Una bacteria intestinal que fortalece los músculos
La sarcopenia se suele interpretar como un fracaso del ejercicio y la nutrición. No obstante, en un nuevo estudio se vincula una bacteria, Roseburia inulinivorans, con la fuerza muscular en los seres humanos y se demuestra un efecto de causalidad en los ratones mediante cambios en los aminoácidos.
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La microbiota intestinal regula el metabolismo, la inflamación y la función tisular del huésped, pero el papel que desempeña en la salud muscular se ha mantenido en la sombra. Aunque el concepto de un eje intestino-músculo ha cobrado fuerza, ninguna especie bacteriana concreta se había relacionado causalmente con la fuerza muscular.
En un nuevo estudio 1 publicado en Gut por Martínez Tellez et al., del Centro Médico de la Universidad de Leiden y la Universidad de Granada, se trata de llenar ese hueco.
Eje intestino-músculo
Una vía de comunicación bidireccional mediante la cual los microorganismos del intestino, sus metabolitos y las señales inmunitarias influyen en la masa y la función muscular. En este estudio se proporcionan pruebas directas de que una única especie bacteriana de este eje puede modular causalmente la fuerza muscular. 1
Sarcopenia
La pérdida progresiva y relacionada con la edad de la masa, la fuerza y la función de los músculos esqueléticos, que contribuye a la debilidad y a obtener resultados clínicos desfavorables. La disminución de la concentración de R. inulinivorans observada con el paso del tiempo apunta a una posible vía terapéutica a través del microbioma para esta enfermedad. 1
De la asociación en seres humanos a las pruebas causales en ratones
El equipo llevó a cabo análisis metagenómicos en dos cohortes de seres humanos:
- 90 adultos jóvenes (de entre 18 y 25 años)
- y 33 adultos mayores (de entre 65 y 75 años), a los que se les realizó un amplio fenotipado para determinar la fuerza muscular.
De entre todos los taxones bacterianos, la abundancia relativa de Roseburia inulinivorans, pero no de otras especies de Roseburia, se asoció positivamente con la fuerza prensil de la mano en ambos grupos de edad. Los adultos mayores con R. inulinivorans detectable presentaron una fuerza prensil de la mano un 29 % superior (p < 0,01). En los más jóvenes, una mayor abundancia de esta también mostraba una correlación con el rendimiento en la prensa de piernas o la prensa de banca (r ≥ 0,26, p < 0,05).
Roseburia inulinivorans
Una bacteria anaeróbica productora de butirato de la familia Lachnospiraceae, identificada aquí como la única especie de Roseburia vinculada específica y causalmente con la mejoría de la fuerza muscular tanto en cohortes de seres humanos como en un modelo murino. 1
Para comprobar la causalidad, 32 ratones tratados con antibióticos recibieron:
- R. inulinivorans,
- R. faecis,
- R. intestinalis, o excipiente líquido mediante alimentación forzada por vía oral tres veces por semana durante ocho semanas.
Solo R. inulinivorans indujo un insólito aumento de aprox. el 30 % en la fuerza prensil de las extremidades anteriores (p < 0,001). El análisis de las fibras musculares confirmó el aumento del área del corte transversal, una mayor frecuencia de fibras grandes (>5000 µm²) y un cambio de fibras de tipo I a fibras de tipo II, las cuales se contraen rápidamente y son esenciales para generar fuerza.
Fibras musculares de tipo II
Fibras musculares esqueléticas de contracción rápida que se caracterizan por su gran capacidad glucolítica y su rápida generación de fuerza. La suplementación con R. inulinivorans cambió la composición de las fibras hacia el tipo II, lo que coincidió con el aumento del tamaño de las fibras musculares y de la fuerza prensil en ratones. 1
Un mecanismo inesperado: aminoácidos en lugar de butirato
Puesto que las especies de Roseburia son productoras de butirato confirmadas, se pensó que el factor impulsor serían los ácidos grasos de cadena corta (AGCC). No obstante, la concentración de los AGCC cecales se mantuvo inalterada.
La característica metabólica clave de R. inulinivorans estaba en otro lugar: un marcado descenso en los aminoácidos cecales, como:
- la metionina,
- la leucina,
- la isoleucina,
- la valina,
- la alanina
- y la lisina.
Los datos genómicos indican que R. inulinivorans depende de una vía de biosíntesis específica de la lisina vinculada a la succinilación y que no puede utilizar la urea como fuente de nitrógeno, lo que probablemente aumenta su absorción luminal de aminoácidos. Posteriormente, el análisis metabolómico no selectivo de los músculos esqueléticos reveló la activación de las vías de la purina y los fosfatos de pentosa, rutas centrales de la biosíntesis de los nucleótidos, la producción de NADPH y el equilibrio de oxidorreducción.
El metabolismo de la purina se puede estimular mediante mTORC1, un importante regulador de la señalización anabólica y el crecimiento muscular, lo que apunta a un vínculo mecánico entre el consumo microbiano de aminoácidos en el intestino y la hipertrofia de las fibras musculares.
29%
En las personas mayores, la presencia detectable de R. inulinivorans se asocia con un aumento del 29 % en la fuerza de prensión. ¹
Un candidato a probiótico para los músculos de más edad
La concentración de R. inulinivorans era significativamente inferior en los adultos mayores en comparación con los más jóvenes, una tendencia que se confirmó en 3512 metagenomas disponibles públicamente (p = 0,016).
El género Roseburia también está bajo en:
- la sarcopenia,
- la parálisis cerebral,
- la anorexia nerviosa
- y la caquexia cancerosa.
Sarcopenia: implicación de la microbiota intestinal en la pérdida funcional y de masa de los músculos esqueléticos
En particular, se ha observado que el entrenamiento de la fuerza aumenta de forma selectiva la cantidad de Roseburia, lo que indicaría que existe un diálogo bidireccional intestino-músculo.
En conjunto, estos hallazgos indican que R. inulinivorans es un modulador del eje intestino-músculo específico de las especies y un convincente candidato a probiótico para utilizarse en las estrategias nutracéuticas contra el deterioro muscular senil, aunque sigue siendo indispensable que se lleven a cabo rigurosos ensayos de intervención en seres humanos.
Véase también
