Einfluss der Ernährung auf die Darm-Muskel-Achse bei älteren Erwachsenen

Während des Alterns nehmen die Skelettmuskelmasse und die körperliche Funktion ab, während die Konzentrationen von Lipiden und Adipozyten innerhalb und zwischen den Muskelzellen ansteigen, wodurch sich die Muskelzusammensetzung verschlechtert. Infolge dieser altersbedingten Veränderungen haben ältere Erwachsene ein höheres Risiko für Gebrechlichkeit, Stürze und Frakturen, Behinderungen und Krankenhausaufenthalte sowie Gesamtmortalität. Dementsprechend werden die Aufklärung der Mechanismen, die der Muskelmasse, der Muskelzusammensetzung und der körperlichen Funktion zugrunde liegen, sowie Interventionen, die diese Variablen positiv beeinflussen, wichtig sein, um die Priorität der öffentlichen Gesundheit einer verbesserten Lebensqualität und eines gesunden Alterns bei älteren Erwachsenen anzugehen.

Das Darmmikrobiom und seine Stoffwechselprodukte sind an Mechanismen beteiligt, die sich auf die Skelettmuskelmasse, die Muskelzusammensetzung und die körperliche Funktion auswirken, die als Darm-Muskel-Achse definiert wurde. Beispielsweise sind Muskelmasse und körperliche Funktion bei Tieren ohne Mikrobiom (keimfreie Mäuse) und bei mit Antibiotika behandelten Mäusen reduziert, ein Eingriff, der den Darmbakteriengehalt reduziert. Weitere Untersuchungen zeigen, dass von Darmbakterien abgeleitete Metaboliten die Muskelmasse, die Muskelzusammensetzung und die körperliche Funktion bei jungen und alten Tieren beeinflussen, einschließlich positiver Wirkungen für die kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) Acetat, Propionat und Butyrat und negative Wirkungen für Indoxylsulfat (IS) und para-Kresolsulfat (PCS). In ähnlicher Weise sind Phenolsulfat (PS) und Phenylacetylglutamin (PAG) aus dem Darmmikrobiom stammende Metaboliten, die in Studien mit älteren erwachsenen Menschen, die von unserer Gruppe veröffentlicht wurden, mit einer schlechten Muskelzusammensetzung und einer schlechteren körperlichen Funktion in Verbindung gebracht wurden. Interessanterweise sind höhere Konzentrationen von SCFAs im Dickdarm mit einem niedrigeren pH-Wert verbunden, ein wichtiger Befund, da das Wachstum von Enterobacteriaceae, einer Bakterienfamilie, die Gene enthält, die an der Produktion von IS, PCS, PS und PAG beteiligt sind, in einer sauren Umgebung und folgenden eingeschränkt ist Exposition gegenüber physiologischen SCFA-Spiegeln. Zusammengenommen legen diese Daten nahe, dass Interventionen zur Steigerung der bakteriellen SCFA-Produktion ein wichtiger Ansatz zur Verbesserung muskelbezogener Maßnahmen bei älteren Erwachsenen sein könnten.

Die Fermentation löslicher Ballaststoffe durch Darmbakterien führt zur Bildung von Acetat, Propionat und Butyrat, und fäkale SCFAs nehmen proportional zu, während die zirkulierenden Spiegel von IS und PCS als Reaktion auf hochlösliche Ballaststoffdiäten reduziert werden. Als Machbarkeitsnachweis wurden die fäkalen und zirkulierenden SCFA-Spiegel, die Muskelmasse und die aerobe Trainingskapazität bei jungen Mäusen erhöht, die mit einer relativ höher löslichen Ballaststoffdiät gefüttert wurden, aber nur wenige Studien haben diesen Ansatz bei älteren erwachsenen Menschen versucht. Wenn man bedenkt, dass die fäkalen SCFA-Spiegel während des Alterns abnehmen, während die Plasmaspiegel von IS, PCS, PS und PAG steigen, deuten diese Daten zusammen darauf hin, dass eine Ernährung mit hochlöslichen Ballaststoffen ein wichtiger Ansatz zur Verbesserung muskelbezogener Maßnahmen bei älteren Erwachsenen sein könnte Menschen. Um diese Hypothese zu testen, werden ältere Erwachsene zufällig ausgewählt, um 12 Wochen lang eine hoch- oder niedriglösliche Ballaststoffdiät zu sich zu nehmen.