Микробиота като треньор: Бактерии, които са развили мускулни влакна

В Scientific Reports беше публикувано проучване, в което учените „сглобиха отново“ микробиотата при мишки и откриха специфични чревни бактерии, които могат значително да подобрят силовите показатели и мускулния състав. След трансплантация на човешка микрофлора в мишки и последващо тестване на кандидати, авторите идентифицираха два вида - Lactobacillus johnsonii и Limosilactobacillus reuteri. Дългосрочното приложение на тези бактерии на стареещи мишки подобри резултатите от тестовете за сила, увеличи масата на скелетните мускули и площта на напречното сечение на мускулните влакна, а на молекулярно ниво увеличи експресията на миорегенеративните маркери FST (фолистатин) и IGF-1. Работата е публикувана на 18 август 2025 г.

Предистория на изследването

Саркопенията – свързаното с възрастта намаляване на силата и качеството на скелетните мускули – увеличава риска от падания, инвалидност и смъртност. Класическите интервенции (тренировки за съпротивление, адекватен прием на протеини) работят, но ефектът е ограничен при много възрастни хора, така че вниманието се измества към нови цели, включително чревния микробиом. Натрупващите се доказателства свързват състава на микробиотата с мускулния метаболизъм и функция и дори предполагат, че приемът на пробиотици може умерено да подобри силата и физическата производителност, въпреки че резултатите са смесени в различните проучвания.

Идеята за „ос черва-мускул“ се основава на няколко механизма: късоверижните мастни киселини, синтезирани от микроби, влияят върху мускулния енергиен метаболизъм; микробиотата модулира възпалението и целостта на чревната бариера; а сигналите за растеж и пластичност се променят чрез невроендокринни пътища. Физическата активност, от своя страна, също „преструктурира“ микробния състав - двупосочна връзка. Това създава основа за търсене на щамове, които специфично поддържат мускулната функция при стареещи организми.

Доскоро обаче имахме много асоциации и малко причинно-следствени доказателства на ниво специфични бактерии. Нова статия в Scientific Reports запълва част от тази празнина: авторите първо трансплантират човешка микробиота в мишки и показват, че нейните вариации влияят по различен начин на тестовете за сила, след което функционално тестват кандидатите и идентифицират два ключови вида, Lactobacillus johnsonii и Limosilactobacillus reuteri. Дългосрочното приложение на тези щамове на стареещи мишки увеличава мускулната сила, масата и площта на напречното сечение, а на ниво молекулярен маркер увеличава експресията на FST и IGF-1, което показва ефект, стимулиращ растежа.

Практическото заключение засега е предпазливо: това е убедително предклинично проучване и стъпка към щамово-специфични „антисаркопенични“ пробиотици, но пренасянето му върху хора изисква рандомизирани проучвания с мощни крайни точки и механистични биомаркери. Настоящите прегледи подчертават потенциала на лактобацилите като адювантна терапия, но също така и необходимостта от стандартизация на щамовете, дозите и продължителността, преди да се направят общи препоръки.

Как беше тествано това?

Първоначално изследователите „нулират“ чревната флора на 9-месечни мишки с антибиотици и извършват фекална трансплантация: в продължение на три месеца на животните е давана смес от фекалии от 10 здрави възрастни (донори без хронични заболявания и без скорошен прием на антибиотици/пробиотици). Силата и пъргавината са оценени с помощта на два независими теста: ротарод (време за падане от въртящ се прът) и телено окачване (време за задържане). Още на този етап става ясно, че различните бактериални профили влияят на мускулната функция по различни начини. Сравнителният анализ на микробиотата на стомашно-чревния тракт и фекалиите показва, че съставът в чревния лумен е по-разнообразен и по-точно свързан с показателите за сила, отколкото „фекалния отлив“. От набор от различни видове, L. johnsonii, L. reuteri и Turicibacter sanguinis статистически последователно „изплуват“; първите двама автори избират за функционално тестване.

