Les scientifiques montrent que des bactéries intestinales spécifiques peuvent suralimenter la croissance musculaire et les performances chez la souris, ce qui augmente les espoirs de nouvelles thérapies à base de probiotiques pour lutter contre le déclin musculaire lié à l'âge.
Étude: Découverte des micro-organismes intestinaux qui affectent l'amélioration de la force musculaire. Crédit d'image: E-Crow / Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Rapports scientifiquesles chercheurs ont identifié les microbes intestinaux associés à une amélioration de la force musculaire. Les organismes se sont adaptés à leurs environnements de survie, conduisant à une diversité remarquable de la vie. Les humains ont établi des relations symbiotiques avec les microbes environnementaux vitaux pour la santé et la survie. Les microbes du corps humain sont particulièrement notables, car ils ont évolué pour créer des écosystèmes spécialisés spécifiques à chaque environnement, tels que la peau, la cavité orale et le tractus gastro-intestinal (GI).
L'activité physique est un facteur clé pour améliorer la fonction immunitaire et diminuer l'incidence des maladies métaboliques et inflammatoires. Le microbiome intestinal est impliqué dans la médiation des effets bénéfiques de l'exercice. Les signaux du microbiote intestinal forment un réseau de communication entre les muscles squelettiques et l'intestin, régulant l'activité métabolique et l'inflammation. Cependant, la recherche sur le microbiote intestinal et les muscles squelettiques est limitée.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs visaient à identifier les microbes associés à une amélioration des performances locomotrices et de la force musculaire. Premièrement, des souris âgées (âgées de 9 mois) ont été épuisées en microbiote intestinal en utilisant des antifongiques et des antibiotiques, et la transplantation de microbiote fécal (FMT) a été effectuée en utilisant des échantillons fécaux pour minimiser la variabilité génétique de l'hôte. Des échantillons fécaux ont été obtenus auprès d'adultes en bonne santé selon une alimentation régulière qui n'utilisaient pas d'antibiotiques ou de probiotiques au cours des six derniers mois ou qui ont des troubles gastro-intestinaux ou des maladies chroniques.
De plus, les tests de suspension Rotarod et fil ont été effectués pour évaluer l'impact du FMT sur la résistance musculaire. La force musculaire, la coordination motrice et l'équilibre ont été examinés dans le test Rotarod. La résistance des membres antérieures a été évaluée dans le test de suspension du fil. Des tests ont été effectués au départ (avant le FMT) et trois mois après la FMT. De plus, le sang, le contenu des voies gastro-intestinaux (GI) et les échantillons fécaux ont été prélevés pour d'autres analyses.
La glycémie, le cholestérol de lipoprotéines à haute densité (HDL-C), le cholestérol de lipoprotéines à basse densité (LDL-C), les triglycérides (TG) et le cholestérol total (TC) ont été évalués. L'ADN des teneurs du tractus gastro-intestinal ou des génomes bactériens fécaux a été extrait et une analyse de séquençage du gène de l'ARNr 16S a été réalisée. Les diversités α et β ont été calculées et des arbres phylogénétiques ont été générés. De plus, des souches microbiennes spécifiques contribuant à la force musculaire ont été identifiées en analysant les abondances différentielles entre les groupes.
Résultats
Les chercheurs ont trouvé des effets variables de la FMT sur la force musculaire. Les changements dans les performances du test de la suspension de Rotarod ou de fil sur trois mois ont été stratifiés en groupes renforcés, intermédiaires et affaiblis. De plus, la glycémie et le poids corporel des souris ont augmenté après trois mois. Il convient de noter que les niveaux de HDL-C ont augmenté dans les groupes résistants aux muscles.
La richesse en espèces a considérablement augmenté après la FMT, mais la régularité des espèces n'a pas changé. Cela signifiait que si le nombre d'espèces microbiennes augmentait après la FMT, leur distribution est restée relativement stable. Le microbiome intestinal était principalement composé de bacteroidetes et de firmicutes au départ; Cependant, leur abondance relative a diminué après la FMT, tandis que celle de la verrucomicrobie a augmenté.
