מיקרוביוטה כמאמן: חיידקים שגידלו סיבי שריר

מחקר פורסם ב- Scientific Reports ובו מדענים "הרכיבו מחדש" את המיקרוביוטה בעכברים ומצאו חיידקי מעיים ספציפיים שיכולים לשפר משמעותית את ביצועי הכוח ואת הרכב השרירים. לאחר השתלת מיקרופלורה אנושית לעכברים ולאחר מכן בדיקת מועמדים, זיהו המחברים שני מינים - Lactobacillus johnsonii ו-Limosilactobacillus reuteri. מתן ארוך טווח של חיידקים אלה לעכברים מזדקנים שיפר את תוצאות מבחני הכוח, הגדיל את מסת שריר השלד ואת שטח החתך של סיבי השריר, וברמה המולקולרית הגביר את הביטוי של סמני השריר-גנרציה FST (פוליסטטין) ו-IGF-1. העבודה פורסמה ב-18 באוגוסט 2025.

רקע המחקר

סרקופניה - הירידה הקשורה לגיל בחוזק ובאיכות שרירי השלד - מגבירה את הסיכון לנפילות, נכות ותמותה. התערבויות קלאסיות (אימוני התנגדות, צריכת חלבון מספקת) יעילות, אך ההשפעה מוגבלת בקרב מבוגרים רבים, ולכן תשומת הלב עוברת למטרות חדשות, כולל המיקרוביום של המעי. ראיות מצטברות מקשרות את הרכב המיקרוביוטה לחילוף חומרים ולתפקוד השרירים, ואף מצביעות על כך שתוסף פרוביוטיקה יכול לשפר במעט את הכוח ואת הביצועים בפעילות גופנית, אם כי התוצאות מעורבות בין המחקרים.

הרעיון של "ציר מעיים-שרירים" מסתמך על מספר מנגנונים: חומצות שומן קצרות שרשרת המסונתזות על ידי מיקרובים משפיעות על חילוף החומרים של האנרגיה בשרירים; המיקרוביוטה מווסתת דלקת ושלמות מחסום המעי; אותות גדילה ופלסטיות משתנים דרך מסלולים נוירואנדוקריניים. פעילות גופנית, בתורה, גם "מעצבת מחדש" את הרכב המיקרוביאלים - קשר דו-כיווני. זה יוצר את הבסיס לחיפוש אחר זנים התומכים ספציפית בתפקוד שרירים באורגניזמים מזדקנים.

עד לאחרונה, עם זאת, היו לנו הרבה קשרים ומעט ראיות סיבתיות ברמת החיידקים הספציפיים. מאמר חדש ב- Scientific Reports סוגר חלק מהפער הזה: המחברים השתילו תחילה את המיקרוביוטה האנושית בעכברים והראו שהשינויים בה משפיעים על מבחני כוח בצורה שונה, ולאחר מכן בדקו פונקציונלית את המועמדים וזיהו שני מינים מרכזיים, Lactobacillus johnsonii ו-Limosilactobacillus reuteri. מתן ארוך טווח של זנים אלה לעכברים מזדקנים הגביר את כוח השרירים, המסה ושטח החתך, וברמת הסמן המולקולרי, הוא הגביר את הביטוי של FST ו-IGF-1, דבר המצביע על השפעה מקדמת גדילה.

המסקנה המעשית זהירה עד כה: זהו מחקר פרה-קליני משכנע וצעד לקראת פרוביוטיקה "אנטי-סרקופנית" ספציפית לזנים, אך תרגום לבני אדם דורש ניסויים אקראיים עם נקודות קצה מעודכנות וסמנים ביולוגיים מכניסטיים. סקירות עדכניות מדגישות את הפוטנציאל של לקטובצילים כטיפול אדג'ובנטי, אך גם את הצורך בסטנדרטיזציה של זנים, מינונים ומשך הטיפול לפני מתן המלצות רחבות.

כיצד נבדק הדבר?

החוקרים "איפסו" תחילה את פלורת המעיים של עכברים בני 9 חודשים באמצעות אנטיביוטיקה וביצעו השתלת צואה: במשך שלושה חודשים, בעלי החיים קיבלו תערובת של צואה מ-10 בוגרים בריאים (תורמים ללא מחלות כרוניות וללא נטילת אנטיביוטיקה/פרוביוטיקה לאחרונה). כוח וזריזות הוערכו באמצעות שני מבחנים בלתי תלויים: רוטורוד (זמן נפילה ממוט מסתובב) ותליית חוט (זמן החזקה). כבר בשלב זה התברר שפרופילים חיידקיים שונים משפיעים על תפקוד השרירים בדרכים שונות. ניתוח השוואתי של מערכת העיכול והמיקרוביוטה של הצואה הראה כי ההרכב בלומן המעי מגוון יותר וקשור בצורה מדויקת יותר למדדי כוח מאשר "יציקת הצואה". מתוך קבוצה של מינים שונים, L. johnsonii, L. reuteri ו-Turicibacter sanguinis "צפו" באופן עקבי סטטיסטית; שני המחברים הראשונים בחרו לבצע בדיקה פונקציונלית.

