Pētījums atklāj nozīmīgu zarnu mikrobiomu lomu novecošanā un sirds slimībās

Nesen publicētā pētījumā par dabas medicīnu Ķīnas zinātnieku grupa veica perspektīvu metabolisko daudzslimību kopu analīzi, pamatojoties uz 21 vielmaiņas parametru, lai izpētītu ar zarnu mikrobiomu saistītos parakstus. Ar vielmaiņu un vecumu, kā arī labāk izprast saistību starp vielmaiņu, vecumu un ilgtermiņa sirds un asinsvadu slimību risku.

Sirds un asinsvadu slimības ir galvenais globālās mirstības cēlonis, un tiek uzskatīts, ka vielmaiņas traucējumi un vecums, kas arī ir cieši saistīti, ievērojami palielina sirds un asinsvadu slimību risku. Metabolisma traucējumi kļūst arvien sarežģītāki un plaši izplatīti ar vecumu, un gados vecākiem pieaugušajiem sirds un asinsvadu slimības parasti attīstās multimorbiditātes kontekstā.

Pieaugošie pierādījumi par novecošanās modeļiem, kas saistīti ar zarnu mikrobiomu daudzveidību dažādās populācijās, liecina, ka zarnu mikrobioms saista imunitāti un vielmaiņu, notiek ar vecumu saistītas izmaiņas un var būt veselīgas novecošanas pamatā. Pētījumi liecina, ka zemā Bacteroides daudzveidība un palielināta unikālo taksonu daudzveidība zarnu mikrobiomā ir saistīta ar veselīgu novecošanos. Tomēr joprojām nav skaidrības par mijiedarbības modeļiem starp zarnu mikrobiomu, vielmaiņu un vecumu un to, cik lielā mērā šī mijiedarbība ietekmē sirds un asinsvadu veselību.

Šajā pētījumā pētnieki sāka identificēt daudzslimību kopas, pamatojoties uz konkrētiem vielmaiņas parametriem, un pēc tam pārbaudīja zarnu mikrobiomu parakstus, kas saistīti ar vecumu, un šīs multislimību kopas. Turklāt, pamatojoties uz zarnu mikrobiomu parakstu atšķirībām un 55 ar vecumu saistītām mikrobu sugām, viņi definēja mikrobu vecuma jēdzienu, ko pēc tam izmantoja, lai noteiktu zarnu mikrobioma sastāva un mikrobu vecuma lomu konkrētās daudzslimību kopās.

Sākotnējās grupās bija pieaugušie vecumā no 40 līdz 93 gadiem. Dati par demogrāfiskajiem raksturlielumiem, slimības vēsturi, vielmaiņas mainīgajiem lielumiem un dzīvesveida faktoriem, piemēram, alkohola lietošanu, smēķēšanu un fiziskās aktivitātes līmeni, tika apkopoti 2010. Un 2014. Gadā. Pēcpārbaudes datos tika iekļauta informācija par diagnosticētajām sirds un asinsvadu slimībām. Kā validācijas kohortas tika izmantotas četras fekāliju metagenomiskas datu kopas no Izraēlas, Nīderlandes, Francijas, Vācijas, ASV un Apvienotās Karalistes.

Metaboliskās multimorbiditātes kopas, kuru pamatā ir 21 vielmaiņas parametrs, bija saistītas ar sirds un asinsvadu slimību risku. Parametri ietvēra ķermeņa svaru, augumu, vidukļa apkārtmēru, augsta un zema blīvuma holesterīnu (ABL-C un ZBL-C), apolipoproteīnu A-1, kopējo holesterīnu, insulīna līmeni tukšā dūšā, apolipoproteīnu B, γ-glutamiltransferāzi, aspartātaminotransferāzi, alanīnu. Aminotransferāze, tolerance pret glikozi, urīnskābi, triglicerīdiem, hemoglobīnu A1c un glikozi tukšā dūšā.

