Il microbiota come allenatore: i batteri che hanno fatto crescere le fibre muscolari

Uno studio è stato pubblicato su Scientific Reports in cui gli scienziati hanno "riassemblato" il microbiota nei topi e hanno individuato specifici batteri intestinali in grado di migliorare significativamente le prestazioni di forza e la composizione muscolare. Dopo aver trapiantato la microflora umana nei topi e aver successivamente testato i candidati, gli autori hanno identificato due specie: Lactobacillus johnsonii e Limosilactobacillus reuteri. La somministrazione a lungo termine di questi batteri a topi anziani ha migliorato i risultati dei test di forza, aumentato la massa muscolare scheletrica e l'area trasversale delle fibre muscolari e, a livello molecolare, ha aumentato l'espressione dei marcatori miorigenerativi FST (follistatina) e IGF-1. Il lavoro è stato pubblicato il 18 agosto 2025.

Contesto dello studio

La sarcopenia, ovvero il declino della forza e della qualità dei muscoli scheletrici correlato all'età, aumenta il rischio di cadute, disabilità e mortalità. Gli interventi classici (allenamento di resistenza, apporto proteico adeguato) funzionano, ma l'effetto è limitato in molti anziani, quindi l'attenzione si sta spostando su nuovi target, tra cui il microbioma intestinale. Prove sempre più numerose collegano la composizione del microbiota al metabolismo e alla funzione muscolare e suggeriscono persino che l'integrazione di probiotici possa migliorare modestamente la forza e le prestazioni fisiche, sebbene i risultati siano contrastanti tra gli studi.

L'idea di un "asse intestino-muscolo" si basa su diversi meccanismi: gli acidi grassi a catena corta sintetizzati dai microbi influenzano il metabolismo energetico muscolare; il microbiota modula l'infiammazione e l'integrità della barriera intestinale; e i segnali di crescita e plasticità vengono alterati attraverso vie neuroendocrine. L'attività fisica, a sua volta, "ristruttura" anche la composizione microbica, una relazione bidirezionale. Questo crea le basi per la ricerca di ceppi che supportino specificamente la funzione muscolare negli organismi che invecchiano.

Fino a poco tempo fa, tuttavia, avevamo molte associazioni e poche prove causali a livello di batteri specifici. Un nuovo articolo su Scientific Reports colma parte di questa lacuna: gli autori hanno prima trapiantato il microbiota umano nei topi e hanno dimostrato che le sue variazioni influenzavano i test di forza in modo diverso, quindi hanno testato funzionalmente i candidati e identificato due specie chiave, Lactobacillus johnsonii e Limosilactobacillus reuteri. La somministrazione a lungo termine di questi ceppi a topi anziani ha aumentato la forza muscolare, la massa e l'area della sezione trasversale e, a livello di marcatori molecolari, ha aumentato l'espressione di FST e IGF-1, indicando un effetto di promozione della crescita.

La conclusione pratica è finora cauta: si tratta di uno studio preclinico convincente e di un passo avanti verso probiotici "anti-sarcopenici" ceppo-specifici, ma la traslazione all'uomo richiede studi randomizzati con endpoint potenziati e biomarcatori meccanicistici. Le revisioni attuali evidenziano il potenziale dei lattobacilli come terapia adiuvante, ma anche la necessità di standardizzare ceppi, dosi e durata prima di formulare raccomandazioni generali.

Come è stato testato?

I ricercatori hanno prima "azzerato" la flora intestinale di topi di 9 mesi con antibiotici e hanno eseguito un trapianto fecale: per tre mesi, agli animali è stata somministrata una miscela di feci di 10 adulti sani (donatori senza malattie croniche e senza assunzione recente di antibiotici/probiotici). Forza e agilità sono state valutate utilizzando due test indipendenti: rotarod (tempo di caduta da un'asta rotante) e sospensione a filo (tempo di mantenimento). Già in questa fase, è diventato chiaro che diversi profili batterici influenzano la funzione muscolare in modi diversi. L'analisi comparativa del microbiota del tratto gastrointestinale e delle feci ha mostrato che la composizione nel lume intestinale è più diversificata e più accuratamente associata alle metriche di forza rispetto al "calco fecale". Da un insieme di specie diverse, L. johnsonii, L. reuteri e Turicibacter sanguinis sono risultati statisticamente costanti; i primi due autori sono stati scelti per i test funzionali.

