Roseburia inulinivorans: Wie das Darmmikrobiom Muskelkraft beeinflusst

Kräftige Hände und Muskeln verbindet man gewöhnlich mit Training, Eiweißshakes und ausreichend Schlaf. Ein europäisches Forschungsteam macht nun auf einen weiteren Faktor aufmerksam: das Darmmikrobiom. Eine bestimmte Darmbakterienart scheint sowohl bei jungen Erwachsenen als auch bei Seniorinnen und Senioren eng mit Muskelkraft und Leistungsfähigkeit zusammenzuhängen.

Wie Forschende die „Muskelbakterie“ entdeckten

Am Anfang der Studie stand eine naheliegende Frage: Weshalb bleiben einige Menschen bis ins hohe Alter auffallend kräftig, obwohl sie sich offenbar nicht wesentlich mehr bewegen als andere? Um das zu untersuchen, analysierte das Team die Darmflora von 90 jungen Erwachsenen im Alter von 18 bis 25 Jahren sowie von 33 Personen über 65 Jahren.

Alle Teilnehmenden absolvierten standardisierte Leistungstests:

• Messung der Handkraft mit einem Dynamometer
• Beinpresse zur Ermittlung der Beinkraft
• Bankdrücken zur Bewertung der Oberkörperkraft
• Bestimmung der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO₂max) als Ausdauerwert

Zeitgleich untersuchte das Forschungsteam anhand von Stuhlproben, wie sich das Darmmikrobiom zusammensetzte. Unter den zahlreichen Mikroorganismen fiel besonders eine Bakteriengattung auf: Roseburia. Vor allem die Art Roseburia inulinivorans stand in einem deutlichen Zusammenhang mit der Muskelkraft.

Ältere Erwachsene, bei denen Roseburia inulinivorans nachweisbar war, hatten im Schnitt rund 29 Prozent mehr Handkraft als Gleichaltrige ohne dieses Bakterium.

Der Unterschied war ausgeprägt und ließ sich nicht ohne Weiteres als Zufallsbefund erklären. Bei der VO₂max, dem Maß für die Ausdauerleistung, zeigte sich im höheren Alter allerdings kein eindeutiger Vorteil. Bei den jüngeren Teilnehmenden ergab sich dagegen ein anderes Bild.

Junges Darmmikrobiom und starke Muskeln: Altersunterschiede

Bei den 18- bis 25-Jährigen stellten die Forschenden deutlich größere Mengen von Roseburia inulinivorans im Darm fest. In einzelnen Proben erreichte die Art bis zu 6,6 Prozent der gesamten Bakteriengemeinschaft. Bei den älteren Teilnehmenden betrug ihr Anteil durchschnittlich nur etwa 1,3 Prozent.

Bei den Jüngeren ging ein höherer Anteil dieser Bakterienart mit gleich zwei besseren Leistungswerten einher:

• mehr Handkraft
• bessere kardiorespiratorische Fitness

Das deutet darauf hin, dass das Bakterium nicht nur mit Muskelstärke, sondern möglicherweise auch mit der Belastbarkeit bei intensiver körperlicher Anstrengung verbunden ist. Ein unmittelbarer Nachweis war damit zwar noch nicht erbracht, doch der Verdacht lag nahe, dass es sich um mehr als eine rein statistische Verbindung handelt.

Die Darm-Muskel-Achse: Was im Körper geschehen könnte

Um den möglichen Ursachen nachzugehen, wechselten die Wissenschaftler ins Tierversuchslabor. Dort erhielten Mäuse zunächst eine Breitband-Antibiotikatherapie, die ihren Darm nahezu vollständig von Bakterien befreite. Anschließend bekamen einige Tiere unterschiedliche Roseburia-Arten, während andere als Kontrollgruppe dienten.

Nach acht Wochen ergab sich ein überraschendes Ergebnis: Mäuse mit Roseburia inulinivorans steigerten die Kraft ihrer Vorderpfoten gegenüber der Kontrollgruppe um rund 30 Prozent. Daraufhin nahmen die Forschenden die Muskulatur genauer unter die Lupe.

