Mikrobiota ako tréner: Baktérie, ktoré pestovali svalové vlákna

V časopise Scientific Reports bola publikovaná štúdia, v ktorej vedci „znovu zostavili“ mikrobiotu u myší a našli špecifické črevné baktérie, ktoré môžu výrazne zlepšiť silový výkon a zloženie svalov. Po transplantácii ľudskej mikroflóry do myší a následnom testovaní kandidátov autori identifikovali dva druhy – Lactobacillus johnsonii a Limosilactobacillus reuteri. Dlhodobé podávanie týchto baktérií starnúcim myšiam zlepšilo výsledky silových testov, zvýšilo hmotnosť kostrového svalstva a plochu prierezu svalových vlákien a na molekulárnej úrovni zvýšilo expresiu myoregeneračných markerov FST (folistatín) a IGF-1. Práca bola publikovaná 18. augusta 2025.

Pozadie štúdie

Sarkopénia – pokles sily a kvality kostrového svalstva súvisiaci s vekom – zvyšuje riziko pádov, invalidity a úmrtnosti. Klasické intervencie (silový tréning, dostatočný príjem bielkovín) fungujú, ale u mnohých starších dospelých je účinok obmedzený, takže sa pozornosť presúva na nové ciele vrátane črevného mikrobiómu. Hromadiace sa dôkazy spájajú zloženie mikrobiómu s metabolizmom a funkciou svalov a dokonca naznačujú, že probiotická suplementácia môže mierne zlepšiť silu a výkon pri cvičení, hoci výsledky v jednotlivých štúdiách sú zmiešané.

Myšlienka „osi črevo-sval“ sa opiera o niekoľko mechanizmov: mastné kyseliny s krátkym reťazcom syntetizované mikróbmi ovplyvňujú metabolizmus svalovej energie; mikrobiota moduluje zápal a integritu črevnej bariéry; a signály rastu a plasticity sa menia prostredníctvom neuroendokrinných dráh. Fyzická aktivita zase „reštrukturalizuje“ mikrobiálne zloženie – ide o obojsmerný vzťah. To vytvára základ pre hľadanie kmeňov, ktoré špecificky podporujú funkciu svalov u starnúcich organizmov.

Až donedávna sme však mali veľa súvislostí a málo kauzálnych dôkazov na úrovni špecifických baktérií. Nový článok v časopise Scientific Reports časť tejto medzery uzatvára: autori najprv transplantovali ľudskú mikrobiotu myšiam a ukázali, že jej variácie ovplyvňujú silové testy odlišne, a potom kandidátov funkčne otestovali a identifikovali dva kľúčové druhy, Lactobacillus johnsonii a Limosilactobacillus reuteri. Dlhodobé podávanie týchto kmeňov starnúcim myšiam zvýšilo svalovú silu, hmotnosť a plochu prierezu a na úrovni molekulárnych markerov zvýšilo expresiu FST a IGF-1, čo naznačuje účinok podporujúci rast.

Praktický záver je zatiaľ opatrný: ide o presvedčivú predklinickú štúdiu a krok smerom k kmeňovo špecifickým „antisarkopenickým“ probiotikám, ale ich prenos na ľudí si vyžaduje randomizované štúdie s preukázanými koncovými bodmi a mechanistickými biomarkermi. Súčasné prehľady zdôrazňujú potenciál laktobacilov ako adjuvantnej terapie, ale aj potrebu štandardizácie kmeňov, dávok a trvania liečby pred vydaním všeobecných odporúčaní.

Ako bolo toto testované?

Výskumníci najprv „vynulovali“ črevnú flóru 9-mesačných myší antibiotikami a vykonali transplantáciu stolice: počas troch mesiacov dostávali zvieratá zmes stolice od 10 zdravých dospelých jedincov (darcov bez chronických ochorení a bez nedávneho užívania antibiotík/probiotík). Sila a obratnosť boli hodnotené pomocou dvoch nezávislých testov: rotarod (čas do pádu z rotujúcej tyče) a drôtený záves (doba držania). Už v tejto fáze sa ukázalo, že rôzne bakteriálne profily ovplyvňujú funkciu svalov rôznymi spôsobmi. Porovnávacia analýza mikrobioty gastrointestinálneho traktu a stolice ukázala, že zloženie v črevnom lúmene je rozmanitejšie a presnejšie spojené s metrikami sily ako „fekálny odliatok“. Zo súboru rôznych druhov štatisticky konzistentne „vyplávali“ L. johnsonii, L. reuteri a Turicibacter sanguinis; prví dvaja autori si vybrali na funkčné testovanie.

