研究人员表示,该化合物可将肌纤维转化为快缩型II型纤维,这种纤维支持短时间高强度运动,可能作为营养补充剂在治疗与年龄相关的肌肉流失方面具有前景。资料来源:Stock
科学家已确定一种与更强肌肉和更好体能相关的肠道微生物,且其水平随年龄增长而下降。
如果肠道中的一些微生物能帮助决定你的肌肉有多强健呢?新研究表明,一种名为产菊糖罗斯伯里亚菌(Roseburia inulinivorans)的细菌可能在肌肉力量中发挥重要作用,这提高了肠道微生物组有朝一日可能成为维持老年人身体功能目标的可能性。
在发表于《肠道》(Gut)杂志的在线研究中,研究人员发现R. inulinivorans与人类更强的肌肉力量和小鼠改善的肌肉表现相关。该细菌似乎还能改变肌肉代谢,促进更高比例的快缩型(II型)肌纤维,这种肌纤维专门用于短时间高强度运动,如短跑、跳跃和举重。
这一发现尤为重要,因为与年龄相关的肌肉质量和力量流失,即肌肉减少症(sarcopenia),是老年人虚弱、残疾和丧失独立性的主要贡献因素。鉴于目前有效的治疗方法很少,荷兰和西班牙的研究人员提出,R. inulinivorans可能是一种有前景的益生菌候选者,有助于维持肌肉健康。
科学家们日益认识到,肠道微生物的影响远不止消化,还影响与代谢、免疫、大脑健康和心血管疾病相关的过程。新出现的证据也指出了"肠-肌轴"的存在,促使研究人员探究特定细菌种类是否可能有助于肌肉力量和表现——以及它们如何做到这一点。
一种细菌追踪力量
为调查这一点,研究人员分析了90名健康年轻人(18-25岁)和33名老年人(65岁以上)的粪便样本,以确定存在的细菌。
体能通过手握力、腿部推举和卧推表现以及VO₂max(运动期间最大摄氧量,心肺功能指标)来评估。
在粪便样本检测到的所有细菌中,只有罗斯伯里亚属(Roseburia group)显示出与肌肉质量和力量的正相关。
R. faecis和R. intestinalis两种菌在任何年龄组中均未与手握力或VO₂max显著相关。
然而,在老年人中,粪便中可检测到R. inulinivorans的人比没有该细菌的人手握力高出29%。这种增长没有伴随峰值摄氧量的相应上升,表明体能更好。
在年轻人中,R. inulinivorans水平较高与手握力和VO₂max均呈正相关。R. inulinivorans和R. intestinalis的相对丰度也与腿部推举和卧推力量呈正相关。
相比之下,R. faecis和R. hominis的相对丰度与任何肌肉力量测量均无关。研究人员表示,这表明不同罗斯伯里亚菌种可能影响肌肉力量的不同方面。
罗斯伯里亚属在年轻人中也更为常见。在这组中,R. faecis的比例范围为0%至3.3%;R. intestinalis的比例范围为0%至5.5%;而R. inulinivorans的比例范围为0%至6.6%。
在老年人中,R. faecis的比例范围为0%至2.2%;R. intestinalis的比例范围为0%-0.7%,而R. inulinivorans的比例范围为0%至1.3%。
小鼠测试显示因果关系
为探究罗斯伯里亚菌是否在肌肉力量中起因果作用,研究人员首先用抗生素鸡尾酒清除了32只小鼠的肠道微生物组两周,然后每周给予罗斯伯里亚菌种8周。
小鼠被随机分为4组之一。三组接受不同的罗斯伯里亚菌株,而一组不接受罗斯伯里亚(对照组)。
没有一种罗斯伯里亚菌种能延长小鼠在疲劳前的跑步时间。然而,与对照组相比,R. inulinivorans在治疗4周、6周和8周后,使前肢握力(肌肉功能的替代指标)明显提高了约30%。
与其它组相比,接受R. inulinivorans处理的小鼠小腿腓肠肌中的肌纤维尺寸更大,且II型("快缩")纤维比例显著更高。与接受R. intestinalis处理的小鼠相比,这一差异并不显著。
对纤维尺寸分布的更详细观察显示,对照组中纤维分布相对均匀。在接受R. inulinivorans处理的小鼠中,较大纤维比接受其他罗斯伯里亚菌种处理或对照小鼠更为常见。
这些肌肉变化伴随着对肌肉能量产生重要的蛋白质和酶的变化。
益生菌前景仍处于早期阶段
研究人员指出了一些局限性。在动物研究中,没有人源罗斯伯里亚菌种成功定植小鼠肠道。研究人员也没有直接评估与炎症或神经肌肉信号传导相关的特定通路,尽管这些可能发挥了作用。
研究人员强调,需要长期研究来确定R. inulinivorans丰度的变化是导致肌肉功能变化的原因,还是肌肉功能变化的结果。
尽管如此,他们表示:"总体而言,我们的发现提供了有力证据,支持R. inulinivorans积极调节肌肉代谢和肌肉力量的肠-肌轴。"
他们总结道:"此外,我们观察到R. inulinivorans在老年人中的相对丰度低于年轻人。其丰度似乎随着年龄增长而下降,而这一时期肌肉减少症[肌肉流失]的患病率增加,这表明R. inulinivorans作为保持肌肉力量的益生菌候选者具有潜在作用。"
参考文献:"产菊糖罗斯伯里亚菌增强肌肉力量",作者Borja Martinez-Tellez、Milena Schönke、Artemiy Kovynev、Esther Garcia-Dominguez、Lourdes Ortiz-Alvarez、Aswin Verhoeven、Ranko Gacesa、Arnau Vich Vila、Quinten Raymond Ducarmon、David Jimenez-Pavon、Maria del Carmen Gomez-Cabrera、Rinse K Weersma、Wiep-Klaas Smits、Martin Giera、Jonatan R Ruiz和Patrick CN Rensen,2026年3月10日,《肠道》。DOI: 10.1136/gutjnl-2025-336980
资金支持:卡洛斯三世健康研究所(西班牙)(Instituto de Salud Carlos III)健康研究基金;社会挑战计划(Retos de la Sociedad);欧洲区域发展基金(ERDF)。
披露:BMT、MS、LOA、JRR和PCNR是国际专利"肌肉质量和力量改善"(WO2024025418A1)的发明人,该专利源自此项工作。
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