Pamatojoties uz šiem parametriem, tika identificētas piecas vielmaiņas multimorbiditātes kopas, tostarp veselīgs vielmaiņas profils, kā arī kopas ar zemu ABL-H un apolipoproteīna A1 līmeni, augstu ZBL-C, apolipoproteīna B un kopējā holesterīna līmeni, insulīna rezistence, aptaukošanās, paaugstināts aknu enzīmu līmenis un hiperglikēmija.

No visiem dalībniekiem tika savākti izkārnījumu paraugi, un metagenomu sekvencēšana tika veikta, izmantojot ekstrahēto DNS. Metagenomu dati tika izmantoti sākotnējās kohortas metagenomiskai profilēšanai.

Dalībnieki tika sadalīti divās vecuma grupās (vecumā jaunāki par 60 gadiem), un CVD riska koeficienti tika aprēķināti četrām neveselīgām daudzslimību grupām, salīdzinot ar veselīga vielmaiņas profila kopu. Sirds un asinsvadu slimību riska attiecības tika aprēķinātas arī jaunākām un vecākajām vecuma grupām.

Tika novērtēta vides un saimnieka faktoru ietekme uz zarnu mikrobiomu un aprēķināti zarnu mikrobioma unikalitātes un daudzveidības rādītāji. Pēc tam mēs pārbaudījām ar vecumu un vielmaiņu saistītās zarnu mikrobioma iezīmes, nosakot saistību starp metabolismu, mikrobu vecumu un sirds un asinsvadu slimību risku.

Rezultāti parādīja, ka, salīdzinot ar veselīga vielmaiņas profila kopu, hiperglikēmijas un aptaukošanās klasteriem bija attiecīgi par 117% un 75% lielāks sirds un asinsvadu slimību risks 11,1 gada laikā. Šie rezultāti tika apstiprināti validācijas grupā.

Turklāt fekāliju metagenomu dati parādīja, ka zarnu mikrobiomu sastāvs bija saistīts gan ar vecumu, gan ar vairākām slimībām. Personām, kas vecākas par 60 gadiem, paaugstināts sirds un asinsvadu slimību risks, kas saistīts ar hiperglikēmiju un aptaukošanās grupām, bija lielāks tiem, kuriem ir lielāks mikrobu vecums, un samazinājās tiem, kuriem mikrobu vecums ir mazāks, neatkarīgi no dzimuma, vecuma, uztura faktoriem vai dzīvesveida.

Jaunāks mikrobu vecums, kam bija raksturīgs samazināts Prevotella sugu daudzums, bija saistīts ar samazinātu sirds un asinsvadu slimību risku gados vecākiem pieaugušajiem no neveselīgām vielmaiņas grupām neatkarīgi no medikamentiem, uztura faktoriem, izglītības līmeņa, dzimuma, vecuma vai dzīvesveida.

Pētījums atklāja atšķirīgas ar vecumu saistītas zarnu mikrobioma pazīmes, piemēram, ievērojamu Bacteroides sugu samazināšanos un fakultatīvo anaerobo baktēriju, piemēram, Enterobacteriaceae un Streptococcus, unikalitātes un bagātības palielināšanos. Šķiet, ka šie iekaisuma procesu palielināšanās un mikrobu novecošanas modeļi ir saistīti ar ar vecumu saistītu imunitātes, gremošanas un fizioloģisko funkciju samazināšanos.

Noslēgumā pētījumā tika pētīta mijiedarbība starp zarnu mikrobiomu sastāvu un daudzveidību, vecumu un vielmaiņu un tās saistību ar sirds un asinsvadu slimību risku. Ir konstatēts, ka zarnu mikrobioma sastāvs ir saistīts ar vecumu un vielmaiņas multimorbiditātes parametriem.

Turklāt, pamatojoties uz zarnu mikrobioma sugu sastāvu, tika konstatēts, ka jaunais mikrobu vecums samazina sirds un asinsvadu slimību risku, kas saistīts ar vielmaiņas disfunkciju, kas liecina, ka zarnu mikrobioms modulē sirds un asinsvadu veselību gados vecākiem cilvēkiem ar vielmaiņas disfunkciju.