לאחר מכן, ניסוי ישיר על עכברים בני 12 חודשים: לאחר ניקוי מעיים קצר, ניתנו לבעלי החיים L. johnsonii, L. reuteri או שילוב שלהם מדי יום במשך שלושה חודשים. התוצאה הייתה עלייה בזמן שהייה על הרוטורוד והתרחיף כבר מהחודש הראשון בקבוצות ה"חיידקיות", כאשר השילוב נתן את הדינמיקה הבולטת ביותר. מבחינה היסטולוגית, השטח הרוחבי של הסיבים (סוליאוס, גסטרוקנמיוס ושריר האצבעות הארוך) היה גדול יותר מאשר בקבוצת הביקורת; במקביל, משקל הגוף בכללותו ירד, ומסת השריר גדלה, דבר המצביע על שיפור בהרכב הגוף. ברמת ביטוי ה-mRNA, פוליסטטין בקבוצת L. johnsonii כמעט הוכפל, IGF-1 היה גם גבוה יותר בכל ענפי ה"חיידקים".

מדוע זה עשוי להיות הכרחי?

עם הגיל, עוצמת השרירים ואיכותם יורדים (סרקופניה), והסיכונים לנפילות, שברים ואובדן עצמאות עולים. המושג "ציר שריר-מעיים" נתון בוויכוח זה מכבר, אך כאן אנו מציגים ראיות פונקציונליות ישירות לזנים ספציפיים: L. johnsonii ו-L. reuteri אינם קשורים רק לביצועים טובים יותר, אלא גם משפרים את הכוח ואת מורפולוגיית השרירים בניסוי. המחברים מציעים כי ההשפעה עשויה להתרחש דרך מספר מסלולים בו זמנית - החל מייצור חומצות שומן קצרות שרשרת וויסות תפקוד המיטוכונדריה ועד לוויסות מסלולי צמיחת השרירים (דרך FST/IGF-1).

מה חדש במדע (ובזהירות - לגבי "גלולת הכוח")

• הזן עצמו חשוב. אנחנו לא מדברים על "פרוביוטיקה באופן כללי", אלא על שני זנים ספציפיים, שאושרו באופן בלתי תלוי בשני בדיקות התנהגות שונות וזוהו באמצעות אנליזה דיפרנציאלית (DESeq2).
• סינרגיה בזוג: מתן משותף של L. johnsonii + L. reuteri הניב את הרווחים הגדולים ביותר הן בחוזק והן בשטח הסיבים, דבר המצביע על נוסחאות פוטנציאליות מרובות זנים.
• המעיים חשובים יותר מהצואה. "דיוקן" המיקרוביוטה במערכת העיכול אינפורמטיבי יותר מדגימות צואה - רמז מעשי לאסטרטגיות עיצוב עתידיות.

איך זה עובד (השערות המחברים)

בדיון, החוקרים קישרו שיפור בתפקוד השרירים ל:

• נורמליזציה אפשרית של המיטוכונדריה בשרירים (הפחתת נזק על ידי ציטוכרום C בעבודות שתוארו קודם לכן עבור מינים אלה);
• ייצור מוגבר של חומצות שומן קצרות שרשרת, אשר משפרות את האנבוליה ואת חילוף החומרים של השרירים;
• הפעלת מסלולים מקדמי גדילה - גדילת FST (אנטגוניסט מיוסטטין) ו-IGF-1.
  שילוב גורמים אלה יכול להטות את האיזון לכיוון חוזק ופוטנציאל חמצון גדולים יותר של סיבים. יש לפרט את המנגנונים ברמות ה"אומיקה" - מטבולומיקה, טרנסקריפטומיקה, פרוטאומיקה.

זהירות תחילה

זהו מודל עכבר; העברת התוצאות "כפי שהן" לבני אדם היא מוקדמת מדי. המחברים כותבים במפורש על הצורך בניסויים בבני אדם - החל מאורגנואידים ומודלים של אקס-וויבו ועד לניסויים קליניים ואוכלוסיות. חשוב גם שההשפעה הייתה תלויה במתן ארוך טווח (חודשים), והשינויים הראשוניים במיקרוביוטה בבעלי חיים הושגו על ידי תברואה אגרסיבית - זה לא מה שאנחנו עושים במרפאה. לבסוף, המין השלישי שלעתים קרובות "נלווה" Turicibacter sanguinis בעבודה זו לא עבר אימות פונקציונלי, אם כי העשרתו חפפה באופן עקבי לעלייה בעוצמתו - מטרה אפשרית לניסויים עתידיים.

מה המשמעות של זה "בפועל" כיום?

• "כל תוספי פרוביוטיקה" אינם שווים לתוספי L. johnsonii ו-L. reuteri - הרכב המוצרים בעולם האמיתי משתנה מאוד;
• הדרך לפרוביוטיקה "אנטי-סרקופנית" דורשת ניסויי אקראי מבוקרים (RCT) בבני אדם עם נקודות קצה של כוח (אחיזה בדינמומטר, מבחן עמידה ולכידה, מהירות הליכה), מורפומטריה של שרירים וסמנים מטבוליים;
• אם ההשערה תאושש, המטרה ברורה: קבוצות גיל מבוגרות יותר, חולים בסיכון לסרקופניה/היחלשות לאחר קיבוע, וספורטאים בשלבי שיקום. לעת עתה, זהו מחקר פרה-קליני מעניין ובסיס לניסויים שתוכננו בקפידה.

מקור: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. גילוי מיקרואורגניזמים במעיים המשפיעים על שיפור כוח השרירים. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2