Študija razkriva pomembno vlogo črevesnega mikrobioma pri staranju in boleznih srca

V nedavno objavljeni študiji v reviji Nature Medicine je skupina kitajskih znanstvenikov izvedla prospektivno analizo presnovnih multimorbidnih grozdov na podlagi 21 presnovnih parametrov, da bi raziskala značilnosti črevesnega mikrobioma, povezane z metabolizmom in starostjo, ter bolje razumela razmerje med metabolizmom, starostjo in dolgoročnim tveganjem za srčno-žilne bolezni.

Srčno-žilne bolezni so vodilni vzrok umrljivosti po vsem svetu, presnovne motnje in starost, ki so prav tako tesno povezane, pa naj bi znatno povečale tveganje za srčno-žilne bolezni. Presnovne motnje postajajo s starostjo bolj kompleksne in razširjene, pri starejših pa se srčno-žilne bolezni običajno razvijejo v kontekstu multimorbidnosti.

Vse več dokazov o vzorcih staranja, povezanih z raznolikostjo črevesnega mikrobioma v različnih populacijah, kaže, da črevesni mikrobiom povezuje imunost in presnovo, se s starostjo spreminja in je lahko temelj zdravega staranja. Študije so pokazale, da sta nizka raznolikost bakterij in povečana raznolikost edinstvenih taksonov v črevesnem mikrobiomu povezani z zdravim staranjem. Vendar pa vzorci interakcij med črevesnim mikrobiomom, presnovo in starostjo ter obseg, v katerem te interakcije vplivajo na zdravje srca in ožilja, ostajajo nejasni.

V tej študiji so raziskovalci najprej opredelili skupine multimorbidnosti na podlagi specifičnih presnovnih parametrov in nato preučili značilnosti črevesnega mikrobioma, povezane s starostjo, in te skupine multimorbidnosti. Nato so opredelili koncept mikrobne starosti na podlagi sprememb v značilnostih črevesnega mikrobioma in 55 mikrobnih vrst, povezanih s starostjo, ki so jih nato uporabili za določitev vloge sestave črevesnega mikrobioma in mikrobne starosti v specifičnih skupinah multimorbidnosti.

Začetne kohorte so vključevale odrasle, stare od 40 do 93 let. Podatki o demografskih značilnostih, zdravstvenih anamnezah, presnovnih spremenljivkah in dejavnikih življenjskega sloga, kot so uživanje alkohola, kajenje in telesna dejavnost, so bili zbrani v letih 2010 in 2014. Nadaljnji podatki so vključevali informacije o incidenci srčno-žilnih bolezni. Kot validacijske kohorte so bili uporabljeni štirje nabori metagenomskih podatkov o blatu iz Izraela, Nizozemske, Francije, Nemčije, Združenih držav Amerike in Združenega kraljestva.

Skupine metabolnih multimorbidnosti, sestavljene iz 21 metabolnih parametrov, so bile povezane s tveganjem za nastanek srčno-žilnih bolezni. Parametri so vključevali telesno težo, višino, obseg pasu, lipoproteine visoke gostote (HDL-C) in lipoproteine nizke gostote (LDL-C), apolipoprotein A-1, skupni holesterol, raven insulina na tešče, apolipoprotein B, γ-glutamil transferazo, aspartat aminotransferazo, alanin aminotransferazo, toleranco za glukozo, sečno kislino, trigliceride, hemoglobin A1c in glukozo v plazmi na tešče.

Na podlagi teh parametrov je bilo identificiranih pet skupin presnovne multimorbidnosti, vključno z zdravim presnovnim profilom, pa tudi skupine z nizkim HDL-C in apolipoproteinom A1, visokim LDL-C, apolipoproteinom B in skupnim holesterolom, inzulinsko rezistenco, debelostjo, povišanimi jetrnimi encimi in hiperglikemijo.

Vzorci blata so bili zbrani od vseh udeležencev in z uporabo ekstrahirane DNK je bilo izvedeno metagenomsko sekvenciranje. Podatki metagenoma so bili uporabljeni za metagenomsko profiliranje prvotne kohorte.

Udeleženci so bili razdeljeni v dve starostni skupini (mlajši od 60 let ali starejši od 60 let), razmerja tveganja za srčno-žilne bolezni pa so bila izračunana za štiri skupine nezdrave multimorbidnosti v primerjavi s skupino zdravega presnovnega profila. Razmerja tveganja za srčno-žilne bolezni so bila izračunana tudi za mlajšo in starejšo starostno skupino.

Ocenjen je bil vpliv okoljskih in gostiteljskih dejavnikov na črevesni mikrobiom ter izračunani indeksi edinstvenosti in raznolikosti črevesnega mikrobioma. Nato so bile preučene značilnosti črevesnega mikrobioma, povezane s starostjo in presnovo, ter določene povezave med presnovo, starostjo mikrobov in tveganjem za srčno-žilne bolezni.

Rezultati so pokazali, da sta imela skupina hiperglikemije in debelosti v primerjavi s skupino zdravega presnovnega profila 117 % oziroma 75 % večje tveganje za srčno-žilne bolezni v 11,1 letih. Ti rezultati so bili potrjeni v validacijski kohorti.

Poleg tega so podatki metagenoma blata pokazali, da je sestava črevesnega mikrobioma povezana tako s starostjo kot s skupinami multimorbidnosti. Med posamezniki, starejšimi od 60 let, je bilo povečano tveganje za srčno-žilne bolezni, povezano s skupinami hiperglikemije in debelosti, večje pri posameznikih z višjo starostjo mikrobov in manjše pri posameznikih z nižjo starostjo mikrobov, neodvisno od spola, starosti, prehranskih dejavnikov ali življenjskega sloga.

Mlada mikrobna starost, za katero je bila značilna zmanjšana številčnost vrst Prevotella, je bila povezana z zmanjšanim tveganjem za srčno-žilne bolezni pri starejših odraslih iz nezdravih presnovnih skupin, neodvisno od uporabe zdravil, prehranskih dejavnikov, izobrazbe, spola, starosti ali življenjskega sloga.

Študija je odkrila različne s starostjo povezane značilnosti črevesnega mikrobioma, kot sta znatno zmanjšanje vrst Bacteroides in povečanje edinstvenosti ter bogastva fakultativnih anaerobnih bakterij, kot sta Enterobacteriaceae in Streptococcus. Zdi se, da je to povečanje provnetnih poti in vzorcev staranja mikrobov povezano s starostnim upadom imunosti, prebave in fizioloških funkcij.

Skratka, študija je preučila interakcijo med sestavo in raznolikostjo črevesnega mikrobioma, starostjo in presnovo ter njeno povezavo s tveganjem za srčno-žilne bolezni. Ugotovljeno je bilo, da je sestava črevesnega mikrobioma povezana s starostjo in parametri presnovne multimorbidnosti.

Poleg tega je bilo na podlagi sestave vrst črevesnega mikrobioma ugotovljeno, da mlada starost mikrobov zmanjšuje tveganje za srčno-žilne bolezni, povezane z metabolno disfunkcijo, kar kaže na to, da črevesni mikrobiom modulira srčno-žilno zdravje pri starejših odraslih z metabolno disfunkcijo.