Mikrobioota treenerina: bakterid, mis kasvatasid lihaskiude

Teadusajakirjas Scientific Reports avaldati uuring, milles teadlased "panid uuesti kokku" hiirte mikrobioota ja leidsid spetsiifilisi soolebaktereid, mis võivad oluliselt parandada jõunäitajaid ja lihaste koostist. Pärast inimese mikrofloora siirdamist hiirtele ja sellele järgnevat kandidaatide testimist tuvastasid autorid kaks liiki - Lactobacillus johnsonii ja Limosilactobacillus reuteri. Nende bakterite pikaajaline manustamine vananevatele hiirtele parandas jõutestide tulemusi, suurendas skeletilihaste massi ja lihaskiudude ristlõikepindala ning molekulaarsel tasandil suurendas müoregeneratiivsete markerite FST (follistatiin) ja IGF-1 ekspressiooni. Töö avaldati 18. augustil 2025.

Uuringu taust

Sarkopeenia – vanusega seotud skeletilihaste tugevuse ja kvaliteedi langus – suurendab kukkumiste, puude ja suremuse riski. Klassikalised sekkumised (vastupanutreening, piisav valgu tarbimine) toimivad, kuid paljudel vanematel täiskasvanutel on nende mõju piiratud, seega nihkub tähelepanu uutele sihtmärkidele, sealhulgas soole mikrobioomile. Kogunevad tõendid seovad mikrobioota koostise lihaste ainevahetuse ja funktsiooniga ning viitavad isegi sellele, et probiootikumide lisamine võib mõõdukalt parandada jõudu ja treeningtulemusi, kuigi tulemused on uuringute lõikes erinevad.

„Soolte-lihaste telje“ idee tugineb mitmele mehhanismile: mikroobide poolt sünteesitud lühikese ahelaga rasvhapped mõjutavad lihaste energiametabolismi; mikrobioota moduleerib põletikku ja soolebarjääri terviklikkust; ning kasvu- ja plastilisuse signaale muudetakse neuroendokriinsete radade kaudu. Füüsiline aktiivsus omakorda „ümberstruktureerib“ mikroobide koostist – kahesuunaline seos. See loob aluse selliste tüvede otsimiseks, mis toetavad spetsiifiliselt vananevate organismide lihaste funktsiooni.

Kuni viimase ajani oli meil aga konkreetsete bakterite tasandil palju seoseid ja vähe põhjuslikke tõendeid. Uus artikkel ajakirjas Scientific Reports täidab osa sellest lüngast: autorid siirdasid esmalt hiirtele inimese mikrobioota ja näitasid, et selle variatsioonid mõjutasid jõuteste erinevalt, ning seejärel testisid kandidaate funktsionaalselt ja tuvastasid kaks võtmeliiki, Lactobacillus johnsonii ja Limosilactobacillus reuteri. Nende tüvede pikaajaline manustamine vananevatele hiirtele suurendas lihasjõudu, -massi ja -ristlõikepindala ning molekulaarsete markerite tasandil suurendas see FST ja IGF-1 ekspressiooni, mis viitab kasvu soodustavale toimele.

Praktiline järeldus on seni ettevaatlik: tegemist on veenva prekliinilise uuringuga ja sammuga tüvespetsiifiliste „sarkopeeniliste vastaste” probiootikumide suunas, kuid selle ülekandmine inimestele nõuab randomiseeritud uuringuid, millel on võimsad tulemusnäitajad ja mehhanistlikud biomarkerid. Praegused ülevaated toovad esile laktobatsillide potentsiaali adjuvantravina, aga ka vajadust tüvede, annuste ja kestuse standardiseerimise järele enne laiaulatuslike soovituste andmist.

Kuidas seda testiti?

Teadlased „nullisid“ esmalt antibiootikumidega 9-kuuste hiirte soolefloora ja viisid läbi fekaalide siirdamise: kolme kuu jooksul anti loomadele 10 terve täiskasvanu (krooniliste haigusteta ja hiljuti antibiootikume/probiootikume mittesaanud doonorid) väljaheidete segu. Jõudu ja väledust hinnati kahe sõltumatu testi abil: rotarod (kukkumisaeg pöörlevalt vardalt) ja traadiga riputamine (hoidmisaeg). Juba selles etapis selgus, et erinevad bakterite profiilid mõjutavad lihaste funktsiooni erineval viisil. Seedetrakti ja väljaheidete mikrobioota võrdlev analüüs näitas, et soole valendiku koostis on mitmekesisem ja seotud tugevusnäitajatega täpsemalt kui „fekaalide valand“. Erinevate liikide hulgast „hõljusid statistiliselt järjepidevalt üles“ L. johnsonii, L. reuteri ja Turicibacter sanguinis; funktsionaalseks testimiseks valisid kaks esimest autorit.

