Mikrobiota sebagai Pelatih: Bakteri yang Menumbuhkan Serat Otot

Sebuah studi yang dipublikasikan di Scientific Reports menunjukkan bahwa para ilmuwan "menyatukan kembali" mikrobiota pada tikus dan menemukan bakteri usus spesifik yang secara signifikan dapat meningkatkan performa kekuatan dan komposisi otot. Setelah mentransplantasikan mikroflora manusia ke tikus dan kemudian menguji kandidatnya, para penulis mengidentifikasi dua spesies - Lactobacillus johnsonii dan Limosilactobacillus reuteri. Pemberian bakteri ini dalam jangka panjang pada tikus yang menua meningkatkan hasil uji kekuatan, meningkatkan massa otot rangka dan luas penampang serat otot, serta pada tingkat molekuler meningkatkan ekspresi penanda mioregeneratif FST (follistatin) dan IGF-1. Penelitian ini dipublikasikan pada 18 Agustus 2025.

Latar Belakang Penelitian

Sarkopenia—penurunan kekuatan dan kualitas otot rangka seiring bertambahnya usia—meningkatkan risiko jatuh, disabilitas, dan mortalitas. Intervensi klasik (latihan ketahanan, asupan protein yang cukup) efektif, tetapi efeknya terbatas pada banyak lansia, sehingga perhatian beralih ke target baru, termasuk mikrobioma usus. Bukti yang terkumpul menghubungkan komposisi mikrobiota dengan metabolisme dan fungsi otot, dan bahkan menunjukkan bahwa suplementasi probiotik dapat sedikit meningkatkan kekuatan dan performa latihan, meskipun hasilnya beragam di berbagai studi.

Gagasan "sumbu usus-otot" bergantung pada beberapa mekanisme: asam lemak rantai pendek yang disintesis oleh mikroba memengaruhi metabolisme energi otot; mikrobiota memodulasi peradangan dan integritas sawar usus; dan sinyal pertumbuhan serta plastisitas diubah melalui jalur neuroendokrin. Aktivitas fisik, pada gilirannya, juga "merestrukturisasi" komposisi mikroba—sebuah hubungan dua arah. Hal ini menciptakan dasar untuk mencari galur yang secara spesifik mendukung fungsi otot pada organisme yang menua.

Namun, hingga saat ini, kita memiliki banyak hubungan dan sedikit bukti kausal pada tingkat bakteri tertentu. Sebuah makalah baru di Scientific Reports menutup sebagian celah ini: para penulis pertama-tama mentransplantasikan mikrobiota manusia ke tikus dan menunjukkan bahwa variasinya memengaruhi uji kekuatan secara berbeda, kemudian menguji kandidat secara fungsional dan mengidentifikasi dua spesies kunci, Lactobacillus johnsonii dan Limosilactobacillus reuteri. Pemberian galur ini dalam jangka panjang pada tikus yang menua meningkatkan kekuatan otot, massa, dan luas penampang, dan pada tingkat penanda molekuler, meningkatkan ekspresi FST dan IGF-1, yang menunjukkan efek pemacu pertumbuhan.

Kesimpulan praktisnya sejauh ini cukup hati-hati: ini merupakan studi praklinis yang meyakinkan dan merupakan langkah menuju probiotik "anti-sarkopenik" yang spesifik untuk galur tertentu, tetapi penerapannya pada manusia memerlukan uji coba acak dengan titik akhir yang dikuatkan dan biomarker mekanistik. Tinjauan terkini menyoroti potensi laktobasilus sebagai terapi adjuvan, tetapi juga perlunya standarisasi galur, dosis, dan durasi sebelum memberikan rekomendasi umum.

Bagaimana ini diuji?

Para peneliti pertama-tama "menolkan" flora usus tikus berusia 9 bulan dengan antibiotik dan melakukan transplantasi feses: selama tiga bulan, hewan-hewan tersebut diberi campuran feses dari 10 tikus dewasa yang sehat (donor tanpa penyakit kronis dan tanpa asupan antibiotik/probiotik baru-baru ini). Kekuatan dan kelincahan dinilai menggunakan dua tes independen: rotarod (waktu jatuh dari batang yang berputar) dan suspensi kawat (waktu menahan). Pada tahap ini, menjadi jelas bahwa profil bakteri yang berbeda memengaruhi fungsi otot dengan cara yang berbeda. Analisis komparatif dari saluran pencernaan dan mikrobiota feses menunjukkan bahwa komposisi dalam lumen usus lebih beragam dan lebih akurat terkait dengan metrik kekuatan daripada "coran feses". Dari sekumpulan spesies yang berbeda, L. johnsonii, L. reuteri dan Turicibacter sanguinis secara statistik konsisten "mengambang"; dua penulis pertama memilih untuk pengujian fungsional.

