Študija odkriva pomembno vlogo črevesnega mikrobioma pri staranju in srčnih boleznih

V nedavno objavljeni študiji v Nature Medicine je skupina kitajskih znanstvenikov izvedla prospektivno analizo grozdov presnovne multimorbidnosti na podlagi 21 presnovnih parametrov, da bi raziskala podpise črevesnega mikrobioma, ki so povezani s presnovo in starostjo ter bolje razumeli razmerje med presnovo, starostjo in dolgoročnim tveganjem za bolezni srca in ožilja.

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

Vse več dokazov o vzorcih staranja, povezanih z raznolikostjo črevesnih mikrobiomov v različnih populacijah, kaže, da črevesni mikrobiom povezuje imunost in presnovo, je podvržen s starostjo povezanim spremembam in je lahko osnova zdravega staranja. Raziskave so pokazale, da sta nizka raznolikost Bacteroides in povečana raznolikost edinstvenih taksonov v mikrobiomu črevesja povezani z zdravim staranjem. Vendar vzorci interakcij med črevesnim mikrobiomom, metabolizmom in starostjo ter obseg, do katerega te interakcije vplivajo na zdravje srca in ožilja, ostajajo nejasni.

V tej študiji so raziskovalci začeli z identifikacijo multimorbidnih grozdov na podlagi specifičnih presnovnih parametrov in nato preučili podpise črevesnega mikrobioma, povezanega s starostjo in temi multimorbidnimi grozdi. Nadalje so na podlagi variacij v podpisih črevesnega mikrobioma in 55 mikrobnih vrst, povezanih s starostjo, opredelili koncept mikrobne starosti, ki je bil nato uporabljen za določitev vloge sestave črevesnega mikrobioma in mikrobne starosti v specifičnih skupinah multimorbidnosti.

Prvotne kohorte so vključevale odrasle, stare od 40 do 93 let. Podatki o demografskih značilnostih, anamnezi bolezni, presnovnih spremenljivkah in dejavnikih življenjskega sloga, kot so uživanje alkohola, kajenje in stopnja telesne aktivnosti, so bili zbrani v letih 2010 in 2014. Podatki o nadaljnjem spremljanju so vključevali informacije o diagnosticiranih boleznih srca in ožilja. Kot validacijske kohorte so bili uporabljeni štirje fekalni metagenomski nabori podatkov iz Izraela, Nizozemske, Francije, Nemčije, ZDA in Združenega kraljestva.

Gručki presnovne multimorbidnosti na podlagi 21 presnovnih parametrov so bili povezani s tveganjem za srčno-žilne bolezni. Parametri so vključevali telesno težo, višino, obseg pasu, holesterol z visoko in nizko gostoto (HDL-C in LDL-C), apolipoprotein A-1, skupni holesterol, ravni insulina na tešče, apolipoprotein B, γ-glutamiltransferazo, aspartat aminotransferazo, alanin aminotransferaza, toleranca za glukozo, sečno kislino, trigliceride, hemoglobin A1c in glukozo v plazmi na tešče.

Na podlagi teh parametrov je bilo ugotovljenih pet skupin presnovne multimorbidnosti, vključno z zdravim presnovnim profilom, kot tudi skupine z nizkimi ravnmi HDL-C in apolipoproteina A1, visokimi ravnmi LDL-C, apolipoproteina B in celotnega holesterola, inzulinska rezistenca, debelost, povišani jetrni encimi in hiperglikemija.

Vzorci blata so bili zbrani pri vseh udeležencih in sekvenciranje metagenomov je bilo izvedeno z uporabo ekstrahirane DNK. Podatki o metagenomih so bili uporabljeni za metagenomsko profiliranje prvotne kohorte.

Udeleženci so bili razdeljeni v dve starostni skupini (mlajši ali starejši od 60 let) in izračunana so bila razmerja tveganja za KVB za štiri nezdrave skupine multimorbidnosti v primerjavi z skupino zdravega presnovnega profila. Izračunana so bila tudi razmerja tveganja za srčno-žilne bolezni za mlajše in starejše starostne skupine.

Ocenjen je bil vpliv dejavnikov okolja in gostitelja na črevesni mikrobiom in izračunani so bili indeksi edinstvenosti in raznolikosti črevesnega mikrobioma. Nato smo preučili značilnosti črevesnega mikrobioma, povezane s starostjo in presnovo, ter ugotovili povezave med presnovo, starostjo mikrobov in tveganjem za srčno-žilne bolezni.

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

Poleg tega so podatki o fekalnem metagenomu pokazali, da je bila sestava črevesnega mikrobioma povezana tako s starostjo kot s skupinami multimorbidnosti. Med posamezniki, starejšimi od 60 let, je bilo povečano tveganje za bolezni srca in ožilja, povezano s hiperglikemijo in grozdi debelosti, večje pri tistih z višjo mikrobno starostjo in zmanjšano pri tistih z nižjo mikrobno starostjo, ne glede na spol, starost, prehranske dejavnike ali življenjski slog.

Mlajša mikrobna starost, za katero je značilno zmanjšano število vrst Prevotella, je bila povezana z zmanjšanim tveganjem za srčno-žilne bolezni pri starejših odraslih zaradi nezdravih presnovnih grozdov, neodvisno od zdravil, prehranskih dejavnikov, stopnje izobrazbe, spola, starosti ali življenjskega sloga.

Študija je razkrila izrazite s starostjo povezane značilnosti črevesnega mikrobioma, kot je znatno zmanjšanje vrst Bacteroides ter povečanje edinstvenosti in bogastva fakultativnih anaerobnih bakterij, kot sta Enterobacteriaceae in Streptococcus. Zdi se, da so ta povečanja pro-vnetnih poti in vzorcev staranja mikrobov povezana s starostjo povezanim upadom imunosti, prebave in fiziološkega delovanja.

Na koncu je študija preučila interakcijo med sestavo črevesnega mikrobioma in raznolikostjo, starostjo in metabolizmom ter njegovo povezavo s tveganjem za srčno-žilne bolezni. Ugotovljeno je bilo, da je sestava črevesnega mikrobioma povezana s starostjo in presnovnimi parametri multimorbidnosti.

Poleg tega je bilo na podlagi vrstne sestave črevesnega mikrobioma ugotovljeno, da mlada mikrobna starost zmanjšuje tveganje za srčno-žilne bolezni, povezane s presnovno disfunkcijo, kar nakazuje, da črevesni mikrobiom modulira kardiovaskularno zdravje pri starejših odraslih s presnovno disfunkcijo.