هل يمكن أن تكون ميكروبات الأمعاء هي المفتاح للتغلب على فقدان العضلات في الشيخوخة؟
تشير الأبحاث الجديدة التي أُجريت على الفئران إلى أن ميكروبات الأمعاء لها دور في تنظيم كتلة العضلات ووظائفها.
تقدم النتائج أدلة جديدة ليس فقط حول كيفية عمل العضلات ونموها وتطورها ولكن أيضًا حول كيفية تواصلها مع الأعصاب التي تتحكم في الحركة.
تشير الاكتشافات أيضًا إلى اتجاهات جديدة محتملة لمعالجة فقدان كتلة العضلات والقوة التي تصاحب الشيخوخة عادةً.
قاد العلماء في جامعة نانيانغ التكنولوجية (NTU) في سنغافورة الدراسة الدولية ، والتي ظهرت في الآونة الأخيرة علوم الطب الانتقالي ورق.
قارنوا القوة والحركة لدى الفئران أثناء خضوعهم لسلسلة من التمارين في المختبر.
كانت بعض الفئران خالية من الجراثيم ولا تحتوي على ميكروبات أمعاء أو ميكروبيوتا ، بينما كان الباقي فئرانًا طبيعية وصحية بها ميكروبات أمعاء.
وجد الباحثون أن الفئران التي لا تحتوي على ميكروبات الأمعاء كانت لديها عضلات هيكلية أضعف وتنتج طاقة أقل من الفئران التي لديها ميكروبات الأمعاء.
بالإضافة إلى ذلك ، وجد الفريق أن زرع ميكروبات الأمعاء من الفئران العادية في الفئران الخالية من الجراثيم زاد من كتلة العضلات وقوتها في الفئران. أدى هذا التدخل أيضًا إلى استعادة جزئية لنمو العضلات ووظيفتها في الفئران الخالية من الجراثيم سابقًا.
يقول كبير مؤلفي الدراسة سفين بيترسون ، الأستاذ في كلية لي كونغ تشيان للطب بجامعة NTU ، إن هذه النتائج "تعزز الدليل المتزايد على أن ميكروبات الأمعاء تعمل كحراس أساسيين لصحة الإنسان ، وتوفر رؤية جديدة في الحفاظ على كتلة العضلات فيما يتعلق بالشيخوخة ".
ميكروبات الأمعاء تشارك الخلايا البشرية
يشير الكم الهائل من الأبحاث التي أجريت في السنوات الأخيرة إلى أن تريليونات الميكروبات التي تعيش في الأمعاء البشرية تتفاعل مع جميع الخلايا البشرية تقريبًا.
بالشراكة مع الخلايا البشرية ، تلعب ميكروبات الأمعاء أدوارًا أساسية في التمثيل الغذائي والمناعة والوظائف الرئيسية الأخرى في الجسم.
ذكرت العديد من الدراسات ، على سبيل المثال ، أن التغيرات في ميكروبات الأمعاء تحدث أثناء السمنة وأمراض الكبد والسكري. تشير هذه الدراسات أيضًا إلى أن ميكروبات الأمعاء متورطة في السرطان والحالات العصبية التي تدمر أنسجة المخ.
نتيجة لهذه الاكتشافات ، أصبح الباحثون مهتمين بشكل متزايد بتغيير ميكروبات الأمعاء كطريقة لعلاج هذه الحالات.
يقول البروفيسور بيترسون إن النتائج الأخيرة تمهد الطريق لدراسات لفحص كيفية استخدام ميكروبات الأمعاء والمواد التي تنتجها كأهداف علاجية لتحسين قوة العضلات لدى كبار السن.
يجب أن تكون نتائج مثل هذه الدراسات ذات أهمية خاصة للبلدان التي يشيخ فيها السكان بسرعة خاصة ، مثل سنغافورة.
فقدان كتلة العضلات النموذجية للشيخوخة
يميل فقدان الكتلة العضلية ، وهي السمة المميزة لضمور العضلات ، إلى الحدوث بشكل طبيعي مع تقدم العمر. ربطت الأدلة هذه الخسارة بالسقوط والكسور والإعاقة.
كانت إحدى الآليات التي حقق فيها البروفيسور بيترسون وزملاؤه هي كيفية تفاعل ميكروبات الأمعاء مع الاتصال بين العضلات والأعصاب.
رأى الفريق أن الفئران التي تفتقر إلى ميكروبات الأمعاء لديها مستويات أقل من بعض البروتينات الضرورية للحركة.
تساعد هذه البروتينات في تكوين وتشغيل التقاطعات التي تسمح للخلايا العصبية التي تتحكم في الحركة بإرسال واستقبال الرسائل من ألياف العضلات الهيكلية. بعض هذه الرسائل توجه العضلات للتقلص.
وجد الفريق أن زرع ميكروبات الأمعاء من الفئران العادية في الفئران الخالية من الجراثيم أعاد هذه البروتينات إلى مستويات كانت أقرب إلى تلك الموجودة في الفئران السليمة.
لاحظ الباحثون أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لفهم كامل ما يحدث في هذه الوصلات العصبية والعضلية للتسبب في هزال العضلات والخلل الوظيفي في الفئران الخالية من الجراثيم.
مشاكل الميتوكوندريا
ومع ذلك ، فقد سلطت بعض النتائج الحديثة بعض الضوء على جانب آخر من ضمور أو هزال العضلات.
في التجارب ، قام الباحثون بتقييم مدى قدرة الفئران على توليد الطاقة لأنها خضعت لتحديات مختلفة. تضمنت المهام حمل أوزان أثقل تدريجيًا والجري بسرعات متزايدة.
كشفت هذه التجارب أن الفئران التي لا تحتوي على ميكروبات الأمعاء كانت تعاني من مشاكل في توليد الطاقة في عضلاتها الهيكلية.
بدت العضلات الهيكلية للفئران الخالية من الجراثيم أقل قدرة على صنع واستخدام الميتوكوندريا ، وهي وحدات الطاقة الصغيرة داخل الخلايا التي تزودها بالطاقة لأداء وظائفها المختلفة.
رأى الفريق كيف أدى زرع ميكروبات الأمعاء من الفئران العادية في الفئران الخالية من الجراثيم إلى زيادة نشاط الإنزيمات في ميتوكوندريا الفئران الخالية من الجراثيم.
ساعدت الزيادة في نشاط الإنزيم في الميتوكوندريا عضلات الهيكل العظمي للفئران الخالية من الجراثيم على إنتاج المزيد من الطاقة.
استنتج المؤلفون:
"تشير نتائجنا إلى دور ميكروبيوتا الأمعاء في تنظيم كتلة العضلات والهيكل العظمي ووظائفها في الفئران."
