Copyright
Winclove
.svg)
Het behoud van een gezonde spiermassa en spierkracht is essentieel voor de gezondheid van de mens.
Een gezonde hoeveelheid spiermassa voor mannen ligt tussen de 40% en 48% van de totale lichaamsmassa en voor vrouwen tussen de 34% en 44%. Verlies van spiermassa en spierkracht kan leiden tot functieverlies in spieren, verhoogd risico op vallen en algehele kwetsbaarheid. 1,2 Het proces van afname van spiermassa begint normaliter rond de leeftijd van 30 jaar en neemt toe met de leeftijd, met een drastische versnelling na het 70e levensjaar. Ziekte en een ongezonde leefstijl met te veel zitten, te weinig beweging, te veel stress en te weinig slaap.3 kunnen op jongere leeftijd al zorgen voor een versnelde afname van spiermassa. Daarentegen kan een gezonde, actieve leefstijl waarbij regelmatig wordt gesport, dit proces vertragen. Dit artikel gaat in op de darm-spier-as, het belang van sterke spieren, de processen achter spieropbouw en –afbraak en de rol van de darmmicrobiota daarin.
De darm-spier-as: wat is het en welke rol speelt het in spiergezondheid?
Door de groeiende aandacht voor de invloed van de darmmicrobiota op onze gezondheid wordt al geruime tijd onderzoek gedaan naar de relatie tussen de darmmicrobiota en spieren. Daarin speelt de hypothese van de darm-spier-as een centrale rol.
Invloed door voeding en beweging
De darm-spier-as kan worden gezien als een complex netwerk van wederzijdse interacties tussen de darmmicrobiota en spieren. Deze interactie verloopt via voeding en beweging. De darmmicrobiota stimuleert de opname van voedingsstoffen, waaronder eiwitten en vezels, en produceert korteketenvetzuren zoals butyraat. Eiwitten zijn nodig voor spieropbouw en –herstel. Korteketenvetzuren leveren energie aan spieren.21 22 23 Omgekeerd kan beweging, waarbij spieren een centrale rol spelen, de samenstelling van de darmmicrobiota beïnvloeden, zowel via duursport24 als krachtsport.25 Meer hierover leest u in het artikel De invloed van de darmmicrobiota op sportprestaties.
Invloed via immuunsysteem
Een andere route waarop de darmmicrobiota en spieren elkaar beïnvloeden, is via het immuunsysteem. Meer hierover leest u in het artikel Leefstijl beïnvloedt de microbiota en daarmee de gezondheid. Chronische (laaggradige) ontstekingen kunnen leiden tot spierafbraak en verminderde spiermassa door de voortdurende aanwezigheid van ontstekingsbevorderende stoffen die spiercellen en -weefsels beschadigen. Een gezonde darmmicrobiota draagt bij aan de vermindering van laaggradige ontsteking en daarmee aan het voorkomen van spierafbraak, omdat er minder ontstekingsstoffen in het lichaam aanwezig zijn.
Waarom sterke spieren voor iedereen belangrijk zijn
Dat sporters krachtige spieren nodig hebben om hun topprestaties te kunnen leveren, ligt voor de hand. Gezonde, sterke spieren zijn echter voor ieder mens van belang. Ze zijn nodig voor alle vormen van beweging, van basisactiviteiten zoals lopen en staan tot complexe bewegingen als rennen, springen en het tillen van zware voorwerpen. Sterke spieren zorgen voor een betere balans en coördinatie, voor meer souplesse in het bewegen en verbeteren de algehele mobiliteit.
