Mungkinkah mikroba usus menjadi kunci untuk mengatasi kehilangan otot di usia tua?
Penelitian baru pada tikus menunjukkan bahwa mikroba usus memiliki peran dalam mengatur massa dan fungsi otot.
Temuan ini menawarkan petunjuk baru tidak hanya tentang bagaimana otot berfungsi, tumbuh, dan berkembang, tetapi juga tentang bagaimana mereka berkomunikasi dengan saraf yang mengontrol gerakan.
Pengungkapan ini juga menunjukkan arah baru yang potensial untuk mengatasi hilangnya massa otot dan kekuatan yang biasanya menyertai penuaan.
Ilmuwan di Nanyang Technological University (NTU) di Singapura memimpin studi internasional, yang ditampilkan baru-baru ini Ilmu Kedokteran Terjemahan kertas.
Mereka membandingkan kekuatan dan gerakan pada tikus saat mereka menjalani serangkaian latihan di laboratorium.
Beberapa tikus bebas kuman dan tidak memiliki mikroba usus atau mikrobiota, sedangkan sisanya adalah tikus normal dan sehat yang memiliki mikroba usus.
Para peneliti menemukan bahwa tikus tanpa mikroba usus memiliki otot rangka yang lebih lemah dan menghasilkan lebih sedikit energi daripada tikus dengan mikroba usus.
Selain itu, tim menemukan bahwa transplantasi mikroba usus dari tikus normal ke tikus bebas kuman meningkatkan massa dan kekuatan otot pada tikus normal. Intervensi ini juga menyebabkan pemulihan sebagian pertumbuhan dan fungsi otot pada tikus yang sebelumnya bebas kuman.
“Hasil ini,” kata penulis studi senior Sven Pettersson, seorang profesor di Sekolah Kedokteran Lee Kong Chian di NTU, “semakin memperkuat bukti yang berkembang tentang mikroba usus yang bertindak sebagai penjaga gerbang penting bagi kesehatan manusia, dan memberikan wawasan baru tentang pemeliharaan massa otot sehubungan dengan penuaan. "
Mikroba usus bermitra dengan sel manusia
Banyaknya penelitian yang terjadi dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan bahwa triliunan mikroba yang hidup di usus manusia berinteraksi dengan hampir semua sel manusia.
Bekerja sama dengan sel manusia, mikroba usus memainkan peran penting dalam metabolisme, kekebalan, dan fungsi utama tubuh lainnya.
Banyak penelitian, misalnya, melaporkan bahwa perubahan mikroba usus terjadi selama obesitas, penyakit hati, dan diabetes. Studi ini juga menunjukkan bahwa mikroba usus terlibat dalam kanker dan kondisi neurologis yang merusak jaringan otak.
Sebagai hasil dari pengungkapan ini, para peneliti menjadi semakin tertarik untuk mengubah mikroba usus sebagai cara untuk mengatasi kondisi ini.
Prof Pettersson mengatakan bahwa temuan baru-baru ini membuka jalan bagi penelitian untuk meneliti bagaimana mikroba usus dan zat yang mereka hasilkan dapat berfungsi sebagai target pengobatan untuk meningkatkan kekuatan otot pada orang tua.
Hasil studi semacam itu harus menjadi perhatian khusus bagi negara-negara di mana populasinya menua dengan sangat cepat, seperti Singapura.
Kehilangan massa otot khas penuaan
Kehilangan massa otot, ciri dari sarcopenia, cenderung terjadi secara alami seiring bertambahnya usia. Bukti telah mengaitkan kehilangan ini dengan jatuh, patah tulang, dan kecacatan.
Salah satu mekanisme yang diteliti oleh Prof. Pettersson dan rekan-rekannya adalah bagaimana mikroba usus berinteraksi dengan komunikasi antara otot dan saraf.
Tim melihat bahwa tikus yang kekurangan mikroba usus memiliki tingkat protein tertentu yang lebih rendah yang penting untuk pergerakan.
Protein ini membantu membuat dan mengoperasikan persimpangan yang memungkinkan sel saraf yang mengontrol gerakan untuk mengirim dan menerima pesan dari serat otot rangka. Beberapa pesan ini menginstruksikan otot untuk berkontraksi.
Tim menemukan bahwa transplantasi mikroba usus dari tikus normal ke tikus bebas kuman mengembalikan protein ini ke tingkat yang lebih dekat dengan tikus yang sehat.
Para peneliti mencatat bahwa lebih banyak penelitian diperlukan untuk memahami sepenuhnya apa yang terjadi di persimpangan saraf-otot ini yang menyebabkan pengecilan otot dan disfungsi pada tikus bebas kuman.
Masalah dengan mitokondria
Namun, beberapa hasil terbaru menjelaskan aspek lain dari pengecilan otot, atau atrofi.
Dalam percobaan, para peneliti menilai seberapa baik tikus dapat menghasilkan energi saat mereka menjalani tantangan yang berbeda. Tugasnya termasuk menahan beban yang semakin berat dan berlari dengan kecepatan yang semakin meningkat.
Percobaan ini mengungkapkan bahwa tikus tanpa mikroba usus mengalami masalah dalam menghasilkan energi di otot rangka mereka.
Otot rangka tikus bebas kuman tampaknya kurang mampu membuat dan menggunakan mitokondria, pembangkit tenaga kecil di dalam sel yang memberi mereka energi untuk berbagai fungsinya.
Tim melihat bagaimana transplantasi mikroba usus dari tikus normal ke tikus bebas kuman meningkatkan aktivitas enzim dalam mitokondria tikus bebas kuman.
Peningkatan aktivitas enzim di mitokondria membantu otot rangka tikus bebas kuman untuk menghasilkan lebih banyak energi.
Penulis menyimpulkan:
“Hasil kami menunjukkan peran mikrobiota usus dalam mengatur massa dan fungsi otot rangka pada tikus.”
