Microbiota als trainer: bacteriën die spiervezels laten groeien

Een studie werd gepubliceerd in Scientific Reports waarin wetenschappers de microbiota van muizen "hergroepeerden" en specifieke darmbacteriën ontdekten die de krachtprestaties en spiersamenstelling aanzienlijk kunnen verbeteren. Na het transplanteren van menselijke microflora in muizen en het vervolgens testen van kandidaten, identificeerden de auteurs twee soorten: Lactobacillus johnsonii en Limosilactobacillus reuteri. Langdurige toediening van deze bacteriën aan ouder wordende muizen verbeterde de resultaten van krachttests, verhoogde de skeletspiermassa en de dwarsdoorsnede van spiervezels, en verhoogde op moleculair niveau de expressie van myoregeneratieve markers FST (follistatine) en IGF-1. Het werk werd gepubliceerd op 18 augustus 2025.

Achtergrond van de studie

Sarcopenie – de leeftijdsgebonden afname van de kracht en kwaliteit van skeletspieren – verhoogt het risico op vallen, invaliditeit en sterfte. Klassieke interventies (krachttraining, voldoende eiwitten) werken, maar het effect is bij veel ouderen beperkt. Daarom verschuift de aandacht naar nieuwe doelen, waaronder het darmmicrobioom. Steeds meer bewijs koppelt de samenstelling van het microbioom aan spiermetabolisme en -functie, en suggereert zelfs dat probioticasupplementen de kracht en trainingsprestaties enigszins kunnen verbeteren, hoewel de resultaten tussen de studies uiteenlopen.

Het idee van een "darm-spier-as" berust op verschillende mechanismen: door microben gesynthetiseerde korteketenvetzuren beïnvloeden het energiemetabolisme in de spieren; microbiota moduleert ontstekingen en de integriteit van de darmwand; en groei- en plasticiteitssignalen worden beïnvloed via neuro-endocriene routes. Fysieke activiteit "herstructureert" op zijn beurt ook de microbiële samenstelling - een tweerichtingsrelatie. Dit vormt de basis voor de zoektocht naar stammen die specifiek de spierfunctie ondersteunen bij ouder wordende organismen.

Tot voor kort hadden we echter veel associaties en weinig causaal bewijs op het niveau van specifieke bacteriën. Een nieuw artikel in Scientific Reports vult een deel van deze lacune: de auteurs transplanteerden eerst menselijke microbiota in muizen en toonden aan dat de variaties in de microbiota krachttesten verschillend beïnvloedden. Vervolgens testten ze de kandidaten functioneel en identificeerden ze twee belangrijke soorten: Lactobacillus johnsonii en Limosilactobacillus reuteri. Langdurige toediening van deze stammen aan ouder wordende muizen verhoogde de spierkracht, -massa en -doorsnede, en op moleculair markerniveau verhoogde het de expressie van FST en IGF-1, wat wijst op een groeibevorderend effect.

De praktische conclusie is tot nu toe voorzichtig: dit is een overtuigende preklinische studie en een stap in de richting van stamspecifieke "anti-sarcopene" probiotica, maar vertaling naar mensen vereist gerandomiseerde studies met krachtige eindpunten en mechanistische biomarkers. Huidige reviews benadrukken het potentieel van lactobacillen als adjuvante therapie, maar ook de noodzaak van standaardisatie van stammen, doses en duur voordat er brede aanbevelingen kunnen worden gedaan.

Hoe werd dit getest?

De onderzoekers stelden eerst de darmflora van negen maanden oude muizen op nul met antibiotica en voerden een fecale transplantatie uit: gedurende drie maanden kregen de dieren een mengsel van feces van tien gezonde volwassen muizen (donoren zonder chronische ziekten en zonder recente inname van antibiotica/probiotica). Kracht en behendigheid werden beoordeeld met twee onafhankelijke tests: rotarod (tijd om van een roterende staaf te vallen) en draadsuspensie (houdtijd). Al in dit stadium werd duidelijk dat verschillende bacterieprofielen de spierfunctie op verschillende manieren beïnvloeden. Vergelijkende analyse van de microbiota van het maag-darmkanaal en de feces toonde aan dat de samenstelling in het darmlumen diverser is en nauwkeuriger samenhangt met krachtmetingen dan de "fecale cast". Van een set van verschillende soorten kwamen L. johnsonii, L. reuteri en Turicibacter sanguinis statistisch consistent "naar boven"; de eerste twee auteurs kozen voor functionele tests.