Selanjutnya, percobaan langsung pada tikus berumur 12 bulan: setelah sanitasi usus singkat, hewan-hewan tersebut diberi L. johnsonii, L. reuteri, atau kombinasi keduanya setiap hari selama tiga bulan. Hasilnya adalah peningkatan waktu penggunaan rotarod dan suspensi sejak bulan pertama pada kelompok "bakteri", dengan kombinasi memberikan dinamika yang paling menonjol. Secara histologis, area transversal serat (soleus, gastrocnemius, dan ekstensor panjang jari) lebih besar daripada kontrol; pada saat yang sama, berat badan secara keseluruhan menurun, dan massa otot meningkat, menunjukkan perbaikan komposisi tubuh. Pada tingkat ekspresi mRNA, folistatin pada kelompok L. johnsonii hampir dua kali lipat, IGF-1 juga lebih tinggi di semua cabang "bakteri".

Mengapa hal ini mungkin diperlukan?

Seiring bertambahnya usia, kekuatan dan kualitas otot menurun (sarkopenia), dan risiko jatuh, patah tulang, serta hilangnya kemandirian meningkat. Konsep "sumbu usus-otot" telah lama diperdebatkan, tetapi di sini kami menyajikan bukti fungsional langsung untuk strain tertentu: L. johnsonii dan L. reuteri tidak hanya dikaitkan dengan kinerja yang lebih baik, tetapi juga meningkatkan kekuatan dan morfologi otot dalam percobaan. Para penulis berpendapat bahwa efek tersebut dapat terjadi melalui beberapa jalur secara bersamaan - mulai dari produksi asam lemak rantai pendek dan modulasi fungsi mitokondria hingga regulasi jalur pertumbuhan otot (melalui FST/IGF-1).

Apa yang baru dalam sains (dan hati-hati - tentang "pil kekuatan")

• Strain itu sendiri penting. Kita tidak sedang membicarakan "probiotik secara umum", melainkan dua strain spesifik, yang dikonfirmasi secara independen dalam dua uji perilaku berbeda dan diidentifikasi menggunakan analisis diferensial (DESeq2).
• Sinergi dalam Pasangan: Pemberian bersamaan L. johnsonii + L. reuteri menghasilkan peningkatan terbesar dalam kekuatan dan luas serat, mengisyaratkan potensi formula multi-galur.
• Usus lebih penting daripada feses. "Potret" mikrobiota gastrointestinal lebih informatif daripada sampel feses - sebuah petunjuk praktis untuk strategi desain di masa mendatang.

Cara kerjanya (hipotesis penulis)

Dalam diskusi tersebut, para peneliti menghubungkan peningkatan fungsi otot dengan:

• kemungkinan normalisasi mitokondria pada otot (pengurangan kerusakan oleh sitokrom C dalam karya yang dijelaskan sebelumnya untuk spesies ini);
• peningkatan produksi asam lemak rantai pendek, yang meningkatkan anabolisme dan metabolisme otot;
• Aktivasi jalur pemacu pertumbuhan - pertumbuhan FST (antagonis miostatin) dan IGF-1.
  Kombinasi faktor-faktor ini dapat menggeser keseimbangan menuju kekuatan dan potensi oksidatif serat yang lebih besar. Mekanismenya perlu dirinci pada tingkat "omik" - metabolomik, transkriptomik, dan proteomik.

Perhatian pertama

Ini adalah model tikus; mentransfer hasil "apa adanya" ke manusia masih terlalu dini. Para penulis secara eksplisit menulis tentang perlunya pengujian pada manusia - mulai dari organoid dan model ex vivo hingga uji populasi dan klinis. Penting juga bahwa efeknya bergantung pada pemberian jangka panjang (berbulan-bulan), dan perubahan awal mikrobiota pada hewan dicapai melalui sanitasi agresif - ini bukan yang kami lakukan di klinik. Terakhir, spesies ketiga yang sering kali "pendamping" Turicibacter sanguinis dalam penelitian ini tidak menjalani validasi fungsional, meskipun pengayaannya secara konsisten bertepatan dengan peningkatan kekuatan - target yang mungkin untuk eksperimen di masa mendatang.

Apa artinya ini "dalam praktik" saat ini?

• Suplemen "probiotik apa pun" tidak sama dengan suplemen L. johnsonii dan L. reuteri - komposisi produk di dunia nyata sangat bervariasi;
• jalur menuju probiotik "anti-sarkopenik" memerlukan uji coba terkontrol acak (RCT) pada manusia dengan titik akhir kekuatan (pegangan dinamometer, uji berdiri dan berjalan, kecepatan berjalan), morfometri otot, dan penanda metabolik;
• Jika hipotesis ini terkonfirmasi, targetnya jelas: kelompok usia lanjut, pasien berisiko sarkopenia/melemah setelah imobilisasi, dan atlet dalam fase rehabilitasi. Untuk saat ini, ini merupakan studi praklinis yang menarik dan menjadi dasar untuk uji coba yang dirancang dengan cermat.

Sumber: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Penemuan mikroorganisme usus yang memengaruhi peningkatan kekuatan otot. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2