Mikrobiota jako trenér: Bakterie, které pěstovaly svalová vlákna

V časopise Scientific Reports byla publikována studie, ve které vědci „znovu sestavili“ mikrobiotu u myší a objevili specifické střevní bakterie, které mohou výrazně zlepšit silový výkon a složení svalů. Po transplantaci lidské mikroflóry do myší a následném testování kandidátů autoři identifikovali dva druhy – Lactobacillus johnsonii a Limosilactobacillus reuteri. Dlouhodobé podávání těchto bakterií stárnoucím myším zlepšilo výsledky silových testů, zvýšilo hmotu kosterního svalstva a plochu průřezu svalových vláken a na molekulární úrovni zvýšilo expresi myoregeneračních markerů FST (follistatin) a IGF-1. Práce byla publikována 18. srpna 2025.

Pozadí studie

Sarkopenie – s věkem související pokles síly a kvality kosterního svalstva – zvyšuje riziko pádů, invalidity a úmrtnosti. Klasické intervence (silový trénink, dostatek bílkovin) fungují, ale u mnoha starších dospělých je jejich účinek omezený, takže se pozornost přesouvá k novým cílům, včetně střevního mikrobiomu. Hromadící se důkazy spojují složení mikrobioty s metabolismem a funkcí svalů a dokonce naznačují, že probiotická suplementace může mírně zlepšit sílu a sportovní výkon, ačkoli výsledky jsou v jednotlivých studiích smíšené.

Myšlenka „osy střevo-sval“ se opírá o několik mechanismů: mastné kyseliny s krátkým řetězcem syntetizované mikroby ovlivňují energetický metabolismus svalů; mikrobiota moduluje zánět a integritu střevní bariéry; a signály růstu a plasticity jsou měněny neuroendokrinními drahami. Fyzická aktivita zase „restrukturalizuje“ mikrobiální složení – jedná se o obousměrný vztah. To vytváří základ pro hledání kmenů, které specificky podporují funkci svalů u stárnoucích organismů.

Až donedávna jsme však měli mnoho asociací a málo důkazů o kauzalitě na úrovni specifických bakterií. Nový článek v časopise Scientific Reports část této mezery uzavírá: autoři nejprve transplantovali lidskou mikrobiotu do myší a ukázali, že její variace ovlivňují silové testy odlišně, a poté kandidáty funkčně otestovali a identifikovali dva klíčové druhy, Lactobacillus johnsonii a Limosilactobacillus reuteri. Dlouhodobé podávání těchto kmenů stárnoucím myším zvýšilo svalovou sílu, hmotnost a plochu průřezu a na úrovni molekulárních markerů zvýšilo expresi FST a IGF-1, což naznačuje účinek podporující růst.

Praktický závěr je zatím opatrný: jedná se o přesvědčivou preklinickou studii a krok směrem k kmenově specifickým „antisarkopenickým“ probiotikům, ale jejich převedení na člověka vyžaduje randomizované studie s power-associate endpointy a mechanistickými biomarkery. Současné přehledy zdůrazňují potenciál laktobacilů jako adjuvantní terapie, ale také potřebu standardizace kmenů, dávek a trvání léčby před vydáním obecných doporučení.

Jak bylo toto testováno?

Vědci nejprve „vynulovali“ střevní flóru 9měsíčních myší pomocí antibiotik a provedli transplantaci stolice: po dobu tří měsíců dostávala zvířata směs stolice od 10 zdravých dospělých jedinců (dárců bez chronických onemocnění a bez nedávného užívání antibiotik/probiotik). Síla a hbitost byly hodnoceny pomocí dvou nezávislých testů: rotarod (doba pádu z rotující tyče) a drátěné suspenze (doba udržení). Již v této fázi se ukázalo, že různé bakteriální profily ovlivňují svalovou funkci různými způsoby. Srovnávací analýza mikrobioty gastrointestinálního traktu a stolice ukázala, že složení ve střevním lumenu je pestřejší a přesněji spojeno s metrikami síly než „fekální odlitek“. Ze souboru různých druhů statisticky konzistentně „vyplavaly“ L. johnsonii, L. reuteri a Turicibacter sanguinis; první dva autoři si vybrali pro funkční testování.

