Sarkopenia: czy mikrobiota jelit ma udział w utracie masy i zaniku funkcji mięśni szkieletowych?

Oczekiwana długość życia wciąż rośnie, skłaniając naukowców do coraz większego zainteresowania chorobami wieku podeszłego. Jedną z nich jest sarkopenia przejawiająca się zmniejszeniem masy mięśni¹. Choroba ta rozwija się w wyniku działania wielu mechanizmów fizjopatologicznych, a zwłaszcza nieodpowiedniej diety i aktywności fizycznej, stanu zapalnego, immunosenescencji, oporności anabolicznej i stresu oksydacyjnego. Na procesy te – zwłaszcza związane ze stanami zapalnymi lub z układem odpornościowym – w znacznym stopniu wpływa mikrobiota jelit (MJ). Prowadzono już badania nad zmianami MJ u osób starszych, ale to, o którym piszemy, jest pierwszym, w którym zajęto się rolą osi jelita– mięśnie w sarkopenii.

Pacjenci z sarkopenią: mniejsze zróżnicowanie mikrobioty jelit...

Mikrobiotę jelit trzech grup pacjentów przebadano metodą sekwencjonowania genu ARNr 16S. Grupy te były złożone z 60 osób zdrowych stanowiących grupę kontrolną (średnia wieku 68,38 ± 5,79), 11 osób dotkniętych sarkopenią (zaburzeniem funkcjonowania mięśni i spadkiem masy mięśniowej) w wieku średnio 76,45 ± 8,58 lat oraz 16 osób w stanie przedsarkopenicznym (średnia wieku 74,00 ± 6,94) cierpiących tylko na zaburzenia czynności mięśni. Okazuje się, że zróżnicowanie alfa (wskaźniki Chao1, liczba zaobserwowanych gatunków) jest u osób z sarkopenią i stanem przedsarkopenicznym znacznie mniejsze niż u zdrowych osób z grupy kontrolnej. U pacjentów tych występuje zmniejszenie liczebności niektórych gatunków wytwarzających kwas masłowy (Lachnospira, Fusicantenibacter, Roseburia, Eubacterium, Lachnoclostridium). Kwas masłowy – bardzo ważna cząsteczka, dzięki której MJ jest w stanie wpływać na fizjologię gospodarza – gra podwójnie ważną rolę: jest znany z łagodzenia stanów zapalnych, a niektóre badania wykazały, że krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (do których należy kwas masłowy) przyczyniają się do utrzymania masy mięśni szkieletowych. Rodzaj Lactobacillus występuje obficiej u osób chorych, a rodzina Lactobacillaceae została zidentyfikowana jako biomarker w grupie przedsarkopenicznej. Jak się wydaje, rodzina Porphyromonadaceae jest biomarkerem identyfikującym pacjentów sarkopenicznych.

...i zaburzenie szlaków funkcjonalnych

Aby poznać wpływ składu MJ na funkcjonowanie organizmów pacjentów, badacze ustalili istnienie pewnej liczby zaburzeń szlaków funkcjonalnych. U osób w stanie przedsarkopenicznym i dotkniętych sarkopenią niektóre funkcje są nadmiernie nasilone (zwłaszcza biosynteza lipopolisacharydów – LPS), natomiast inne występują w niedostatecznym stopniu (między innymi biosynteza fenyloalaniny, tyrozyny i tryptofanu). Wyniki te sugerują, że kluczowe szlaki metaboliczne związane z wytwarzaniem energii komórkowej, przetwarzaniem białek i transportem substancji odżywczych w przypadku choroby są regulowane odmiennie. Ponadto wzbogacenie biosyntezy LPS prawdopodobnie oznacza, że sarkopenia ma związek z prozapalnym metagenomem. Wyniki te potwierdzają rezultaty² wcześniejszych badań wykazujących znaczenie szlaków biosyntezy fenyloalaniny, tyrozyny i tryptofanu w pobudzaniu anabolizmu mięśniowego u osób starszych.

Jakie wnioski płyną z tego badania? Te wstępne wyniki wskazują, że zaburzenia struktury i funkcjonowania MJ mogą mieć udział w utracie masy mięśniowej i osłabieniu funkcji mięśni u osób dotkniętych sarkopenią. Niemniej potwierdzenie tej hipotezy wymaga dalszych badań na większych próbach.

¹Martin FC, Ranhoff AH. Frailty and Sarcopenia. 2020 Aug 21. In: Falaschi P, Marsh D, editors. Orthogeriatrics: The Management of Older Patients with Fragility Fractures [Internet]. Cham (CH): Springer; 2021. Chapter 4.

²Volpi, E., Kobayashi, H., Sheffield-Moore, et al. Essential amino acids are primarily responsible for the amino acid stimulation of muscle protein anabolism in healthy elderly adults. Am. J. Clin. Nutr. 78, 250–258. https ://doi.org/10.1093/ajcn/78.2.250 (2003).