Vervolgens werd een direct experiment uitgevoerd met 12 maanden oude muizen: na een korte darmreiniging kregen de dieren drie maanden lang dagelijks L. johnsonii, L. reuteri of een combinatie daarvan toegediend. Het resultaat was een toename van de tijd op de rotarod en suspensie, al vanaf de eerste maand in de "bacteriële" groepen, waarbij de combinatie de meest uitgesproken dynamiek opleverde. Histologisch gezien was het transversale oppervlak van de vezels (soleus, gastrocnemius en lange extensor van de vingers) groter dan in de controlegroep; tegelijkertijd nam het lichaamsgewicht als geheel af en nam de spiermassa toe, wat wijst op een verbetering van de lichaamssamenstelling. De mRNA-expressie van follistatine in de L. johnsonii-groep verdubbelde bijna, en IGF-1 was ook hoger in alle "bacteriële" takken.

Waarom zou dit nodig zijn?

Met de leeftijd nemen spierkracht en -kwaliteit af (sarcopenie) en neemt het risico op vallen, fracturen en verlies van zelfstandigheid toe. Het concept van een "darm-spier-as" is al lang onderwerp van discussie, maar hier presenteren we direct functioneel bewijs voor specifieke stammen: L. johnsonii en L. reuteri worden niet alleen geassocieerd met betere prestaties, maar verbeteren in het experiment ook de kracht en spiermorfologie. De auteurs suggereren dat het effect via meerdere routes tegelijk kan optreden - van de productie van korteketenvetzuren en de modulatie van de mitochondriale functie tot de regulering van spiergroeipaden (via FST/IGF-1).

Wat is er nieuw in de wetenschap (en voorzichtig - over de "powerpil")

• De stam zelf is van belang. We hebben het hier niet over "probiotica in het algemeen", maar over twee specifieke stammen, onafhankelijk bevestigd in twee verschillende gedragstesten en geïdentificeerd met behulp van differentiële analyse (DESeq2).
• Synergie in een paar: gelijktijdige toediening van L. johnsonii + L. reuteri leverde de grootste winst op in zowel sterkte als vezeloppervlak, wat wijst op potentiële formules voor meerdere stammen.
• De darmen zijn belangrijker dan de ontlasting. Het "portret" van de gastro-intestinale microbiota is informatiever dan ontlastingsmonsters - een praktische tip voor toekomstige ontwerpstrategieën.

Hoe het werkt (hypothesen van de auteurs)

In de discussie legden de onderzoekers een verband tussen een verbeterde spierfunctie en:

• mogelijke normalisatie van mitochondriën in spieren (vermindering van schade door cytochroom C in eerder beschreven werken voor deze soorten);
• verhoogde productie van korteketenvetzuren, die het spieranabolisme en de stofwisseling verbeteren;
• Activering van groeibevorderende processen - groei van FST (myostatine-antagonist) en IGF-1.
  De combinatie van deze factoren kan de balans doen verschuiven naar een grotere sterkte en een groter oxidatief potentieel van vezels. De mechanismen moeten gedetailleerd worden beschreven op "omics"-niveau - metabolomics, transcriptomics, proteomics.

Voorzichtigheid is geboden

Dit is een muizenmodel; het overdragen van de resultaten "as is" naar mensen is voorbarig. De auteurs schrijven expliciet over de noodzaak van testen bij mensen – van organoïden en ex-vivomodellen tot populatie- en klinische studies. Het is ook belangrijk dat het effect afhankelijk was van langdurige toediening (maanden), en dat de eerste veranderingen in de microbiota bij dieren werden bereikt door agressieve sanitatie – dit is niet wat we in de kliniek doen. Ten slotte onderging de derde, vaak "begeleidende" soort Turicibacter sanguinis in dit werk geen functionele validatie, hoewel de verrijking ervan consistent samenging met een toename in sterkte – een mogelijk doelwit voor toekomstige experimenten.

Wat betekent dit "in de praktijk" vandaag de dag?

• "elke probiotica"-supplementen zijn niet gelijk aan L. johnsonii- en L. reuteri-supplementen - de samenstelling van producten in de echte wereld varieert enorm;
• de weg naar een "anti-sarcopenisch" probioticum vereist RCT's op mensen met kracht-eindpunten (dynamometergrip, stand-up and go-test, loopsnelheid), spiermorfometrie en metabolische markers;
• Als de hypothese wordt bevestigd, is het doelwit duidelijk: oudere leeftijdsgroepen, patiënten met een risico op sarcopenie/verzwakking na immobilisatie, en sporters in revalidatiefase. Voorlopig is dit een interessante preklinische studie en een basis voor zorgvuldig ontworpen trials.

Bron: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Ontdekking van darmmicro-organismen die de verbetering van spierkracht beïnvloeden. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2