Successivamente, un esperimento diretto su topi di 12 mesi: dopo una breve disinfezione intestinale, agli animali sono stati somministrati quotidianamente L. johnsonii, L. reuteri o una loro combinazione per tre mesi. Il risultato è stato un aumento del tempo di somministrazione su rotarod e sospensione già dal primo mese nei gruppi "batterici", con la combinazione che ha prodotto la dinamica più pronunciata. Istologicamente, l'area trasversale delle fibre (soleo, gastrocnemio ed estensore lungo delle dita) era maggiore rispetto al controllo; allo stesso tempo, il peso corporeo complessivo è diminuito e la massa muscolare è aumentata, indicando un miglioramento della composizione corporea. A livello di espressione di mRNA, la follistatina nel gruppo L. johnsonii è quasi raddoppiata, e anche l'IGF-1 è risultato più elevato in tutti i rami "batterici".

Perché potrebbe essere necessario?

Con l'età, la forza e la qualità muscolare diminuiscono (sarcopenia) e aumentano i rischi di cadute, fratture e perdita di indipendenza. Il concetto di "asse intestino-muscolo" è stato a lungo dibattuto, ma qui presentiamo prove funzionali dirette per ceppi specifici: L. johnsonii e L. reuteri non sono semplicemente associati a prestazioni migliori, ma migliorano anche la forza e la morfologia muscolare nell'esperimento. Gli autori suggeriscono che l'effetto possa verificarsi attraverso diversi percorsi contemporaneamente, dalla produzione di acidi grassi a catena corta e dalla modulazione della funzione mitocondriale alla regolazione dei percorsi di crescita muscolare (tramite FST/IGF-1).

Novità scientifiche (e attenzione, sulla "pillola energetica")

• Il ceppo in sé è importante. Non stiamo parlando di "probiotici in generale", ma di due ceppi specifici, confermati indipendentemente in due diversi test comportamentali e identificati mediante analisi differenziale (DESeq2).
• Sinergia in coppia: la somministrazione concomitante di L. johnsonii + L. reuteri ha prodotto i maggiori guadagni sia in termini di forza che di area fibrosa, suggerendo potenziali formule multi-ceppo.
• L'intestino è più importante delle feci. Il "ritratto" del microbiota gastrointestinale è più informativo dei campioni fecali: un suggerimento pratico per future strategie di progettazione.

Come funziona (ipotesi degli autori)

Nella discussione, i ricercatori hanno collegato il miglioramento della funzionalità muscolare a:

• possibile normalizzazione dei mitocondri nei muscoli (riduzione del danno da citocromo C in lavori precedentemente descritti per queste specie);
• aumento della produzione di acidi grassi a catena corta, che migliorano l'anabolismo e il metabolismo muscolare;
• Attivazione di vie che promuovono la crescita: crescita di FST (antagonista della miostatina) e IGF-1.
  La combinazione di questi fattori può spostare l'equilibrio verso una maggiore resistenza e un maggiore potenziale ossidativo delle fibre. I meccanismi devono essere dettagliati a livello "omico": metabolomica, trascrittomica, proteomica.

Attenzione prima

Questo è un modello murino; trasferire i risultati "così come sono" all'uomo è prematuro. Gli autori sottolineano esplicitamente la necessità di test sull'uomo, dagli organoidi e dai modelli ex vivo alle sperimentazioni cliniche e di popolazione. È anche importante che l'effetto dipenda dalla somministrazione a lungo termine (mesi) e che i cambiamenti iniziali nel microbiota negli animali siano stati ottenuti con una sanificazione aggressiva: questo non è ciò che facciamo in clinica. Infine, la terza specie spesso "compagna" in questo lavoro, Turicibacter sanguinis, non è stata sottoposta a validazione funzionale, sebbene il suo arricchimento abbia costantemente coinciso con un aumento della sua resistenza, un possibile obiettivo per esperimenti futuri.

Cosa significa questo "nella pratica" oggi?

• gli integratori "probiotici" non sono equivalenti agli integratori di L. johnsonii e L. reuteri: la composizione dei prodotti nel mondo reale varia notevolmente;
• il percorso verso un probiotico "anti-sarcopenico" richiede studi RCT sull'uomo con endpoint di forza (presa dinamometrica, test di alzarsi e andare, velocità di camminata), morfometria muscolare e marcatori metabolici;
• Se l'ipotesi fosse confermata, il target sarebbe ovvio: fasce d'età più avanzate, pazienti a rischio di sarcopenia/indebolimento dopo l'immobilizzazione e atleti in fase di riabilitazione. Per ora, si tratta di uno studio preclinico interessante e di una base per sperimentazioni attentamente progettate.

Fonte: Ahn JS., Kim HM., Han EJ., Hong ST., Chung HJ. Scoperta di microrganismi intestinali che influenzano il miglioramento della forza muscolare. Scientific Reports. 2025;15:30179. https://doi.org/10.1038/s41598-025-15222-2