Järgmisena otsene katse 12-kuuste hiirtega: pärast lühikest soolestiku puhastamist manustati loomadele kolme kuu jooksul iga päev L. johnsonii't, L. reuteri't või nende kombinatsiooni. Tulemuseks oli rotarodil ja suspensioonil viibimise aja pikenemine juba esimesest kuust alates "bakteriaalsetes" rühmades, kusjuures kombinatsioon andis kõige ilmekama dünaamika. Histoloogiliselt oli kiudude (tallalihase, gastrocnemius'e ja sõrmede pika sirutajalihase) põikipindala suurem kui kontrollrühmas; samal ajal vähenes kehakaal tervikuna ja suurenes lihasmass, mis viitab kehakoostise paranemisele. mRNA ekspressiooni tasemel follistatiini tase L. johnsonii rühmas peaaegu kahekordistus, IGF-1 oli samuti kõrgem kõigis "bakteriaalsetes" harudes.

Miks see vajalik võib olla?

Vanusega väheneb lihasjõud ja -kvaliteet (sarkopeenia) ning suureneb kukkumiste, luumurdude ja iseseisvuse kaotuse risk. „Soolte-lihaste telje“ kontseptsiooni üle on pikka aega vaieldud, kuid siin esitame otseseid funktsionaalseid tõendeid konkreetsete tüvede kohta: L. johnsonii ja L. reuteri ei ole seotud mitte ainult parema sooritusega, vaid parandavad katses ka jõudu ja lihaste morfoloogiat. Autorid pakuvad välja, et efekt võib ilmneda samaaegselt mitme raja kaudu – alates lühikese ahelaga rasvhapete tootmisest ja mitokondrite funktsiooni moduleerimisest kuni lihaste kasvuradade reguleerimiseni (FST/IGF-1 kaudu).

Mis on teaduses uut (ja ettevaatlikult - "võimsa tableti" kohta)

• Tüvi ise on oluline. Me ei räägi "probiootikumidest üldiselt", vaid kahest spetsiifilisest tüvest, mis on sõltumatult kinnitatud kahes erinevas käitumistestis ja identifitseeritud diferentsiaalanalüüsi (DESeq2) abil.
• Sünergia paaris: L. johnsonii ja L. reuteri koosmanustamine andis suurima kasu nii tugevuses kui ka kiudainete pindalas, mis viitab potentsiaalsetele mitme tüvega valemitele.
• Soolestik on olulisem kui väljaheited. Seedetrakti mikrobioota "portree" on informatiivsem kui väljaheiteproovid – praktiline vihje tulevaste disainistrateegiate jaoks.

Kuidas see toimib (autorite hüpoteesid)

Arutelus seostasid teadlased paranenud lihasfunktsiooni järgmisega:

• lihaste mitokondrite võimalik normaliseerumine (tsütokroom C kahjustuste vähenemine nende liikide puhul varem kirjeldatud töödes);
• lühikese ahelaga rasvhapete suurenenud tootmine, mis parandab lihaste anabolismi ja ainevahetust;
• kasvu soodustavate radade aktiveerimine - FST (müostatiini antagonist) ja IGF-1 kasv.
  Nende tegurite kombinatsioon võib nihutada tasakaalu kiudude suurema tugevuse ja oksüdatiivse potentsiaali poole. Mehhanisme tuleb üksikasjalikult kirjeldada "omika" tasandil - metaboloomika, transkriptoomika, proteoomika.

Ettevaatust ennekõike

See on hiiremudel; tulemuste "nagu on" inimestele ülekandmine on ennatlik. Autorid kirjutavad selgesõnaliselt vajadusest testida inimesi – organoididest ja ex vivo mudelitest populatsiooni- ja kliiniliste uuringuteni. Samuti on oluline, et toime sõltus pikaajalisest manustamisest (kuud) ja esialgsed muutused loomade mikrobiootas saavutati agressiivse sanitaartingimuste abil – seda me kliinikus ei tee. Lõpuks, kolmas, selles töös sageli "kaaslane" liik Turicibacter sanguinis ei läbinud funktsionaalset valideerimist, kuigi selle rikastumine langes järjepidevalt kokku tugevuse suurenemisega – võimalik sihtmärk tulevasteks katseteks.

Mida see tänapäeval "praktikas" tähendab?

• „Ükski probiootiline” toidulisand ei ole samaväärne L. johnsonii ja L. reuteri toidulisanditega – tegelikkuses on toodete koostis väga erinev;
• "antisarkopeenilise" probiootikumi väljatöötamiseks on vaja inimestega tehtud randomiseeritud kontrollitud uuringuid (RCT-sid), millel on tugevuse näitajad (dünamomeetri haare, püstitõusmis- ja minekutest, kõndimiskiirus), lihasmorfomeetria ja ainevahetusmarkerid;
• Kui hüpotees leiab kinnitust, on sihtmärk ilmne: vanemad vanuserühmad, sarkopeenia/nõrgenemise riskiga patsiendid pärast immobilisatsiooni ja sportlased taastusravi faasis. Praegu on see huvitav prekliiniline uuring ja alus hoolikalt kavandatud uuringutele.

Allikas: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Lihasjõu paranemist mõjutavate soolemikroorganismide avastamine. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2