Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur), junto a investigadores de Suecia, Suiza, Francia, Reino Unido, EE. UU. Y Australia, ha encontrado que los ratones con microbiota intestinal, tienen músculos esqueléticos más fuertes y que pueden producir más energía, en comparación con los ratones sin microbiota intestinal, conocidos como ratones 'libres de gérmenes' o 'germ free'.
Con este descubrimiento, se ha descubierto un vínculo entre los microbios intestinales y el crecimiento y la función muscular, que podría abrir nuevas puertas para contrarrestar la pérdida de músculo esquelético relacionada con la edad.
Los ratones tuvieron que hacer una serie de ejercicios de fuerza y el movimiento para comprobar el efecto de tener o no tener microbiota intestinal.
Los investigadores encontraron que en los ratones libres de gérmenes estaban muy reducidos los niveles de proteínas claves, esenciales para el ensamblaje y la función de la unión neuromuscular, una estructura química que permite que una célula nerviosa motora se comunique con una fibra muscular esquelética. Estas uniones permiten que las señales se transmitan a la fibra muscular, causando la contracción muscular.
Al trasplantar microbios intestinales de ratones de laboratorio normales a ratones libres de gérmenes, éstos recuperaron la función y el crecimiento muscular. Y se restauró parcialmente la expresión de las proteínas clave, al mismo nivel observado en los ratones con bacterias intestinales y función muscular normal.
¿Cómo se hizo este estudio?
Para estudiar la relación entre los microbios intestinales y la masa muscular esquelética y la atrofia muscular, o pérdida de tejido muscular, el equipo realizó **3 series de pruebas de ejercicio **en ratones con microbios intestinales y ratones 'libres de gérmenes' o 'Germ Free'.
En la prueba de pesas, cada ratón tenía que sostener un peso de 26 g durante 3 segundos. Los que lo hicieron con éxito, avanzaron con 5 pesos más, desde 33 g hasta 100 g.
Los investigadores también monitorearon los movimientos de los ratones durante una hora en un entorno 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 las pruebas, el equipo de investigación descubrió que, en ratones 'libres de gérmenes', 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 también tenían problemas con la función y la generación de nuevas mitocondrias, responsables de generar energía para la actividad celular.
El siguiente paso consistió en trasplantar microbios intestinales de ratones normales a los ratones 'libres de gérmenes', lo que produjo que estos ratones restauraran el crecimiento y función muscular parcialmente, y redujeran la atrofia muscular.
El estudio ha sido publicado en Science Translational Medicine. El director fue el profesor Sven Pettersson de la Universidad NTU Lee Kong Chian School of Medicine y ha comentado:
"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, el crecimiento y formación de comunicación funcional nervio-músculo".
"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 con respecto a envejecimiento. Dado que el envejecimiento saludable es uno de los principales objetivos de salud ante el envejecimiento de la población, estos resultados son alentadores, y 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 esquelético en las personas mayores."
Fuente bibliográfica:
Shawon Lahiri, Hyejin Kim, Isabel García-Pérez, Musarrat Maisha Reza, Katherine A. Martin, Parag Kundu, Laura M. Cox, Joel Selkrig, Joram M. Posma, Hongbo Zhang, Parasuraman Padmanabhan, Catherine Moret, Balázs Gulyás, Martin J Blaser, Johan Auwerx, Elaine Holmes, Jeremy Nicholson, Walter Wahli, Sven Pettersson. La microbiota intestinal influye en la masa y la función del músculo esquelético en ratones . Science Translational Medicine , 2019; 11 (502): eaan5662 DOI: 10.1126 / scitranslmed.aan5662