Daarnaast spelen spieren een grote rol in het metabolisme (de stofwisseling) van het lichaam en daarmee in het energiebeheer.4 Spieren zijn zogenaamde metabool actieve weefsels: ze verbruiken ook energie als ze niet actief zijn, door voortdurende processen zoals herstel en onderhoud. Ze helpen de bloedsuikerspiegel te reguleren, doordat ze in staat zijn om glucose uit het bloed op te nemen en op te slaan. Sterke spieren kunnen daarmee bijdragen aan het voorkomen van metabole aandoeningen zoals diabetes type 2 en obesitas.5
Spieropbouw: de belangrijkste factoren
Spieropbouw kan alleen plaatsvinden bij herhaalde belasting van spiervezels6, dat wil zeggen door kracht te zetten met de spieren. Krachtoefeningen zijn het meest effectief, maar ook met sporten zoals hardlopen, pilates, power yoga, zwemmen en tennissen bouw je spieren op. Voor spieropbouw zijn eiwitten uit de voeding nodig als bouwsteen voor spieren 7.
Spieropbouw wordt gestimuleerd onder invloed van hormonen zoals insuline, testosteron en groeihormoon. Deze bevorderen spiergroei door de eiwitaanmaak te stimuleren en de eiwitafbraak te remmen.8 Een verstoring in deze hormoonhuishouding kan dan ook leiden tot verminderde spieropbouw.
Een gezonde darmmicrobiota met grote diversiteit aan bacteriën beïnvloedt spieropbouw op een positieve manier via de productie van korteketenvetzuren (KKVZ). KKVZ leveren energie aan spiercellen en verhogen de insulinegevoeligheid van spieren.9 Daarnaast kan de darmmicrobiota de opname van voedingsstoffen en energie door de spieren beïnvloeden.10,11 Lees meer hierover in het artikel De invloed van de darmmicrobiota op sportprestaties.
Als laatste zijn adequate herstelperiodes, oftewel voldoende rust en slaap, cruciaal voor spiergroei. Tijdens de slaap vindt spierherstel en -opbouw plaats.
Zo voorkom je spierafbraak
Spierafbraak, ook spieratrofie genoemd, treedt op bij onvoldoende belasting van spieren (te veel zitten en te weinig bewegen) en een tekort aan eiwitten. Een belangrijke factor daarin is voeding. Dagelijks voldoende inname van eiwitrijke voeding is essentieel voor het behoud van gezonde spieren.
De hormonen cortisol en adrenaline, die onder meer aanwezig zijn bij stress, remmen spiergroei.12,13 Ook de aanwezigheid van laaggradige ontsteking en oxidatieve stress in het lichaam kan leiden tot spierafbraak.14–16, 17–19 Meer hierover leest u in het artikel De invloed van de darmmicrobiota op sportprestaties.
Daarnaast kan een dysbiose in de darmmicrobiota de spierfunctie mogelijk verminderen. In een onderzoek onder 92 volwassenen van middelbare en oudere leeftijd werd gekeken naar de kracht van de handgreep als maatstaf voor de spierkracht. De mannen van middelbare leeftijd met een darmdysbiose hadden een significant verminderde handgreepkracht. De dysbiose werd in deze groep gekenmerkt door een grotere aanwezigheid van gramnegatieve proteobacteriën in de darmmicrobiota. De mannen van middelbare leeftijd die een grotere aanwezigheid hadden van grampositieve actinobacteriën, wat wijst op een gezondere samenstelling van de dammicrobiota, hadden juist een krachtiger handgreep. Bij de oudere mannen en bij de vrouwen werd geen verband gezien tussen samenstelling van de darmmicrobiota en handgreepkracht.20
De invloed van probiotica op spierfunctie
