نوع محدد من بكتيريا الأمعاء يزيد بشكل مباشر من قوة العضلات
يؤدي فقدان الكتلة الجسدية مع تقدم العمر إلى الضعف وإصابات السقوط وانخفاض القدرة على الحركة وضعف الصحة العامة. يحارب الأطباء هذا المرض بشكل رئيسي من خلال العلاج الطبيعي والوجبات الغذائية البروتينية. في السنوات الأخيرة، درس علماء الأحياء بنشاط تأثير البكتيريا في الجهاز الهضمي على عملية التمثيل الغذائي البشري العالمي. ترتبط الكائنات الحية الدقيقة ارتباطًا وثيقًا بتطور أمراض القلب والجهاز العصبي. لذلك، يقوم الأطباء باختبار الفرضيات حول تأثير ميكروبيوم الأمعاء على العوامل الفيزيائية المختلفة للجسم. في العمل الجديد، اختبر فريق الباحثين على وجه التحديد ما إذا كان هناك محور وظيفي بين الأمعاء والعضلات. ونشرت النتائج في مجلة القناة الهضمية.
أخذ العلماء عينات من البراز من 90 شخصًا سليمًا تتراوح أعمارهم بين 18 و25 عامًا و33 مشاركًا تزيد أعمارهم عن 65 عامًا. ثم اجتاز المتطوعون المعايير الرياضية لضغط الساق والضغط على الصدر. قام أخصائيو التشخيص بقياس قوة قبضة اليد والحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين على جهاز المشي لتقييم القدرة على التحمل القلبي التنفسي. أظهر تحليل الجينوم للميكروبات وجود علاقة إيجابية واضحة بين وجود البكتيريا من جنس Roseburia وقوة العضلات البشرية. فقط سلالة R. inulinivorans أعطت النتيجة الفسيولوجية المطلوبة. ولم يغير وجود خيارات أخرى مقاييس الإنجازات الرياضية للشباب والمتقاعدين. قام المشاركون الأكبر سنًا الذين لديهم R. inulinivorans في أمعائهم بضغط مقياس ديناميكي محمول باليد بنسبة 29٪ أقوى من أقرانهم الذين لا يملكون الميكروب. تنخفض كمية الكائنات الحية الدقيقة المرغوبة في جسم الإنسان بشكل طبيعي مع تقدم العمر. في الشباب الأصحاء، وصل الجزء الكيميائي للسلالة إلى 6.6٪، وفي كبار السن لم يتجاوز الرقم 1.3٪.
[shesht-info-block number=1]ولفهم العلاقة بين السبب والنتيجة، أجرى الباحثون اختبارات على 32 فأرًا ذكرًا. أولاً، تم إعطاء الحيوانات مضادات حيوية لمدة أسبوعين لتدمير البكتيريا الأصلية. ثم تم تقسيم القوارض إلى أربع مجموعات. تلقت ثلاث مجموعات من الحيوانات أنواعًا مختلفة من بكتيريا Roseburia مرة واحدة في الأسبوع. عاشت المجموعة الضابطة دون زرع الجراثيم. واستمرت التجربة ثمانية أسابيع. أظهرت الفئران التي أعطيت R. inulinivorans زيادة بنسبة 30% في قوة قبضة اليد الأمامية بعد أربعة أسابيع مقارنة بالمجموعة الضابطة. وظل التأثير مستقرا حتى نهاية المراقبة. ولم تنتج سلالات أخرى من البكتيريا نتائج مماثلة. أظهر التحليل النسيجي لبنية الأنسجة أنه في أقسام العضلة النعلية للساق زاد متوسط حجم ألياف العضلات. كما ارتفعت نسبة الخلايا السريعة من النوع الثاني والتي تولد حركات الطاقة القصيرة. وأوضح التحليل الأيضي السبب الجذري للتحولات الخلوية. يتطلب النشاط الحيوي للبكتيريا R. inulinivorans كميات كبيرة من الأحماض الأمينية الجاهزة. تستهلكها الكائنات الحية الدقيقة بنشاط داخل أعور الفأر. أدى الانخفاض الحاد في مستوى الأحماض الأمينية في الأمعاء إلى رد فعل تعويضي للجسم بأكمله. استجابةً لنقص الموارد، قامت العضلات بتنشيط المسارات الكيميائية لمعالجة البيورينات وفوسفات البنتوز. أعطى هذا التحول الجزيئي للعضلات طاقة إضافية للتخليق الحيوي للنيوكليوتيدات بشكل مكثف وحفز النمو البدني للخلايا الناتج.
[shesht-info-block number=2]لم يتمكن علماء الأحياء بعد من تحقيق الاستعمار الدائم لأمعاء القوارض بسلالات البكتيريا البشرية. جلبت الكائنات الحية الدقيقة فوائد جسدية فقط خلال فترة تناولها. كما أن المسارات الكيميائية لنقل الإشارات من المعدة إلى العضلات لم يتم اكتشافها بعد. وفي الوقت نفسه، تمكن العلماء من التأكيد بشكل لا لبس فيه على العلاقة البيولوجية بين بكتيريا معينة وتطور العضلات. برزت الأنواع R. inulinivorans كمرشح رئيسي لتطوير البروبيوتيك السريري ضد الضعف وفقدان البروتين.
