Дослідження виявило важливу роль кишкового мікробіому в старінні та хворобах серця

У нещодавно опублікованому дослідженні в Nature Medicine група китайських вчених провела проспективний аналіз кластерів метаболічних мультиморбідних захворювань на основі 21 метаболічного параметра, щоб дослідити сигнатури кишкового мікробіому, пов’язані з метаболізмом і віком, а також краще зрозуміти зв’язок між метаболізмом, віком і довгостроковим ризиком серцево-судинних захворювань.

Серцево-судинні захворювання є основною причиною глобальної смертності, а метаболічні розлади та вік, які також тісно пов’язані між собою, значно підвищують ризик серцево-судинних захворювань. Метаболічні розлади з віком стають більш складними та поширеними, а у літніх людей серцево-судинні захворювання зазвичай розвиваються в контексті мультиморбідності.

Зростає кількість доказів моделей старіння, пов’язаних із різноманітністю кишкового мікробіому в різних популяціях, що свідчить про те, що кишковий мікробіом пов’язує імунітет і метаболізм, зазнає вікових змін і може лежати в основі здорового старіння. Дослідження показали, що низька різноманітність Bacteroides і збільшення різноманітності унікальних таксонів у мікробіомі кишечника пов’язані зі здоровим старінням. Проте моделі взаємодії між мікробіомом кишечника, метаболізмом і віком, а також ступінь впливу цих взаємодій на здоров’я серцево-судинної системи залишаються неясними.

У цьому дослідженні дослідники почали з визначення кластерів мультиморбідності на основі конкретних метаболічних параметрів, а потім досліджували сигнатури кишкового мікробіому, пов’язані з віком і цими кластерами мультиморбідності. Крім того, на основі варіацій мікробіома кишечника та 55 видів мікробів, пов’язаних із віком, вони визначили концепцію мікробного віку, яка потім була використана для визначення ролі складу мікробіому кишечника та віку мікробів у конкретних кластерах мультиморбідності.

Початкові когорти включали дорослих віком від 40 до 93 років. У 2010 та 2014 роках були зібрані дані про демографічні характеристики, історії хвороби, метаболічні змінні та фактори способу життя, такі як вживання алкоголю, куріння та рівень фізичної активності. Дані подальшого спостереження включали інформацію про діагностовані серцево-судинні захворювання. Чотири фекальні набори метагеномних даних із Ізраїлю, Нідерландів, Франції, Німеччини, США та Великобританії були використані як когорти перевірки.

Кластери метаболічної мультиморбідності на основі 21 метаболічного параметра були пов’язані з ризиком серцево-судинних захворювань. Параметри включали масу тіла, зріст, окружність талії, холестерин високої та низької щільності (HDL-C та LDL-C), аполіпопротеїн A-1, загальний холестерин, рівні інсуліну натще, аполіпопротеїн B, γ-глутамілтрансфераза, аспартатамінотрансфераза, аланін амінотрансфераза, толерантність до глюкози, сечової кислоти, тригліцеридів, гемоглобіну A1c і глюкози в плазмі натщесерце.

На основі цих параметрів було ідентифіковано п’ять кластерів метаболічної мультиморбідності, включаючи здоровий метаболічний профіль, а також кластери з низьким рівнем холестерину ЛПВЩ і аполіпопротеїну А1, високим рівнем холестерину ЛПНЩ, аполіпопротеїну В і загального холестерину, резистентність до інсуліну, ожиріння, підвищення ферментів печінки та гіперглікемія.

Зразки випорожнень були зібрані в усіх учасників і секвенування метагеномів було виконано за допомогою виділеної ДНК. Метагеномні дані були використані для метагеномного профілювання вихідної когорти.

Учасники були розділені на дві вікові групи (віком до або старше 60 років), а коефіцієнти ризику серцево-судинних захворювань були розраховані для чотирьох нездорових кластерів з кількома захворюваннями порівняно з кластером здорового метаболічного профілю. Коефіцієнти ризику серцево-судинних захворювань також були розраховані для молодших і старших вікових груп.

Було оцінено вплив факторів навколишнього середовища та хазяїна на мікробіому кишечника, а також розраховано показники унікальності та різноманітності мікробіому кишечника. Потім ми вивчили особливості мікробіому кишечника, пов’язані з віком і метаболізмом, виявивши зв’язок між метаболізмом, віком мікробів і ризиком серцево-судинних захворювань.

Результати показали, що порівняно з кластером здорового метаболічного профілю кластери гіперглікемії та ожиріння мали на 117% і 75% вищий ризик серцево-судинних захворювань протягом 11,1 року відповідно. Ці результати були підтверджені когортою перевірки.

Крім того, дані фекального метагеному показали, що мікробіом кишечника був пов’язаний як з кластерами віку, так і з кількома захворюваннями. Серед осіб старше 60 років підвищений ризик серцево-судинних захворювань, пов’язаних із гіперглікемією та кластерами ожиріння, був вищим у тих із вищим мікробним віком і зменшився у тих із нижчим мікробним віком, незалежно від статі, віку, факторів харчування чи способу життя.

Молодший вік мікробів, який характеризувався зменшенням кількості видів Prevotella, був пов’язаний зі зниженим ризиком серцево-судинних захворювань у літніх людей через нездорові метаболічні кластери, незалежно від ліків, факторів харчування, рівня освіти, статі, віку чи способу життя.

Дослідження виявило чіткі ознаки мікробіому кишечника, пов’язані з віком, такі як значне зменшення видів Bacteroides і збільшення унікальності та багатства факультативно-анаеробних бактерій, таких як Enterobacteriaceae і Streptococcus. Це збільшення прозапальних шляхів і моделей старіння мікроорганізмів, здається, пов’язане з віковим зниженням імунітету, травлення та фізіологічних функцій.

На завершення дослідження вивчило взаємодію між складом кишкової мікробіоми та різноманітністю, віком і метаболізмом, а також їх зв’язок із ризиком серцево-судинних захворювань. Встановлено, що склад кишкового мікробіому пов’язаний із віком і параметрами метаболічної мультиморбідності.

Крім того, на основі видового складу мікробіому кишечника було виявлено, що молодий вік мікробів знижує ризик серцево-судинних захворювань, пов’язаних з метаболічною дисфункцією, що свідчить про те, що мікробіом кишечника модулює здоров’я серцево-судинної системи у літніх людей з метаболічною дисфункцією.