Een gezonde samenstelling van de darmmicrobiota, dat wil zeggen met een grote diversiteit aan bacteriën, kan bijdragen aan een betere spierfunctie.27 Naast leefstijlinterventies zoals gezonde voeding met voldoende eiwitten en vezels en voldoende beweging, kan probiotica helpen om de darmmicrobiota te verbeteren. Een systematische review en meta-analyse uit 20233 van 24 klinische studies die het effect van probiotica op spiermassa bij gezonde volwassenen hebben onderzocht, liet zien dat suppletie met probiotica zowel de spiermassa als de totale spierkracht verbeterde. Een andere meta-analyse uit 2023 van 17 klinische studies vond een positief effect van suppletie met probiotica op spiermassa en spierfunctie in volwassenen ouder dan 55 jaar.28 Een klinische studie onder 23 mannelijke sporters liet zien dat inname van de probiotische formule Ecologic® Performance gedurende twee weken zorgde voor een verbeterde barrièrefunctie, verminderde oxidatieve stress en verminderde ontstekingsgraad.26 Dit kan bijdragen aan een betere spierfunctie. Bevindingen uit deze en andere studies laten zien dat probiotica een rol kunnen spelen bij het behoud van spiermassa door hun positieve effect op de darmgezondheid en via de darmen op de spieren. 29 30,31
Conclusie
Verlies van spiermassa en spierkracht kunnen grote gevolgen hebben voor het goed functioneren van het lichaam. Hoewel met name oudere volwassenen hierdoor getroffen worden, komt verlies van spierkracht steeds vaker voor bij jongere mensen als gevolg van een ongezonde leefstijl. Er zijn verschillende mechanismen die een rol spelen bij spieropbouw en -onderhoud zoals voldoende eiwitrijke voeding, voldoende mechanische belasting van spieren, een gezonde hormonale balans, voldoende slaap en een grote diversiteit van de darmmicrobiota. Naast leefstijlinterventies zoals voeding, beweging, ontspanning en slaap, die via verschillende mechanismen bijdragen aan opbouw en onderhoud van spieren, biedt probioticasuppletie een veelbelovende strategie die bijdraagt aan het behoud van spieren en spierkracht.
Referenties
1. Park WT, Shon O-J, Kim GB. Multidisciplinary approach to sarcopenia: a narrative review. J Yeungnam Med Sci 2023; 40: 352–63.
2. Rolland Y, Czerwinski S, Abellan Van Kan G, et al. Sarcopenia: its assessment, etiology, pathogenesis, consequences and future perspectives. J Nutr Health Aging 2008; 12: 433–50.
3. Prokopidis K, Giannos P, Kirwan R, et al. Impact of probiotics on muscle mass, muscle strength and lean mass: a systematic review and meta‐analysis of randomized controlled trials. J Cachexia Sarcopenia Muscle 2022; 14: 30–44.
4. Periasamy M, Herrera JL, Reis FCG. Skeletal Muscle Thermogenesis and Its Role in Whole Body Energy Metabolism. Diabetes Metab J 2017; 41: 327–36.
5. Veit M, van Asten R, Olie A, Prinz P. The role of dietary sugars, overweight, and obesity in type 2 diabetes mellitus: a narrative review. Eur J Clin Nutr 2022; 76: 1497–501.
6. Schiaffino S, Reggiani C, Akimoto T, Blaauw B. Molecular Mechanisms of Skeletal Muscle Hypertrophy. J Neuromuscul Dis; 8: 169–83.
7. Santos C de S, Nascimento FEL. Isolated branched-chain amino acid intake and muscle protein synthesis in humans: a biochemical review. Einstein (Sao Paulo); 17: eRB4898.
8. Kraemer WJ, Ratamess NA, Hymer WC, Nindl BC, Fragala MS. Growth Hormone(s), Testosterone, Insulin-Like Growth Factors, and Cortisol: Roles and Integration for Cellular Development and Growth With Exercise. Front Endocrinol (Lausanne) 2020; 11: 33.
9. Liu C, Cheung W, Li J, et al. Understanding the gut microbiota and sarcopenia: a systematic review. J Cachexia Sarcopenia Muscle 2021; 12: 1393–407.
10. Sabatini DM. Twenty-five years of mTOR: Uncovering the link from nutrients to growth. Proc Natl Acad Sci U S A 2017; 114: 11818–25.
11. Garza-Lombó C, Schroder A, Reyes-Reyes EM, Franco R. mTOR/AMPK signaling in the brain: Cell metabolism, proteostasis and survival. Curr Opin Toxicol 2018; 8: 102–10.
12. Allen DL, McCall GE, Loh AS, Madden MC, Mehan RS. Acute daily psychological stress causes increased atrophic gene expression and myostatin-dependent muscle atrophy. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2010; 299: R889–98.