Dabei fanden sie:

• größere Muskelfasern
• einen größeren Anteil schneller Typ-II-Fasern
• Veränderungen bei Proteinen und Enzymen, die für die Energiegewinnung wichtig sind

Die Muskulatur der behandelten Mäuse wirkte so, als sei sie auf kurze, explosive Belastungen wie Sprinten oder schweres Heben „programmiert“.

Gerade schnelle Typ-II-Fasern sind für kraftintensive Bewegungen entscheidend. Ein höherer Anteil kann im Alltag etwa beim Treppensteigen oder Tragen von Einkaufstüten helfen – und im Sport beim Sprinten oder Krafttraining Vorteile bringen.

Auf welchem Weg Bakterien die Muskeln beeinflussen könnten

Wie kann ein Mikroorganismus im Darm Veränderungen an Muskeln in Armen und Beinen auslösen? Eine wichtige Rolle könnten Stoffwechselprodukte spielen, die Bakterien aus Ballaststoffen bilden. Viele Arten der Gattung Roseburia produzieren kurzkettige Fettsäuren wie Butyrat. Diese können den Stoffwechsel in Leber, Fettgewebe und Muskulatur beeinflussen.

Mehrere Mechanismen kommen infrage:

• eine effizientere Energienutzung in Muskelzellen
• Veränderungen der Genaktivität, also der Genexpression, in Muskelfasern
• abschwächende Effekte auf stille Entzündungen, die die Muskulatur beeinträchtigen können
• Einfluss auf Hormone und Botenstoffe, welche den Muskelaufbau regulieren

Die Untersuchung liefert Hinweise auf solche Anpassungen, erfasst jedoch bei Weitem nicht alle beteiligten Vorgänge. Insbesondere die Bedeutung von Entzündungen und neuronalen Signalen zwischen Darm und Muskulatur ist weiterhin ungeklärt.

Neue Ansätze gegen Muskelschwund im Alter

Mit steigendem Alter nehmen Muskelmasse und Kraft bei vielen Menschen allmählich ab. Dieser Vorgang wird Sarcopenie genannt. Er kann Stürze und Gebrechlichkeit begünstigen und im Extremfall dazu führen, dass Betroffene ihre Selbstständigkeit verlieren. Medizinisch stehen bislang vor allem zwei Maßnahmen im Mittelpunkt: Krafttraining und eine eiweißreiche Ernährung.

Die Daten zur Häufigkeit von Roseburia inulinivorans legen nun nahe, dass auch der Darm dabei eine Rolle spielen könnte. Gerade in der Lebensphase, in der Sarcopenie deutlich häufiger wird, scheint dieses Bakterium seltener vorzukommen. Daraus ergeben sich wichtige Fragen:

• Ist der Rückgang dieses Bakteriums eine Ursache des Muskelschwunds – oder eine Folge?
• Kann die Art gezielt über ein Probiotikum zugeführt werden?
• Bleibt sie anschließend dauerhaft im Darm oder verschwindet sie wieder?

Im Mausmodell konnten die Forschenden bislang nicht nachweisen, dass sich das Bakterium langfristig im Darm ansiedelt. Für Menschen liegen dazu ebenfalls noch keine Daten vor. Fest steht lediglich: Die Verbindung zwischen Mikrobiom und Muskelkraft zeigte sich über verschiedene Messgrößen hinweg stabil.

Die Arbeiten sprechen für eine Art „Darm-Muskel-Achse“, die den Stoffwechsel und die Leistungsfähigkeit von Muskeln beeinflusst.

Was Menschen bereits tun können – und was noch nicht

Wer nun gezielt nach Kapseln mit Roseburia inulinivorans sucht, wird nicht fündig werden. Ein umfassend erforschtes Probiotikum mit dieser Art ist nicht im Drogerieregal erhältlich. Die Erkenntnisse beruhen auf einer begrenzten Zahl menschlicher Teilnehmender sowie auf Tierversuchen. Daraus lässt sich noch keine Therapieempfehlung ableiten.

