Mungkinkah mikroba usus menjadi kunci untuk mengatasi kehilangan otot pada usia yang lebih tua?
Penyelidikan baru pada tikus menunjukkan bahawa mikroba usus berperanan dalam mengatur massa dan fungsi otot.
Penemuan ini memberikan petunjuk baru bukan sahaja bagaimana otot berfungsi, tumbuh, dan berkembang tetapi juga bagaimana mereka berkomunikasi dengan saraf yang mengawal pergerakan.
Penyingkapan ini juga menunjukkan petunjuk baru yang berpotensi untuk mengatasi kehilangan jisim dan kekuatan otot yang biasanya menyertai penuaan.
Para saintis di Universiti Teknologi Nanyang (NTU) di Singapura mengetuai kajian antarabangsa, yang baru-baru ini muncul Perubatan Translasional Sains kertas.
Mereka membandingkan kekuatan dan pergerakan pada tikus ketika mereka menjalani beberapa latihan di makmal.
Sebilangan tikus bebas kuman dan tidak mempunyai mikroba usus atau mikrobiota, sementara selebihnya adalah tikus normal dan sihat yang mempunyai mikroba usus.
Para penyelidik mendapati bahawa tikus tanpa mikroba usus mempunyai otot rangka yang lebih lemah dan menghasilkan lebih sedikit tenaga daripada tikus dengan mikroba usus.
Di samping itu, pasukan mendapati bahawa pemindahan mikroba usus dari tikus normal ke tikus bebas kuman meningkatkan jisim dan kekuatan otot pada yang terakhir. Campur tangan ini juga menyebabkan pemulihan sebahagian pertumbuhan otot dan fungsi pada tikus yang sebelumnya bebas kuman.
"Hasil ini," kata penulis kajian senior Sven Pettersson, seorang profesor di Sekolah Perubatan Lee Kong Chian di NTU, "memperkuatkan lagi bukti mikroba usus yang berkembang sebagai penjaga pintu penting untuk kesihatan manusia, dan memberikan pandangan baru mengenai pemeliharaan massa otot berkenaan dengan penuaan. "
Mikroba usus bekerjasama dengan sel manusia
Sejumlah besar penyelidikan yang dilakukan dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan bahawa triliunan mikroba yang hidup di usus manusia berinteraksi dengan hampir semua sel manusia.
Dengan bekerjasama dengan sel manusia, mikroba usus memainkan peranan penting dalam metabolisme, imuniti, dan fungsi utama tubuh yang lain.
Banyak kajian, misalnya, melaporkan bahawa perubahan mikroba usus berlaku semasa kegemukan, penyakit hati, dan diabetes. Kajian-kajian ini juga menunjukkan bahawa mikroba usus terlibat dalam barah dan keadaan neurologi yang memusnahkan tisu otak.
Hasil daripada pendedahan ini, para penyelidik semakin berminat untuk mengubah mikroba usus sebagai kaedah untuk merawat keadaan ini.
Prof Pettersson mengatakan bahawa penemuan baru-baru ini membuka jalan bagi kajian untuk mengkaji bagaimana mikroba usus dan bahan yang dihasilkannya dapat berfungsi sebagai sasaran rawatan untuk meningkatkan kekuatan otot pada orang tua.
Hasil kajian tersebut semestinya sangat menarik bagi negara-negara di mana populasi penuaan sangat cepat, seperti Singapura.
Kehilangan jisim otot yang tipikal pada penuaan
Kehilangan jisim otot, ciri khas sarcopenia, cenderung berlaku secara semula jadi seiring bertambahnya usia. Bukti telah menghubungkan kehilangan ini dengan jatuh, patah tulang, dan kecacatan.
Salah satu mekanisme yang disiasat oleh Prof Pettersson dan rakan-rakannya adalah bagaimana mikroba usus berinteraksi dengan komunikasi antara otot dan saraf.
Pasukan melihat bahawa tikus yang kekurangan mikroba usus mempunyai tahap protein tertentu yang lebih rendah yang penting untuk pergerakan.
Protein ini membantu membuat dan mengendalikan persimpangan yang membolehkan sel saraf yang mengawal pergerakan menghantar dan menerima mesej dari serat otot rangka. Sebahagian daripada mesej ini mengarahkan otot untuk berkontrak.
Pasukan mendapati bahawa pemindahan mikroba usus dari tikus normal ke tikus bebas kuman mengembalikan protein ini ke tahap yang lebih dekat dengan tikus yang sihat.
Para penyelidik menyatakan bahawa lebih banyak kajian diperlukan untuk memahami sepenuhnya apa yang berlaku di persimpangan saraf-otot ini untuk menyebabkan pembaziran otot dan disfungsi pada tikus bebas kuman.
Masalah dengan mitokondria
Sebilangan hasil baru-baru ini, bagaimanapun, menjelaskan aspek lain dari pembaziran otot, atau atrofi.
Dalam eksperimen tersebut, para penyelidik menilai sejauh mana tikus dapat menghasilkan tenaga ketika mereka mengalami pelbagai cabaran. Tugas-tugas itu termasuk menahan beban yang semakin berat dan berjalan pada kecepatan yang meningkat.
Eksperimen ini menunjukkan bahawa tikus tanpa mikroba usus mempunyai masalah menghasilkan tenaga pada otot rangka mereka.
Otot rangka tikus bebas kuman nampaknya kurang mampu membuat dan menggunakan mitokondria, rumah kuasa kecil di dalam sel yang memberi mereka tenaga untuk pelbagai fungsi mereka.
Pasukan melihat bagaimana pemindahan mikroba usus dari tikus normal ke tikus bebas kuman meningkatkan aktiviti enzim dalam mitokondria tikus bebas kuman.
Peningkatan aktiviti enzim di mitokondria membantu otot rangka tikus bebas kuman membuat lebih banyak tenaga.
Penulis membuat kesimpulan:
"Hasil kami menunjukkan peranan untuk mikrobiota usus dalam mengatur massa otot rangka dan berfungsi pada tikus."
