Los microorganismos que viven en los intestinos podrían ayudar con el crecimiento y la función muscular, abriendo nuevas puertas a las intervenciones para la pérdida de músculo esquelético relacionada con la edad, descubrió un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur NTU Singapur.
A través de una serie de ejercicios relacionados con la fuerza y el movimiento realizados en ratones, el equipo compuesto por investigadores de Singapur, Suecia, Suiza, Francia, Reino Unido, EE. UU. Y Australia, descubrió que los ratones con microbios intestinales tenían músculos esqueléticos más fuertes que pueden producir másenergía en comparación con ratones sin microbios intestinales, conocidos como ratones libres de gérmenes.
Todas las especies, incluidos los humanos, tienen una miríada de especies microbianas que viven dentro de ellas. Las que recubren el intestino juegan un papel importante en las funciones corporales, desde el metabolismo hasta el sistema inmunitario.
La evidencia de un vínculo entre los microbios intestinales y la masa muscular esquelética se fortaleció cuando el equipo de investigación internacional trasplantó microbios intestinales de ratones de laboratorio estándar a ratones libres de gérmenes. El crecimiento y la función muscular en los ratones libres de gérmenes se restablecieron parcialmente después del trasplante.
Los hallazgos apuntan a un nuevo método potencial para abordar la pérdida de músculo esquelético relacionada con la edad al alterar la composición del microbio intestinal.
El estudio, publicado en Medicina traslacional de la ciencia en julio, también podría allanar el camino para importantes estudios relevantes para el desarrollo muscular, el crecimiento y la formación de la comunicación funcional nervio-músculo.
El profesor Sven Pettersson de la NTU Lee Kong Chian School of Medicine, quien dirigió el estudio, dijo: "Estos resultados fortalecen aún más la creciente evidencia de que los microbios intestinales actúan como guardianes cruciales para la salud humana y proporcionan una nueva visión del mantenimiento de la masa muscular conrespeto al envejecimiento. Dado que el envejecimiento saludable es uno de los principales objetivos de salud de la población en envejecimiento de Singapur, estos resultados son alentadores. Sientan las bases para futuros estudios que evalúen cómo los microbios y sus metabolitos pueden ser objetivos potenciales de intervención para mejorar la fuerza del músculo esqueléticoen los ancianos, especialmente en países como Singapur con poblaciones que envejecen rápidamente ".
Nueva visión sobre la comunicación nervio-músculo
El estudio también arrojó luz sobre el posible vínculo entre los microbios intestinales y la comunicación entre nervios y músculos.
Los investigadores encontraron que los ratones libres de gérmenes habían reducido los niveles de proteínas clave esenciales para el ensamblaje y la función de una unión neuromuscular, una estructura química que permite que una célula nerviosa motora se comunique con una fibra del músculo esquelético. Estas uniones permiten que las señalesser transmitido a la fibra muscular, causando contracción muscular.
Trasplantar microbios intestinales en ratones sin gérmenes restauró parcialmente la expresión de estas proteínas clave al nivel observado en ratones con bacterias intestinales.
El profesor Pettersson dijo: "Si bien se necesitan experimentos adicionales para obtener completamente los mecanismos subyacentes a la atrofia y disfunción muscular en la unión nervio-músculo en ratones libres de gérmenes, los resultados presentados aquí permiten estudios futuros importantes e interesantes relacionados con el desarrollo muscular,crecimiento y formación de la comunicación funcional nervio-músculo ".
Comprender el mecanismo de los músculos esqueléticos
Para estudiar el impacto de los microbios intestinales en la masa muscular esquelética y la atrofia muscular, que es el desgaste o la pérdida de tejido muscular, el profesor Pettersson y su equipo realizaron tres series de pruebas de ejercicio en ratones con microbios intestinales y ratones libres de gérmenes conNo hay rastro de microbios en ellos.
En la prueba de pesas, se hizo que cada ratón agarrara un peso de 26 g para ver si podía soportar el peso durante tres segundos. Aquellos que lo hicieron con éxito luego avanzaron a los siguientes cinco pesos, que van desde 33 g hasta 100 g.
Los investigadores también monitorearon los movimientos de los ratones durante una hora en un ambiente abierto para medir la distancia total que cubrieron y la cantidad de tiempo que los ratones pasaron de pie sobre sus patas traseras.
Los ratones también corrieron en una cinta rodante a una velocidad gradualmente creciente de 0 a 15 metros por minuto, y luego se mantuvieron a una velocidad constante.
Tras un examen, el equipo de investigación descubrió que, además de la reducción de la masa del músculo esquelético y el aumento de la expresión de genes relacionados con la atrofia muscular, los músculos esqueléticos en ratones libres de gérmenes también mostraron problemas con la función y la generación de nuevas mitocondrias, cuyo papel espara descomponer los nutrientes y formar energía para la actividad celular.
Pero cuando los investigadores trasplantaron microbios intestinales de ratones a ratones libres de gérmenes, descubrieron que estos ratones tenían su crecimiento y función muscular parcialmente restaurados, y mostraban signos reducidos de atrofia muscular.
El estudio se basa en los estudios anteriores del profesor Pettersson sobre cómo los microbios intestinales influyen en el desarrollo del cerebro, la integridad de la barrera hematoencefálica y el comportamiento general relacionado con la ansiedad y el miedo.
El profesor de microbiología Wang Yue de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación de Singapur A * STAR, que no participó en el estudio, dijo que el descubrimiento inspirará a científicos y clínicos a investigar la relación entre la composición microbiana de la microbiota yEl estado de los músculos esqueléticos en humanos.
"Esta línea de investigación conducirá a formas novedosas de mantener o mejorar la masa muscular, la fuerza y la función mediante la modulación de la composición microbiana en el intestino. Se espera que tales estrategias tengan amplias aplicaciones para abordar problemas de salud relacionados con los músculos. Un áreacon un enorme potencial es retrasar o revertir la sarcopenia relacionada con la edad la pérdida de masa y fuerza del músculo esquelético como resultado del envejecimiento ", agregó el director de investigación del Instituto de Biología Molecular y Celular de A * STAR
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Nanyang . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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