Dennoch ergeben sich einige praktische Ansätze, die ein „freundliches“ Mikrobiom begünstigen können:

• Ballaststoffreiche Ernährung: Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte, Gemüse und Nüsse liefern vielen nützlichen Darmbakterien Nahrung.
• Regelmäßige Bewegung: Sport beeinflusst nachweislich die Darmflora und kräftigt zugleich direkt die Muskulatur.
• Zurückhaltender Einsatz von Antibiotika: Sie sind wichtig, wenn sie medizinisch notwendig sind, sollten aber nicht leichtfertig bei jeder Erkältung verwendet werden.
• Fermentierte Lebensmittel: Joghurt, Kefir, Sauerkraut und ähnliche Produkte enthalten lebende Mikroorganismen, die auf das Mikrobiom einwirken können.

Diese Maßnahmen garantieren keinen Anstieg genau dieser Bakterienart. Sie können jedoch eine vielfältige und stabile Darmflora fördern, die eine Grundlage für gesund alternde Muskeln sein kann.

Was VO₂max und Sarcopenie bedeuten

Einige Fachbegriffe der Studie sind in der Sportmedizin und Altersforschung häufig anzutreffen. Wer sie kennt, kann die Ergebnisse besser bewerten.

VO₂max: Die maximal nutzbare Sauerstoffmenge

VO₂max bezeichnet die maximale Sauerstoffaufnahme pro Minute. Sie wird als wichtiges Maß für Ausdauer sowie Herz-Kreislauf-Leistung angesehen. Ein hoher Wert zeigt, dass Herz, Lunge und Muskulatur Sauerstoff effizient gemeinsam verwerten. Bei älteren Teilnehmenden war durch das Bakterium kein erkennbarer Vorteil zu sehen, bei den Jüngeren hingegen schon.

Sarcopenie: Wenn Muskelkraft schleichend verloren geht

Sarcopenie beschreibt den altersbedingten Abbau von Muskelmasse und Muskelkraft. Der Prozess verläuft langsam und häufig über viele Jahre. Zunächst fällt Betroffenen etwa das Tragen schwerer Gegenstände oder das Aufstehen aus einem Sessel schwerer. Später erhöht sich das Sturzrisiko deutlich. In der Medizin erhält Sarcopenie zunehmend Aufmerksamkeit, da sie wesentlich dafür ist, ob Menschen im Alter selbstbestimmt leben können.

Sollte sich durch eine gezielte Beeinflussung des Mikrobioms auch nur ein Teil dieses Muskelabbaus verlangsamen lassen, hätte das weitreichende Folgen für die Geriatrie – und vermutlich ebenso für ambitionierte Hobbysportlerinnen und Hobbysportler.

Blick in die Zukunft: Probiotika für Kraft und Performance?

Die Vorstellung ist reizvoll: Ein individuell abgestimmtes Probiotikum bringt gezielt Bakterien wie Roseburia inulinivorans in den Darm, ergänzt durch Ballaststoffe als „Futter“ und einen passenden Trainingsplan. Auf diese Weise könnten Menschen mit einem Sarcopenie-Risiko, aber auch Sportlerinnen und Sportler, ihren Muskelstoffwechsel möglicherweise gezielter beeinflussen.

Bis dahin müssen jedoch zahlreiche Hürden überwunden werden. Dazu zählen Sicherheitsfragen, Langzeitdaten, die richtige Dosierung und mögliche Wechselwirkungen mit Medikamenten. Zudem muss geklärt werden, wie stark der Effekt unter realen Bedingungen tatsächlich ausfällt – außerhalb von Laboren und Tierstudien.

Eines wird dennoch erkennbar: Muskeln werden nicht ausschließlich im Fitnessstudio geformt, sondern möglicherweise auch im Darm beeinflusst. Wer seine Kraft für die kommenden Jahrzehnte erhalten möchte, sollte daher nicht nur Hanteln und Eiweiß beachten, sondern auch die Billionen Mitbewohner im eigenen Verdauungstrakt.