Dále přímý experiment na 12měsíčních myších: po krátké střevní sanitaci dostávaly zvířata denně po dobu tří měsíců L. johnsonii, L. reuteri nebo jejich kombinaci. Výsledkem bylo prodloužení doby na rotarodu a suspenzi již od prvního měsíce u „bakteriálních“ skupin, přičemž kombinace vykazovala nejvýraznější dynamiku. Histologicky byla příčná plocha vláken (soleus, gastrocnemius a long extensor of palps) větší než v kontrole; zároveň se celková tělesná hmotnost snížila a svalová hmota se zvýšila, což naznačuje zlepšení složení těla. Na úrovni exprese mRNA se follistatin ve skupině L. johnsonii téměř zdvojnásobil, IGF-1 byl také vyšší ve všech „bakteriálních“ větvích.

Proč by to mohlo být nutné?

S věkem klesá svalová síla a kvalita (sarkopenie) a zvyšuje se riziko pádů, zlomenin a ztráty samostatnosti. Koncept „osy střevo-sval“ je již dlouho předmětem debat, ale zde prezentujeme přímé funkční důkazy pro specifické kmeny: L. johnsonii a L. reuteri nejsou spojovány pouze s lepším výkonem, ale v experimentu také zlepšují sílu a morfologii svalů. Autoři naznačují, že k tomuto efektu může docházet současně několika cestami – od produkce mastných kyselin s krátkým řetězcem a modulace mitochondriální funkce až po regulaci drah růstu svalů (prostřednictvím FST/IGF-1).

Co je nového ve vědě (a opatrně - o „energetické pilulce“)

• Samotný kmen je důležitý. Nemluvíme o „probiotikách obecně“, ale o dvou specifických kmenech, nezávisle potvrzených ve dvou různých behaviorálních testech a identifikovaných pomocí diferenciální analýzy (DESeq2).
• Synergie v páru: Současné podávání L. johnsonii a L. reuteri vedlo k největšímu nárůstu síly i plochy vláken, což naznačuje potenciál pro vícekmenové receptury.
• Střeva jsou důležitější než výkaly. „Portrét“ gastrointestinální mikrobioty je informativnější než vzorky výkalů – praktická rada pro budoucí designové strategie.

Jak to funguje (hypotézy autorů)

V diskusi vědci spojili zlepšenou svalovou funkci s:

• možná normalizace mitochondrií ve svalech (snížení poškození cytochromem C v dříve popsaných pracích pro tyto druhy);
• zvýšená produkce mastných kyselin s krátkým řetězcem, které zlepšují anabolismus a metabolismus svalů;
• aktivace drah podporujících růst - růst FST (antagonisty myostatinu) a IGF-1.
  Kombinace těchto faktorů může posunout rovnováhu směrem k větší síle a oxidačnímu potenciálu vláken. Mechanismy je třeba detailně popsat na úrovni „omiky“ - metabolomiky, transkriptomiky, proteomiky.

Nejprve opatrně

Jedná se o myší model; přenos výsledků „tak, jak jsou“, na lidi je předčasný. Autoři výslovně píší o potřebě testování na lidech – od organoidů a ex vivo modelů až po populační a klinické studie. Důležité je také, že účinek závisel na dlouhodobém podávání (měsíce) a počáteční změny v mikrobiotě u zvířat byly dosaženy agresivní sanitací – to v klinice neděláme. A konečně, třetí často „doprovodný“ druh Turicibacter sanguinis v této práci neprošel funkční validací, ačkoli jeho obohacení konzistentně probíhalo současně se zvýšením síly – možný cíl pro budoucí experimenty.

Co to dnes znamená „v praxi“?

• „Jakékoli probiotické“ doplňky se nerovnají doplňkům s L. johnsonii a L. reuteri – složení produktů v reálném světě se velmi liší;
• cesta k „antisarkopenickému“ probiotiku vyžaduje randomizované kontrolované studie na lidech s cílovými parametry síly (úchop dynamometru, test vstání a chození, rychlost chůze), svalovou morfometrií a metabolickými markery;
• Pokud se hypotéza potvrdí, cílová skupina je zřejmá: starší věkové skupiny, pacienti s rizikem sarkopenie/oslabení po imobilizaci a sportovci v rehabilitačních fázích. Prozatím se jedná o zajímavou preklinickou studii a základ pro pečlivě navržené klinické studie.

Zdroj: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Objev střevních mikroorganismů, které ovlivňují zlepšení svalové síly. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2