Nasledoval priamy experiment na 12-mesačných myšiach: po krátkej črevnej sanitácii dostávali zvieratá denne počas troch mesiacov L. johnsonii, L. reuteri alebo ich kombináciu. Výsledkom bolo predĺženie času na rotarode a suspenzii už od prvého mesiaca v „bakteriálnych“ skupinách, pričom kombinácia mala najvýraznejšiu dynamiku. Histologicky bola priečna plocha vlákien (soleus, gastrocnemius a dlhý extenzor prstov) väčšia ako v kontrole; zároveň sa telesná hmotnosť ako celok znížila a svalová hmota sa zvýšila, čo naznačuje zlepšenie zloženia tela. Na úrovni expresie mRNA sa folistatín v skupine L. johnsonii takmer zdvojnásobil, IGF-1 bol tiež vyšší vo všetkých „bakteriálnych“ vetvách.

Prečo by to mohlo byť potrebné?

S vekom klesá svalová sila a kvalita (sarkopénia) a zvyšuje sa riziko pádov, zlomenín a straty samostatnosti. Koncept „osy črevo-sval“ je už dlho predmetom diskusií, ale tu uvádzame priame funkčné dôkazy pre konkrétne kmene: L. johnsonii a L. reuteri nie sú spojené len s lepším výkonom, ale v experimente tiež zlepšujú silu a morfológiu svalov. Autori naznačujú, že tento účinok sa môže prejaviť niekoľkými dráhami súčasne – od produkcie mastných kyselín s krátkym reťazcom a modulácie mitochondriálnej funkcie až po reguláciu dráh rastu svalov (prostredníctvom FST/IGF-1).

Čo je nové vo vede (a opatrne – o „energetickej tabletke“)

• Samotný kmeň je dôležitý. Nehovoríme o „probiotikách vo všeobecnosti“, ale o dvoch špecifických kmeňoch, nezávisle potvrdených v dvoch rôznych behaviorálnych testoch a identifikovaných pomocou diferenciálnej analýzy (DESeq2).
• Synergia v páre: Súčasné podávanie L. johnsonii a L. reuteri viedlo k najväčším nárastom sily aj plochy vlákien, čo naznačuje potenciál pre viacero kmeňov.
• Črevo je dôležitejšie ako výkaly. „Portrét“ gastrointestinálnej mikrobioty je informatívnejší ako vzorky výkalov – praktická rada pre budúce stratégie dizajnu.

Ako to funguje (hypotézy autorov)

V diskusii výskumníci spojili zlepšenú funkciu svalov s:

• možná normalizácia mitochondrií vo svaloch (zníženie poškodenia cytochrómom C v predtým opísaných prácach pre tieto druhy);
• zvýšená produkcia mastných kyselín s krátkym reťazcom, ktoré zlepšujú anabolizmus a metabolizmus svalov;
• aktivácia dráh podporujúcich rast - rast FST (antagonista myostatínu) a IGF-1.
  Kombinácia týchto faktorov môže posunúť rovnováhu smerom k väčšej sile a oxidačnému potenciálu vlákien. Mechanizmy je potrebné podrobne popísať na úrovni „omiky“ - metabolomiky, transkriptomiky, proteomiky.

Najprv opatrnosť

Ide o myší model; prenos výsledkov „tak, ako sú“, na ľudí je predčasný. Autori výslovne píšu o potrebe testovania na ľuďoch – od organoidov a ex vivo modelov až po populačné a klinické štúdie. Dôležité je tiež, že účinok závisel od dlhodobého podávania (mesiace) a počiatočné zmeny v mikrobiote u zvierat boli dosiahnuté agresívnou sanitáciou – to v klinike nerobíme. Nakoniec, tretí často „sprievodný“ druh Turicibacter sanguinis v tejto práci neprešiel funkčnou validáciou, hoci jeho obohatenie sa konzistentne zhodovalo so zvýšením sily – možný cieľ pre budúce experimenty.

Čo to dnes znamená „v praxi“?

• „Akékoľvek probiotické“ doplnky sa nerovnajú doplnkom s L. johnsonii a L. reuteri – zloženie produktov v reálnom svete sa veľmi líši;
• cesta k „antisarkopenickému“ probiotiku vyžaduje randomizované kontrolované štúdie na ľuďoch s koncovými bodmi sily (úchop dynamometra, test vstávania a chôdze, rýchlosť chôdze), svalovou morfometriou a metabolickými markermi;
• Ak sa hypotéza potvrdí, cieľ je zrejmý: staršie vekové skupiny, pacienti s rizikom sarkopénie/oslabenia po imobilizácii a športovci v rehabilitačných fázach. Zatiaľ ide o zaujímavú predklinickú štúdiu a základ pre starostlivo navrhnuté klinické skúšky.

Zdroj: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Objav črevných mikroorganizmov, ktoré ovplyvňujú zlepšenie svalovej sily. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2