След това, директен експеримент върху 12-месечни мишки: след кратка чревна санация, на животните са давани L. johnsonii, L. reuteri или комбинация от тях ежедневно в продължение на три месеца. Резултатът е увеличаване на времето на ротарода и суспензията още от първия месец в „бактериалните“ групи, като комбинацията дава най-изразена динамика. Хистологично, напречната площ на влакната (солеус, гастрокнемиус и дълъг екстензор на пръстите) е по-голяма, отколкото в контролната група; в същото време телесното тегло като цяло намалява, а мускулната маса се увеличава, което показва подобрение в телесния състав. На ниво експресия на mRNA, фолистатинът в групата с L. johnsonii почти се удвоява, IGF-1 също е по-висок във всички „бактериални“ разклонения.

Защо това може да е необходимо?

С възрастта мускулната сила и качество намаляват (саркопения), а рисковете от падания, фрактури и загуба на независимост се увеличават. Концепцията за „ос черва-мускул“ отдавна е обект на дебати, но тук представяме директни функционални доказателства за специфични щамове: L. johnsonii и L. reuteri не само се свързват с по-добри показатели, но и подобряват силата и мускулната морфология в експеримента. Авторите предполагат, че ефектът може да се прояви по няколко пътя едновременно - от производството на късоверижни мастни киселини и модулирането на митохондриалната функция до регулирането на пътищата на мускулен растеж (чрез FST/IGF-1).

Какво е новото в науката (и внимателно - за „хапчето за енергия“)

• Самият щам е от значение. Не говорим за „пробиотици като цяло“, а за два специфични щама, независимо потвърдени в два различни поведенчески теста и идентифицирани с помощта на диференциален анализ (DESeq2).
• Синергия в двойка: Едновременното приложение на L. johnsonii + L. reuteri доведе до най-големи печалби както в силата, така и в площта на влакната, което подсказва за потенциални многощамови формули.
• Червата са по-важни от изпражненията. „Портретът“ на стомашно-чревната микробиота е по-информативен от фекалните проби - практичен съвет за бъдещи дизайнерски стратегии.

Как работи (хипотези на авторите)

В дискусията изследователите свързват подобрената мускулна функция с:

• възможно нормализиране на митохондриите в мускулите (намаляване на увреждането от цитохром С в описаните по-рано трудове за тези видове);
• повишено производство на късоверижни мастни киселини, които подобряват мускулния анаболизъм и метаболизъм;
• активиране на пътища, стимулиращи растежа - растеж на FST (миостатинов антагонист) и IGF-1.
  Комбинацията от тези фактори може да измести баланса към по-голяма здравина и оксидативен потенциал на влакната. Механизмите трябва да бъдат детайлизирани на нива „омика“ - метаболомика, транскриптомика, протеомика.

Внимание първо

Това е миши модел; прехвърлянето на резултатите „както са“ върху хора е преждевременно. Авторите изрично пишат за необходимостта от тестване върху хора - от органоиди и ex vivo модели до популационни и клинични изпитвания. Важно е също, че ефектът зависи от дългосрочно приложение (месеци), а първоначалните промени в микробиотата при животните са постигнати чрез агресивна санитария - това не е, което правим в клиниката. И накрая, третият често „спътник“ вид Turicibacter sanguinis в тази работа не е претърпял функционална валидация, въпреки че обогатяването му последователно съвпада с увеличаване на силата - възможна цел за бъдещи експерименти.

Какво означава това „на практика“ днес?

• „Всякакви пробиотични“ добавки не са еквивалентни на добавките с L. johnsonii и L. reuteri - съставът на продуктите в реалния свят варира значително;
• пътят към „антисаркопеничен“ пробиотик изисква рандомизирани контролирани проучвания при хора с крайни точки за сила (захват с динамометър, тест за изправяне и движение, скорост на ходене), мускулна морфометрия и метаболитни маркери;
• Ако хипотезата се потвърди, целта е очевидна: по-възрастни групи, пациенти с риск от саркопения/отслабване след обездвижване и спортисти във фази на рехабилитация. Засега това е интересно предклинично проучване и основа за внимателно разработени изпитвания.

Източник: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Откриване на чревни микроорганизми, които влияят върху подобряването на мускулната сила. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2