13. Fushimi S, Nohno T, Katsuyama H. Chronic Stress Induces Type 2b Skeletal Muscle Atrophy via the Inhibition of mTORC1 Signaling in Mice. Med Sci (Basel) 2023; 11: 19.
14. Buchmann N, Fielitz J, Spira D, et al. Muscle Mass and Inflammation in Older Adults: Impact of the Metabolic Syndrome. Gerontology 2022; 68: 989–98.
15. Pan L, Xie W, Fu X, et al. Inflammation and sarcopenia: A focus on circulating inflammatory cytokines. Exp Gerontol 2021; 154: 111544.
16. Braun TP, Zhu X, Szumowski M, et al. Central nervous system inflammation induces muscle atrophy via activation of the hypothalamic–pituitary–adrenal axis. J Exp Med 2011; 208: 2449–63.
17. Zhang H, Qi G, Wang K, et al. Oxidative stress: Roles in skeletal muscle atrophy. Biochem Pharmacol 2023; 214: 115664.
18. Powers SK, Smuder A, Judge A. Oxidative stress and disuse muscle atrophy: cause or consequence? Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2012; 15: 240–5.
19. Chen X, Ji Y, Liu R, et al. Mitochondrial dysfunction: roles in skeletal muscle atrophy. J Transl Med 2023; 21: 503.
20. Li C, Li Y, Wang N, et al. Intestinal Permeability Associated with the Loss of Skeletal Muscle Strength in Middle-Aged and Older Adults in Rural Area of Beijing, China. Healthcare 2022; 10: 1100.
21. Hughes RL. A Review of the Role of the Gut Microbiome in Personalized Sports Nutrition. Front Nutr 2019; 6: 191.
22. Ticinesi A, Lauretani F, Milani C, et al. Aging Gut Microbiota at the Cross-Road between Nutrition, Physical Frailty, and Sarcopenia: Is There a Gut–Muscle Axis? Nutrients 2017; 9: 1303.
23. Ticinesi A, Lauretani F, Tana C, Nouvenne A, Ridolo E, Meschi T. Exercise and immune system as modulators of intestinal microbiome: implications for the gut-muscle axis hypothesis. 2019.
24. Wegierska AE, Charitos IA, Topi S, Potenza MA, Montagnani M, Santacroce L. The Connection Between Physical Exercise and Gut Microbiota: Implications for Competitive Sports Athletes. Sports Med 2022; 52: 2355–69.
25. Wagner A, Kapounková K, Struhár I. The relationship between the gut microbiome and resistance training: a rapid review. BMC Sports Sci Med Rehabil 2024; 16: 4.
26. Lamprecht M, Bogner S, Schippinger G, et al. Probiotic supplementation affects markers of intestinal barrier, oxidation, and inflammation in trained men; a randomized, double-blinded, placebo-controlled trial. J Int Soc Sports Nutr 2012; 9: 45.
27. Ticinesi A, Nouvenne A, Cerundolo N, et al. Gut Microbiota, Muscle Mass and Function in Aging: A Focus on Physical Frailty and Sarcopenia. Nutrients 2019; 11: 1633.
28. Shokri‐Mashhadi N, Navab F, Ansari S, Rouhani MH, Hajhashemy Z, Saraf‐Bank S. A meta‐analysis of the effect of probiotic administration on age‐related sarcopenia. Food Sci Nutr 2023; 11: 4975–87.
29. O’Brien MT, O’Sullivan O, Claesson MJ, Cotter PD. The Athlete Gut Microbiome and its Relevance to Health and Performance: A Review. Sports Med 2022; 52: 119–28.
30. González A, Hall MN, Lin S-C, Hardie DG. AMPK and TOR: The Yin and Yang of Cellular Nutrient Sensing and Growth Control. Cell Metabolism 2020; 31: 472–92.
31. Zhang E, Jin L, Wang Y, et al. Intestinal AMPK modulation of microbiota mediates crosstalk with brown fat to control thermogenesis. Nat Commun 2022; 13: 1135.