Tarmbakterierne er relateret til muskelmasse og fysisk funktion, i et forhold kaldet tarm-muskelaksen, som er blevet undersøgt i musemodeller og hos unge voksne. En ny undersøgelse ser på GMA for ældre voksne for første gang.
Billedkredit:Halfpoint / ShutterstockHos mus, overførsel af bakterier fra cecum af raske mus til kimfrie (GF) mus forårsager en reduktion i magert masse. Den samme observation er foretaget efter antibiotikabehandling hos mus. På den anden side, administration af præbiotika eller probiotika fører til øgede tarmbakterier og også øget muskelmasse, som flere tidligere forsøg har vist. Tarmbakterierne viste stigninger i familierne Prevotellaceae og Barnesiella . Sidstnævnte viste sig også at være lavere hos ældre rotter svarende til det aldersrelaterede tab af magert kropsmasse.
Hos ældre og skrøbelige voksne, også, tarmdiversitet er blevet observeret at ændre sig i overensstemmelse med ændringer i magert masse. Imidlertid, fysisk funktion er ikke blevet vurderet direkte i forhold til tarmbakterielle ændringer hos ældre voksne hidtil. Den nuværende undersøgelse havde til formål at finde ud af, hvilke bakterier der er direkte relateret til øget magert masse og fysisk funktion hos ældre voksne. For det andet, disse fund blev valideret ved at overføre tarmmikrobiomprøverne til GF -mus, så det humane tarmmikrobiom kunne replikeres, mens man observerer effekten på magert masse og fysisk funktion.
Tarmmikrobiomsammensætningen hos 18 ældre voksne i alderen 70-85 år, der fungerede på et højt niveau, og havde en sund kropsbygning, med lavt fedtindhold og højt magert fedt, blev sammenlignet med den hos 11 stillesiddende ældre voksne i samme aldersgruppe, men med dårlig funktion og en mindre sund kropssammensætning. Stillesiddende voksne blev identificeret som dem, der ikke havde nogen struktureret fysisk træning i seks på hinanden følgende måneder eller mere, inden studiestart. Alle havde et BMI på 35 eller mindre.
Kropssammensætningen blev målt ved hjælp af dual-energy røntgenabsorptiometri (DXA) scanning, ved hjælp af målinger af magert masse, fedtmasse og knoglemineralindhold. Fysisk funktion blev vurderet med hensyn til underekstremitetsfunktion, mobilitet, og styrke ved hjælp af den korte fysiske ydeevne batteri (SPPB) score, først ved baseline og derefter på en måned. Denne score bruger stående balance, en 4 m gåtur, og en stolestandstest. En cut-off på 8 og 11 blev taget for henholdsvis lav fysisk funktion (LF) og høj fysisk funktion (HF).
I det næste trin, fækale prøver fra de to grupper blev transplanteret ind i tarmen på unge GF -mus af tilsvarende køn. Hver prøve blev givet i fem GF -mus. Kropssammensætningen hos mus blev evalueret ved hjælp af kvantitativ magnetisk resonansbilleddannelse (MRI), mens fysisk funktion blev vurderet ud fra grebstyrke og løbebånds udholdenhedskapacitet. Målingerne blev udført både ved baseline og efter en måneds fækaltransplantation i begge grupper.
I HF -gruppen tarmbakterielle profiler viste en signifikant stigning i Prevotellaceae på familieplan, efterfulgt af stigninger i slægtsniveau i Barnesiella og Prevotella . Arten Barnesiella intestihominis viste sig også at være højere. Disse forskelle varede ved en måned, mens andre forskelle var ustabile mellem studiebesøget og en måneds opfølgning.
Musene udviklede de samme forskelle i bakteriesammensætning, men viste også en stigning i muskelstyrke, når prøverne de modtog var fra de højt fungerende voksne. Dette antydede sammenhængen mellem muskelstyrke og tarmmikrobiota, skønt hverken udholdenhedskapacitet eller kropssammensætning viste nogen væsentlige ændringer. Dette skal kvalificeres ved, at undersøgelsen fandt sted over en kort periode.
Prevotella har vist sig at være højere hos unge atleter og hos stærkere ældre voksne, i tidligere undersøgelser. Dette ser ud til at bekræfte forbindelsen mellem disse bakterier og vedligeholdelse af muskelmasse. Der var ingen signifikant forskel mellem kosten for HF og LF ældre voksne, som ikke understøtter kostens effekt på disse bakterier. Begge Barnesiella og Prevotella producerer kortkædede fedtsyrer (SCFA'er) som acetat og propionat, der kan være med til at forbedre muskelstyrken.
Studieforfatterne forventede at se virkningerne af ændringen i tarmbakterier afspejlet i kroppens sammensætning, som ikke skete. Tidspunktet for muskelstyrkemåling har måske heller ikke været optimalt for at opdage den største stigning, i sammenligning med andre undersøgelser. Imidlertid, undersøgelsen indikerer, at tarmbakterier spiller en rolle i muskelstyrke, og denne type ændringer bør forudses med fremtidige indgreb. Forsker Michael Lustgarten siger, ”Hvis vi skulle foretage en indsats for at øge Prevotella niveauer i tarmmikrobiomet, vi ville forvente at se en stigning i muskelstyrke, hvis disse bakterier er involveret. Prevotella's rolle i vedligeholdelsen af muskelstyrke hos ældre voksne er et område, vi forventer at fortsætte med at undersøge. ”
Undersøgelsen blev offentliggjort online i tidsskriftet Eksperimentel gerontologi den 4. september, 2019.