Влияние диеты на ось кишечник-мышцы у пожилых людей

Во время старения масса скелетных мышц и физическая функция снижаются, в то время как уровни липидов и адипоцитов увеличиваются внутри и между мышечными клетками, тем самым ухудшая мышечный состав. В результате этих возрастных изменений пожилые люди подвергаются более высокому риску слабости, падений и переломов, инвалидности и госпитализации, а также смертности от всех причин. Соответственно, выяснение механизмов, лежащих в основе мышечной массы, мышечного состава и физической функции, а также вмешательств, положительно влияющих на эти переменные, будет иметь важное значение для решения приоритетной задачи общественного здравоохранения, заключающейся в улучшении качества жизни и здоровом старении пожилых людей.

Микробиом кишечника и продукты его метаболизма участвуют в механизмах, влияющих на массу скелетных мышц, мышечный состав и физическую функцию, которая определяется как ось «кишечник-мышцы». Например, мышечная масса и физическая функция снижаются у животных, у которых нет микробиома (безмикробные мыши), а также у мышей, получавших антибиотики — вмешательство, снижающее содержание бактерий в кишечнике. При дальнейшем исследовании метаболиты, полученные из кишечных бактерий, влияют на мышечную массу, мышечный состав и физическую функцию у молодых и старых животных, включая положительные эффекты для ацетата, пропионата и бутирата короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs) и отрицательные эффекты для индоксилсульфата. (IS) и сульфат пара-крезола (PCS). Точно так же фенолсульфат (ФС) и фенилацетилглютамин (ПАГ) являются метаболитами кишечного микробиома, которые были связаны с плохим мышечным составом и ухудшением физической функции в исследованиях пожилых людей, опубликованных нашей группой. Интересно, что более высокие уровни SCFAs в толстой кишке связаны с более низким pH, что является важным открытием, поскольку рост Enterobacteriaceae, семейства бактерий, которое содержит гены, участвующие в продукции IS, PCS, PS и PAG, ограничен в кислой среде и после воздействие физиологических уровней SCFAs. Взятые вместе, эти данные свидетельствуют о том, что вмешательства, направленные на увеличение производства бактериальных SCFAs, могут быть важным подходом для улучшения показателей, связанных с мышцами, у пожилых людей.

Ферментация растворимой клетчатки кишечными бактериями приводит к образованию ацетата, пропионата и бутирата, а фекальные SCFAs пропорционально увеличиваются, тогда как циркулирующие уровни IS и PCS снижаются в ответ на диеты с высоким содержанием растворимой клетчатки. В качестве подтверждения концепции уровни SCFAs в фекалиях и циркулирующей крови, мышечная масса и способность к аэробным нагрузкам были увеличены у молодых мышей, которых кормили рационом с относительно высоким содержанием растворимой клетчатки, но лишь в нескольких исследованиях предпринимались попытки применить этот подход к пожилым взрослым людям. Принимая во внимание, что уровни SCFAs в кале снижаются с возрастом, тогда как уровни IS, PCS, PS и PAG в плазме увеличиваются, эти данные в совокупности позволяют предположить, что диета с высоким содержанием растворимых волокон может быть важным подходом для улучшения показателей, связанных с мышцами, у пожилых людей. люди. Чтобы проверить эту гипотезу, пожилые люди будут случайным образом распределены для соблюдения диеты с высоким или низким содержанием растворимой клетчатки в течение 12 недель.