Surtout, la diversité microbienne était significativement plus riche dans les échantillons de tracts gastro-intestinaux que les excréments, permettant une détection plus sensible des microbes liés à muscle. L'équipe a constaté que neuf espèces bactériennes avaient des abondances significativement différentes entre les groupes renforcés et affaiblis dans le groupe de test Rotarod, avec sept espèces enrichies dans le groupe renforcé. De même, neuf espèces étaient différentiellement abondantes entre les souris affaiblies et renforcées dans le groupe de suspension filaire, avec quatre espèces enrichies dans le groupe renforcé.
Notamment, trois espèces bactériennes, Lactobacillus Johnsonii, Limosilactobacillus reuteriet Turicibacter sanguinisont été constamment enrichis en groupes renforcés dans les deux tests et ont montré une corrélation linéaire avec l'amélioration de la force musculaire. De ceux-ci, seulement L. Johnsonii et L. Reuteri ont été validés fonctionnellement, mais l'enrichissement répété de T. sanguinis suggère qu'il peut également jouer un rôle biologiquement pertinent malgré le fait de ne pas avoir été testé directement.
Enfin, des souris de 12 mois (mode vieillissantes) ont été administrées L. Reuteri (LR) et L. Johnsonii (LJ) seul ou en combinaison. Les souches provenaient de la banque microbe intestinale (GMB). Les souris qui ont reçu LR et LJ ont montré des améliorations significatives des tests de suspension Rotarod et de fil.
Le poids musculaire a également été augmenté de 157% dans le groupe LR + LJ par rapport aux témoins. Bien que le poids corporel ait diminué, il s'est accompagné d'une augmentation de la masse musculaire. Le poids musculaire dans le groupe LR + LJ était significativement plus élevé que dans les groupes LR ou LJ seuls. Des marqueurs liés à la croissance musculaire, notamment le follistatine (FST), un inhibiteur de la myostatine qui favorise la croissance musculaire et le facteur de croissance de type insuline (IGF) -1, un facteur de croissance anabolique clé, ont été évalués au niveau de l'ARN messager (ARNm). L'IGF-1 a montré l'augmentation la plus élevée du groupe LR + LJ, tandis que FST a augmenté dans le groupe LJ.
Les zones transversales des fibres musculaires, telles que gastrocnémien, extenseur digitorum longus et soléaire, ont été significativement augmentées entre les groupes de test. Cependant, le groupe LR + LJ a montré la plus forte augmentation de la zone transversale des fibres musculaires. De plus, le groupe LR + LJ avait des niveaux TG, TC et LDL-C significativement plus faibles que les témoins. En ce qui concerne les marqueurs inflammatoires, les niveaux d'interleukine-6 étaient systématiquement élevés dans le groupe LJ mais ont été nettement réduits dans le groupe LR + LJ, suggérant un effet anti-inflammatoire de la co-administration.
Conclusions
Ensemble, les résultats indiquent que L. Reuteri et L. Johnsonii améliorer considérablement la force musculaire et les performances. La co-administration de ces souches a entraîné des effets synergiques, conduisant à la masse musculaire la plus élevée, à la force et aux améliorations de la zone transversale des fibres. Bien que T. sanguinis n'a pas été validé, son enrichissement cohérent met en évidence la nécessité d'une future exploration mécaniste.
Surtout, ces résultats sont basés sur des modèles de souris précliniques. Bien qu'ils suggèrent que des microbes intestinaux spécifiques peuvent influencer la santé musculaire, la traduction de l'homme nécessite une étude plus approfondie. Les études futures doivent corroborer ces résultats dans les populations humaines et élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents, y compris la production et les effets des métabolites microbiens sur le métabolisme musculaire.
