Neue Studie: Roseburia inulinivorans im Darm steht mit Muskelkraft in Verbindung

Winzige Mikroben leben im menschlichen Darm. Sie unterstützen die Verdauung, stärken das Immunsystem und beeinflussen, wie der Körper Energie verwertet. Forschende gehen inzwischen davon aus, dass sie womöglich auch die Muskelkraft mitbestimmen.

Mit zunehmendem Alter lässt die Muskulatur häufig nach. Bewegung und Ernährung können dagegenhalten, doch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuten, dass auch Darmbakterien dabei eine Rolle spielen.

Bei der Auswertung fiel den Teams auf, dass ein bestimmtes Bakterium bei Menschen mit kräftigerer Muskulatur häufiger vorkommt.

Um diesen Zusammenhang genauer zu prüfen, nahmen Forschende der Universidad de Almería, der Universidad de Granada und des Leiden University Medical Center die Verbindung unter die Lupe.

Eine überraschende Verbindung im Darm

Im Mittelpunkt standen Bakterien aus der Gattung Roseburia. Diese Mikroben sind bereits dafür bekannt, dass sie bei der Verdauung zur Bildung nützlicher Substanzen im Darm beitragen. Die neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass sie darüber hinaus auch die Muskelgesundheit unterstützen könnten.

Jonatan Ruiz, Professor am Department für Sportunterricht und Sport der Universidad de Granada sowie Forscher am Joint University Institute for Sport and Health (iMUDS), ordnete die Bedeutung der Resultate ein.

„Insgesamt liefern unsere Ergebnisse solide Belege für das Vorhandensein einer Darm-Muskel-Achse, in der dieses identifizierte Bakterium den Muskelstoffwechsel und die Muskelkraft positiv moduliert“, sagte Ruiz.

Was die Tests am Menschen zeigten

Zur Untersuchung des Zusammenhangs analysierte das Forschungsteam Stuhlproben von zwei Gruppen freiwilliger Teilnehmender.

Die erste Gruppe bestand aus 90 gesunden jungen Erwachsenen im Alter von 18 bis 25 Jahren. Die zweite Gruppe umfasste 33 ältere Erwachsene ab 65 Jahren.

Alle Teilnehmenden absolvierten mehrere Fitness- und Krafttests. Dazu gehörten Handkraftmessungen (Handgrip), Beinkrafttests sowie Tests der Oberkörperkraft über Messungen der Brustmuskulatur.

Zusätzlich erfassten die Fachleute die maximale Sauerstoffaufnahme, ein gängiger Indikator zur Bewertung der kardiorespiratorischen Fitness.

Nützliche Bakterien im Darm

Unter den vielen Bakteriengruppen im Darm stach Roseburia besonders hervor. Höhere Mengen dieser Mikroben traten gemeinsam mit mehr Muskelmasse und größerer Kraft auf.

Vor allem eine Art, Roseburia inulinivorans, zeigte eine deutliche Beziehung zur körperlichen Leistungsfähigkeit. Ältere Erwachsene, die dieses Bakterium in sich trugen, wiesen im Vergleich zu Personen ohne diesen Keim eine um 29% höhere Handkraft auf.

Bei den jüngeren Erwachsenen gingen höhere Mengen desselben Mikroorganismus ebenfalls mit stärkerer Handkraft und einer besseren kardiorespiratorischen Leistungsfähigkeit einher.

Andere Mitglieder der Roseburia-Familie zeigten abweichende Muster: Roseburia intestinalis stand bei jungen Erwachsenen in Zusammenhang mit Bein- und Oberkörperkraft, während Roseburia faecis und Roseburia hominis keinen aussagekräftigen Bezug zu den in der Studie gemessenen körperlichen Kennwerten erkennen ließen.

Hinweise aus Experimenten mit Mäusen

Die Daten am Menschen zeigten eine starke Assoziation, doch das Team wollte klären, ob die Bakterien die Muskelfunktion auch direkt beeinflussen können. Dafür führten sie Versuche mit Labormäusen durch.

Zunächst reduzierten die Forschenden die natürliche Darmflora der Tiere mithilfe von Antibiotika. Anschließend verabreichten sie den Mäusen einmal pro Woche über acht Wochen hinweg humane Stämme von Roseburia.

Das Ergebnis fiel deutlich aus: Mäuse, die die Bakterien erhielten, zeigten eine um etwa 30% höhere Greifkraft in den Vordergliedmaßen als Tiere ohne diese Behandlung.

Auch im Muskelgewebe selbst waren Veränderungen sichtbar. Bei den behandelten Mäusen fanden sich größere Muskelfasern und ein höherer Anteil an Typ-II-Muskelfasern im Soleusmuskel der Wade.

Diese schnell kontrahierenden Fasern gelten als eng mit Kraft und Leistung verbunden. Zusätzlich beobachtete das Team Verschiebungen bei Proteinen und Enzymen, die daran beteiligt sind, wie Muskeln Energie bereitstellen.

Warum die Werte mit dem Alter sinken

Beim Vergleich der jüngeren und älteren Teilnehmenden zeigte sich ein weiterer wichtiger Befund: Roseburia-Bakterien kamen bei älteren Erwachsenen seltener vor.

Dieser Rückgang könnte mit erklären, warum die Muskelmasse im späteren Leben häufig abnimmt. Wenn diese Mikroben am Muskelstoffwechsel beteiligt sind, könnte ihr Verlust das Unterstützungsnetzwerk schwächen, auf das Muskeln angewiesen sind.

„Dies eröffnet die Möglichkeit, dass das untersuchte Bakterium als Probiotikum eingesetzt werden könnte, um die Muskelkraft während des Alterns zu erhalten“, erklärte Borja Martínez Téllez, Forscher an der Universidad de Almería.

Der Ansatz ist ebenso einfach wie vielversprechend: Statt die Muskulatur direkt ins Visier zu nehmen, könnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Kraft indirekt stabilisieren, indem sie gezielt bestimmte Darmmikroben fördern.

Fragen, die noch offen sind

Das Forschungsteam betonte, dass weiterhin mehrere Punkte ungeklärt sind. In den Mausversuchen siedelten sich die menschlichen Roseburia-Stämme nicht dauerhaft im Darm der Tiere an.

Außerdem untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler biologische Mechanismen wie Entzündungsprozesse oder Nervensignale zwischen Muskulatur und Nervensystem nicht direkt.

Künftige Studien müssen daher eine zentrale Frage klären: Macht Roseburia inulinivorans Muskeln tatsächlich stärker – oder haben kräftigere Menschen schlicht mehr von diesem Bakterium im Darm?

Trotz dieser Unsicherheit deuten die Ergebnisse auf einen bemerkenswerten Zusammenhang hin: Darm und Muskulatur könnten enger miteinander verknüpft sein, als bislang angenommen.

Die vollständige Studie wurde in der Fachzeitschrift Gut veröffentlicht.