Кишечные микробы могут помочь росту и функционированию мышц

Москва, 17:54, 10 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Микроорганизмы, живущие в кишечнике, могут помочь с ростом и функционированием мышц, открывая возможности для вмешательств по поводу возрастной потери скелетных мышц, обнаружила международная исследовательская группа во главе с Технологическим университетом Наньянга, Сингапур.

Посредством серии упражнений на силу и движения, проведенных на мышах, команда, состоящая из исследователей из Сингапура, Швеции, Швейцарии, Франции, Великобритании, США и Австралии, обнаружила, что мыши с кишечными микробами имеют более сильные скелетные мышцы, которые могут производить больше энергии, когда по сравнению с мышами без каких-либо кишечных микробов, известных как «безмикробные» мыши.

Все виды, включая людей, имеют множество микробов, живущих в них. Те микроорганизмы, которые выстилают кишку, играют главную роль в функциях организма, от обмена веществ до иммунной системы.

Доказательства связи между кишечными микробами и массой скелетных мышц усилились, когда международная исследовательская группа трансплантировала кишечные микробы от стандартных лабораторных мышей мышам без микробов. Рост мышц и их функции у мышей без микробов были частично восстановлены после трансплантации.

Полученные данные указывают на новый потенциальный метод для решения возрастной потери скелетных мышц путем изменения состава кишечной микробиоты.

Исследование, опубликованное в журнале Science Translational Medicine, также может проложить путь к важным исследованиям, связанным с развитием мышц, ростом и формированием функциональной нервно-мышечной коммуникации.

Профессор Свен Петтерссон из Медицинской школы им. Ли Конга Чиана, который руководил исследованием, сказал: «Эти результаты еще больше подтверждают растущие данные о том, что кишечные микробы играют важную роль в защите здоровья человека, и дают новое представление о поддержании мышечной массы в отношении старения. Учитывая, что здоровое старение является одной из основных целей здравоохранения стареющего населения Сингапура, эти результаты обнадеживают. Они закладывают основу для будущих исследований, в которых оценивается, как микробы и их метаболиты могут быть потенциальными целями вмешательства для улучшения силы скелетных мышц у пожилых людей, особенно в таких странах, как Сингапур с быстро стареющим населением».

Новое понимание нервно-мышечной связи

Исследование также пролило свет на возможную связь между кишечными микробами и связью между нервами и мышцами.

Исследователи обнаружили, что у «безмикробных» мышей снижены уровни ключевых белков, необходимых для сборки и функционирования нервно-мышечного соединения — химической структуры, которая позволяет клетке двигательного нерва взаимодействовать с волокном скелетных мышц. Эти соединения позволяют передавать сигналы мышечному волокну, вызывая сокращение мышц.

Трансплантация кишечных микробов мышам без микробов частично восстановила экспрессию этих ключевых белков до уровня, наблюдаемого у мышей с кишечными бактериями.

Профессор Петтерссон сказал: «Несмотря на то, что необходимы дополнительные эксперименты для полного выяснения механизмов, лежащих в основе мышечной атрофии и дисфункции в нервно-мышечном соединении у мышей без микробов, результаты, представленные здесь, позволяют проводить важные и интересные будущие исследования, касающиеся развития, роста и роста мышц. формирование функциональной нервно-мышечной коммуникации».

Понимание механизма скелетных мышц

Чтобы изучить влияние кишечных микробов на скелетную мышечную массу и атрофию мышц, которая является истощением или потерей мышечной ткани, профессор Петтерссон и его команда провели три набора физических упражнений на мышах с кишечными микробами и мышей без следов микробов в них.

В тесте весов, каждая мышь удерживала вес 26 г, чтобы посмотреть, сможет ли она выдержать вес в течение трех секунд. Те, кто сделал это успешно, затем прогрессировали до следующих пяти весов, в диапазоне от 33 г до 100 г.

Исследователи также контролировали движения мышей в течение часа в открытой среде, чтобы измерить общее расстояние, которое они преодолели, и количество времени, которое мыши провели, стоя на задних лапах.

Мыши также бегали на беговой дорожке с постепенно увеличивающейся скоростью от 0 до 15 метров в минуту, а затем поддерживали постоянную скорость.

После исследования группа исследователей обнаружила, что помимо уменьшения массы скелетных мышц и увеличения экспрессии генов, связанных с атрофией мышц, скелетные мышцы у мышей без микробов также обнаруживают проблемы с функцией и образованием новых митохондрий, роль которых заключается в разрушении питательных веществ, чтобы сформировать энергию для клеточной деятельности.

Но когда исследователи трансплантировали кишечные микробы от мышей мышам без микробов, они обнаружили, что у этих мышей был частично восстановлен мышечный рост и функции, и они показали уменьшенные признаки мышечной атрофии.

Исследование основано на более ранних исследованиях профессора Петтерссона о том, как кишечные микробы влияют на развитие мозга, целостность гематоэнцефалического барьера и общее поведение, связанное с тревогой и страхом.