Проучване разкрива важната роля на чревния микробиом за стареенето и сърдечните заболявания

В наскоро публикувано проучване в Nature Medicine, група китайски учени проведоха проспективен анализ на метаболитни мултиморбидни клъстери, базирани на 21 метаболитни параметъра, за да изследват сигнатурите на чревния микробиом, свързани с метаболизма и възрастта, и да разберат по-добре връзката между метаболизма, възрастта и дългосрочния риск от сърдечно-съдови заболявания.

Сърдечно-съдовите заболявания са водеща причина за смъртност в световен мащаб, а метаболитните нарушения и възрастта, които също са тясно свързани, се смята, че значително увеличават риска от сърдечно-съдови заболявания. Метаболитните нарушения стават по-сложни и разпространени с възрастта, а при по-възрастните хора сърдечно-съдовите заболявания обикновено се развиват в контекста на мултиморбидност.

Нарастващите доказателства за моделите на стареене, свързани с разнообразието на чревния микробиом в различни популации, показват, че чревният микробиом свързва имунитета и метаболизма, претърпява промени, свързани с възрастта, и може да е в основата на здравословното стареене. Проучванията показват, че ниското разнообразие на Bacteroides и повишеното разнообразие на уникални таксони в чревния микробиом са свързани със здравословното стареене. Въпреки това, моделите на взаимодействие между чревния микробиом, метаболизма и възрастта, както и степента, до която тези взаимодействия влияят върху сърдечно-съдовото здраве, остават неясни.

В това проучване изследователите започват с дефиниране на клъстери от мултиморбидност въз основа на специфични метаболитни параметри, а след това изследват сигнатурите на чревния микробиом, свързани с възрастта, и тези клъстери от мултиморбидност. След това те дефинират концепцията за микробна възраст въз основа на вариациите в сигнатурите на чревния микробиом и 55 микробни вида, свързани с възрастта, които след това използват, за да определят ролята на състава на чревния микробиом и микробната възраст в специфични клъстери от мултиморбидност.

Първоначалните кохорти включваха възрастни на възраст от 40 до 93 години. Данни за демографски характеристики, медицински истории, метаболитни променливи и фактори на начина на живот, като консумация на алкохол, тютюнопушене и физическа активност, бяха събрани през 2010 и 2014 г. Данните от последващото наблюдение включваха информация за инциденти със сърдечно-съдови заболявания. Като валидационни кохорти бяха използвани четири набора от метагеномни данни за фекалии от Израел, Холандия, Франция, Германия, Съединените щати и Обединеното кралство.

Клъстери за метаболитна мултиморбидност, конструирани от 21 метаболитни параметъра, бяха свързани с риска от развитие на сърдечно-съдови заболявания. Параметрите включваха телесно тегло, височина, обиколка на талията, липопротеини с висока плътност (HDL-C) и липопротеини с ниска плътност (LDL-C), аполипопротеин А-1, общ холестерол, нива на инсулин на гладно, аполипопротеин В, γ-глутамил трансфераза, аспартат аминотрансфераза, аланин аминотрансфераза, глюкозен толеранс, пикочна киселина, триглицериди, хемоглобин A1c и плазмена глюкоза на гладно.

Въз основа на тези параметри бяха идентифицирани пет клъстера от метаболитна мултиморбидност, включително здравословен метаболитен профил, както и клъстери с нисък HDL-C и аполипопротеин А1, висок LDL-C, аполипопротеин B и общ холестерол, инсулинова резистентност, затлъстяване, повишени чернодробни ензими и хипергликемия.

Проби от изпражнения бяха събрани от всички участници и беше извършено метагеномно секвениране с помощта на екстрахираната ДНК. Данните от метагенома бяха използвани за метагеномно профилиране на оригиналната кохорта.

Участниците бяха разделени в две възрастови групи (под или над 60 години) и бяха изчислени коефициентите на риск от сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) за четирите клъстера с нездравословна мултиморбидност в сравнение с клъстера със здрав метаболитен профил. Коефициентите на риск от ССЗ бяха изчислени и за по-младите и по-възрастните възрастови групи.

Беше оценено влиянието на факторите на околната среда и гостоприемника върху чревния микробиом и бяха изчислени индексите на уникалност и разнообразие на чревния микробиом. След това бяха изследвани характеристиките на чревния микробиом, свързани с възрастта и метаболизма, и бяха определени връзките между метаболизма, микробната възраст и риска от сърдечно-съдови заболявания.

Резултатите показват, че в сравнение с клъстера със здрав метаболитен профил, клъстерите с хипергликемия и затлъстяване имат съответно 117% и 75% по-висок риск от сърдечно-съдови заболявания за период от 11,1 години. Тези резултати са потвърдени във валидационната кохорта.

Освен това, данните от фекалния метагеном показват, че съставът на чревния микробиом е свързан както с възрастта, така и с клъстерите от мултиморбидност. Сред индивидите над 60-годишна възраст повишеният риск от сърдечно-съдови заболявания, свързан с клъстери от хипергликемия и затлъстяване, е по-висок при индивиди с по-висока микробна възраст и по-нисък при индивиди с по-ниска микробна възраст, независимо от пола, възрастта, хранителните фактори или начина на живот.

Младата микробна възраст, която се характеризира с намалено изобилие от видове Prevotella, е свързана с намален риск от сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) при по-възрастни хора от нездравословни метаболитни клъстери, независимо от употребата на лекарства, хранителните фактори, нивото на образование, пола, възрастта или начина на живот.

Проучването открива различни, свързани с възрастта, характеристики на чревния микробиом, като например значително намаляване на видовете Bacteroides и увеличаване на уникалността и богатството на факултативни анаеробни бактерии като Enterobacteriaceae и Streptococcus. Това увеличение на провъзпалителните пътища и моделите на стареене на микробите изглежда е свързано с възрастово обусловен спад в имунитета, храносмилането и физиологичните функции.

В заключение, проучването изследва взаимодействието между състава и разнообразието на чревния микробиом, възрастта и метаболизма, както и връзката му с риска от сърдечно-съдови заболявания. Установено е, че съставът на чревния микробиом е свързан с възрастта и параметрите на метаболитната мултиморбидност.

Освен това, въз основа на състава на видовете чревна микробиома, е установено, че младата микробна възраст намалява риска от сърдечно-съдови заболявания, свързани с метаболитна дисфункция, което предполага, че чревният микробиом модулира сърдечно-съдовото здраве при възрастни хора с метаболитна дисфункция.