik a laktobacillusok adjuváns terápiában való potenciálját, de a törzsek, dózisok és időtartamok szabványosításának szükségességét is, mielőtt széles körű ajánlásokat tennének.

Hogyan tesztelték ezt?

A kutatók először antibiotikumokkal „nullázták” a 9 hónapos egerek bélflóráját, majd székletátültetést végeztek: három hónapon keresztül az állatok 10 egészséges felnőtt (krónikus betegség nélküli és a közelmúltban antibiotikumot/probiotikumot nem szedő donorok) székletének keverékét kapták. Az erőt és az agilitást két független teszttel értékelték: rotaroddal (leesési idő egy forgó rúdról) és drótszuszpenzióval (tartási idő). Már ebben a szakaszban világossá vált, hogy a különböző bakteriális profilok eltérő módon befolyásolják az izomműködést. A gyomor-bél traktus és a széklet mikrobiota összehasonlító elemzése kimutatta, hogy a béllumen összetétele változatosabb és pontosabban kapcsolódik az erőmutatókhoz, mint a „székletminta”. Különböző fajok közül az L. johnsonii, az L. reuteri és a Turicibacter sanguinis statisztikailag következetesen „felúszott”; az első két szerző a funkcionális tesztelést választotta.

Ezután egy közvetlen kísérlet következett 12 hónapos egereken: egy rövid bélfertőtlenítés után az állatok három hónapon keresztül naponta kaptak L. johnsonii-t, L. reuteri-t vagy ezek kombinációját. Ennek eredményeként a "bakteriális" csoportokban már az első hónaptól kezdve megnőtt a rotarodon és a szuszpenzión töltött idő, a kombináció mutatta a legkifejezettebb dinamikát. Hisztológiailag a rostok (soleus, gastrocnemius és az ujjak hosszú feszítőizom) transzverzális területe nagyobb volt, mint a kontrollban; ugyanakkor a testtömeg összességében csökkent, az izomtömeg pedig nőtt, ami a testösszetétel javulását jelzi. Az mRNS expresszió szintjén a follistatin az L. johnsonii csoportban majdnem megduplázódott, az IGF-1 szintén magasabb volt az összes "bakteriális" ágban.

Miért lehet erre szükség?

Az életkorral az izomerő és -minőség romlik (szarkopénia), valamint nő az esések, törések és az önállóság elvesztésének kockázata. A „bél-izom tengely” koncepciója régóta vitatott, de itt közvetlen funkcionális bizonyítékot mutatunk be bizonyos törzsekre: Az L. johnsonii és az L. reuteri nemcsak a jobb teljesítménnyel jár, hanem a kísérletben javítja az erőt és az izommorfológiát is. A szerzők szerint a hatás több útvonalon keresztül is jelentkezhet egyszerre – a rövid szénláncú zsírsavak termelésétől és a mitokondriális funkció modulálásától az izomnövekedési útvonalak szabályozásáig (FST/IGF-1-en keresztül).

Újdonságok a tudományban (és óvatosan - az "erőtablettával" kapcsolatban)

• Maga a törzs számít. Nem „általánosságban vett probiotikumokról” beszélünk, hanem két specifikus törzsről, amelyeket két különböző viselkedési tesztben egymástól függetlenül megerősítettek, és differenciálanalízissel (DESeq2) azonosítottak.
• Szinergia párban: Az L. johnsonii + L. reuteri együttes alkalmazása eredményezte a legnagyobb növekedést mind az erőben, mind a rostterületen, ami a több törzsből álló formulák lehetőségére utal.
• A bél fontosabb, mint a széklet. A gyomor-bélrendszeri mikrobiota „portréja” informatívabb, mint a székletminták – ez egy gyakorlati tanács a jövőbeli tervezési stratégiákhoz.

Hogyan működik (a szerzők hipotézisei)

A megbeszélés során a kutatók a javuló izomfunkciót a következőkhöz kötötték:

• az izmok mitokondriumainak lehetséges normalizálódása (a citokróm C által okozott károsodás csökkentése a korábban leírt munkákban ezen fajok esetében);
• a rövid szénláncú zsírsavak fokozott termelése, amelyek javítják az izomanabolizmust és az anyagcserét;
• növekedést elősegítő útvonalak aktiválódása - az FST (miosztatin antagonista) és az IGF-1 növekedése.
  Ezen tényezők kombinációja az egyensúlyt a rostok nagyobb szilárdsága és oxidatív potenciálja felé tolhatja el. A mechanizmusokat az "omika" szintjén kell részletezni - metabolomika, transzkriptomika, proteomika.

Először is óvatosan

Ez egy egérmodell; az eredmények „ahogy vannak” emberekre való átvitele korai lenne. A szerzők kifejezetten írnak az embereken végzett tesztelés szükségességéről – az organoidoktól és az ex vivo modellektől a populációs és klinikai vizsgálatokig. Fontos az is, hogy a hatás a hosszú távú (hónapokig tartó) adagolástól függött, és az állatok mikrobiotájának kezdeti változásait agresszív higiéniával érték el – ezt nem tesszük a klinikán. Végül, a harmadik, gyakran „kísérő” faj, a Turicibacter sanguinis ebben a munkában nem esett át funkcionális validáláson, bár dúsulása következetesen egybeesett az erősségének növekedésével – ami a jövőbeli kísérletek lehetséges célpontja lehet.

Mit jelent ez a mai „gyakorlatban”?

• A „bármely probiotikus” étrend-kiegészítő nem egyenlő az L. johnsonii és L. reuteri étrend-kiegészítőkkel – a valós világban a termékek összetétele nagymértékben eltérhet;
• Az „anti-szarkopénikus” probiotikumok előállításához humán, randomizált, kontrollált vizsgálatokra (RCT) van szükség, amelyek erősségi végpontokat (dinamométeres fogás, felállási és indulási teszt, járási sebesség), izommorfometriát és metabolikus markereket tartalmaznak;
• Ha a hipotézis beigazolódik, a célpont nyilvánvaló: idősebb korcsoportok, szarkopénia/rögzítés utáni legyengülés kockázatának kitett betegek, valamint rehabilitációs fázisban lévő sportolók. Egyelőre ez egy érdekes preklinikai vizsgálat, és a gondosan megtervezett vizsgálatok alapját képezi.

Forrás: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Az izomerő javulását befolyásoló bélmikroorganizmusok felfedezése. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2