Effekten av kosthold på tarm-muskelaksen hos eldre voksne

Under aldring avtar skjelettmuskelmassen og fysisk funksjon, mens nivåene av lipider og fettceller øker i og mellom muskelceller, og dermed forverres muskelsammensetningen. Som et resultat av disse aldersrelaterte endringene har eldre voksne høyere risiko for skrøpelighet, fall og brudd, funksjonshemming og sykehusinnleggelse og dødelighet av alle årsaker. Følgelig vil klargjøring av mekanismer som ligger til grunn for muskelmasse, muskelsammensetning og fysisk funksjon, og intervensjoner som positivt påvirker disse variablene, være viktig for å adressere folkehelseprioriteten om forbedret livskvalitet og sunn aldring hos eldre voksne.

Tarmmikrobiomet og dets metabolske produkter er involvert i mekanismer som påvirker skjelettmuskelmasse, muskelsammensetning og fysisk funksjon, som har blitt definert som tarm-muskelaksen. For eksempel reduseres muskelmasse og fysisk funksjon hos dyr som ikke har mikrobiom (bakteriefrie mus), og hos antibiotikabehandlede mus, en intervensjon som reduserer bakterieinnholdet i tarmen. Ved å undersøke videre påvirker metabolitter avledede tarmbakterier muskelmasse, muskelsammensetning og fysisk funksjon hos unge og eldre dyr, inkludert positive effekter for kortkjedede fettsyrer (SCFA) acetat, propionat og butyrat, og negative effekter for indoksylsulfat. (IS) og para-kresolsulfat (PCS). Tilsvarende er fenolsulfat (PS) og fenylacetylglutamin (PAG) tarmmikrobiom-avledede metabolitter som var assosiert med dårlig muskelsammensetning og dårligere fysisk funksjon i studier av eldre voksne mennesker som ble publisert av vår gruppe. Interessant nok er høyere kolonnivåer av SCFA assosiert med lavere pH, et viktig funn fordi veksten av Enterobacteriaceae, en bakteriefamilie som inneholder gener involvert i produksjonen av IS, PCS, PS og PAG, er begrenset i et surt miljø og følgende eksponering for fysiologiske nivåer av SCFA. Til sammen antyder disse dataene at intervensjoner rettet mot å øke bakteriell SCFA-produksjon kan være en viktig tilnærming for å forbedre muskelrelaterte tiltak hos eldre voksne.

Gjæring av løselig fiber av tarmbakterier resulterer i dannelsen av acetat, propionat og butyrat, og fekale SCFAer øker proporsjonalt, mens sirkulerende nivåer av IS og PCS reduseres som svar på kosthold med høyt løselig fiber. Som et bevis på konseptet ble fekale og sirkulerende nivåer av SCFAer, muskelmasse og aerob treningskapasitet økt hos unge mus som ble matet med en relativt høyere diett med løselig fiber, men få studier har forsøkt denne tilnærmingen hos eldre voksne mennesker. Når man vurderer at fekale nivåer av SCFA-er reduseres under aldring, mens plasmanivåer av IS, PCS, PS og PAG øker, tyder disse dataene samlet på at en høyoppløselig fiberdiett kan være en viktig tilnærming for å forbedre muskelrelaterte tiltak hos eldre voksne mennesker. For å teste denne hypotesen, vil eldre voksne bli randomisert til å spise et kosthold med høyt eller lite løselig fiber i 12 uker.