Μελέτη αποκαλύπτει σημαντικό ρόλο του μικροβιώματος του εντέρου στη γήρανση και τις καρδιακές παθήσεις

Σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη στο Nature Medicine, μια ομάδα Κινέζων επιστημόνων διεξήγαγε μια προοπτική ανάλυση μεταβολικών ομάδων πολυνοσηρότητας με βάση 21 μεταβολικές παραμέτρους για να διερευνήσει τις υπογραφές του μικροβιώματος του εντέρου που σχετίζονται με τον μεταβολισμό και την ηλικία και να κατανοήσει καλύτερα τη σχέση μεταξύ μεταβολισμού, ηλικίας και μακροπρόθεσμου κινδύνου καρδιαγγειακών παθήσεων.

Τα καρδιαγγειακά νοσήματα αποτελούν την κύρια αιτία θνησιμότητας παγκοσμίως και οι μεταβολικές διαταραχές και η ηλικία, οι οποίες είναι επίσης στενά συνδεδεμένες, πιστεύεται ότι αυξάνουν σημαντικά τον κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων. Οι μεταβολικές διαταραχές γίνονται πιο περίπλοκες και διαδεδομένες με την ηλικία και στους ηλικιωμένους, τα καρδιαγγειακά νοσήματα συνήθως αναπτύσσονται στο πλαίσιο πολυνοσηρότητας.

Αυξανόμενα στοιχεία σχετικά με τα πρότυπα γήρανσης που σχετίζονται με την ποικιλομορφία του μικροβιώματος του εντέρου σε διαφορετικούς πληθυσμούς υποδηλώνουν ότι το μικροβίωμα του εντέρου συνδέει την ανοσία και τον μεταβολισμό, υφίσταται αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία και μπορεί να αποτελεί τη βάση της υγιούς γήρανσης. Μελέτες έχουν δείξει ότι η χαμηλή ποικιλομορφία Bacteroides και η αυξημένη ποικιλομορφία μοναδικών ταξινομικών ομάδων στο μικροβίωμα του εντέρου σχετίζονται με την υγιή γήρανση. Ωστόσο, τα πρότυπα αλληλεπιδράσεων μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου, του μεταβολισμού και της ηλικίας και ο βαθμός στον οποίο αυτές οι αλληλεπιδράσεις επηρεάζουν την καρδιαγγειακή υγεία παραμένουν ασαφή.

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές ξεκίνησαν ορίζοντας ομάδες πολυνοσηρότητας με βάση συγκεκριμένες μεταβολικές παραμέτρους και στη συνέχεια εξέτασαν τις υπογραφές του εντερικού μικροβιώματος που σχετίζονται με την ηλικία και αυτές τις ομάδες πολυνοσηρότητας. Στη συνέχεια, όρισαν την έννοια της μικροβιακής ηλικίας με βάση τις διακυμάνσεις στις υπογραφές του εντερικού μικροβιώματος και τα 55 μικροβιακά είδη που σχετίζονται με την ηλικία, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποίησαν για να προσδιορίσουν τον ρόλο της σύνθεσης του εντερικού μικροβιώματος και της μικροβιακής ηλικίας σε συγκεκριμένες ομάδες πολυνοσηρότητας.

Οι αρχικές ομάδες περιελάμβαναν ενήλικες ηλικίας 40 έως 93 ετών. Δεδομένα για δημογραφικά χαρακτηριστικά, ιατρικό ιστορικό, μεταβολικές μεταβλητές και παράγοντες του τρόπου ζωής, όπως η κατανάλωση αλκοόλ, το κάπνισμα και η σωματική δραστηριότητα, συλλέχθηκαν το 2010 και το 2014. Τα δεδομένα παρακολούθησης περιελάμβαναν πληροφορίες για περιστατικά καρδιαγγειακών παθήσεων. Τέσσερα σύνολα δεδομένων μεταγονιδιωματικής κοπράνων από το Ισραήλ, την Ολλανδία, τη Γαλλία, τη Γερμανία, τις Ηνωμένες Πολιτείες και το Ηνωμένο Βασίλειο χρησιμοποιήθηκαν ως ομάδες επικύρωσης.

Οι μεταβολικές συστάδες πολυνοσηρότητας που δημιουργήθηκαν από 21 μεταβολικές παραμέτρους συσχετίστηκαν με τον κίνδυνο εμφάνισης καρδιαγγειακής νόσου. Οι παράμετροι περιελάμβαναν σωματικό βάρος, ύψος, περιφέρεια μέσης, λιποπρωτεΐνη υψηλής πυκνότητας (HDL-C) και λιποπρωτεΐνη χαμηλής πυκνότητας (LDL-C), απολιποπρωτεΐνη Α-1, ολική χοληστερόλη, επίπεδα ινσουλίνης νηστείας, απολιποπρωτεΐνη Β, γ-γλουταμυλτρανσφεράση, ασπαρτική αμινοτρανσφεράση, αμινοτρανσφεράση αλανίνης, ανοχή γλυκόζης, ουρικό οξύ, τριγλυκερίδια, αιμοσφαιρίνη A1c και γλυκόζη πλάσματος νηστείας.

Με βάση αυτές τις παραμέτρους, εντοπίστηκαν πέντε ομάδες μεταβολικής πολυνοσηρότητας, συμπεριλαμβανομένου ενός υγιούς μεταβολικού προφίλ, καθώς και ομάδες με χαμηλή HDL-C και απολιποπρωτεΐνη A1, υψηλή LDL-C, απολιποπρωτεΐνη B και ολική χοληστερόλη, αντίσταση στην ινσουλίνη, παχυσαρκία, αυξημένα ηπατικά ένζυμα και υπεργλυκαιμία.

Συλλέχθηκαν δείγματα κοπράνων από όλους τους συμμετέχοντες και πραγματοποιήθηκε αλληλούχιση μεταγονιδιώματος χρησιμοποιώντας το εξαγόμενο DNA. Τα δεδομένα μεταγονιδιώματος χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό του μεταγονιδιωματικού προφίλ της αρχικής ομάδας.

Οι συμμετέχοντες χωρίστηκαν σε δύο ηλικιακές ομάδες (κάτω των 60 ετών ή άνω) και υπολογίστηκαν οι λόγοι καρδιαγγειακού κινδύνου για τις τέσσερις ομάδες ανθυγιεινής πολυνοσηρότητας σε σύγκριση με την ομάδα υγιούς μεταβολικού προφίλ. Οι λόγοι καρδιαγγειακού κινδύνου υπολογίστηκαν επίσης για τις νεότερες και τις μεγαλύτερες ηλικιακές ομάδες.

Αξιολογήθηκε η επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων και παραγόντων του ξενιστή στο μικροβίωμα του εντέρου και υπολογίστηκαν οι δείκτες μοναδικότητας και ποικιλομορφίας του μικροβιώματος του εντέρου. Στη συνέχεια, εξετάστηκαν τα χαρακτηριστικά του μικροβιώματος του εντέρου που σχετίζονται με την ηλικία και τον μεταβολισμό και προσδιορίστηκαν οι συσχετίσεις μεταξύ του μεταβολισμού, της μικροβιακής ηλικίας και του κινδύνου καρδιαγγειακών παθήσεων.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, σε σύγκριση με την ομάδα υγιούς μεταβολικού προφίλ, οι ομάδες υπεργλυκαιμίας και παχυσαρκίας είχαν 117% και 75% υψηλότερο κίνδυνο καρδιαγγειακής νόσου σε διάστημα 11,1 ετών, αντίστοιχα. Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν στην ομάδα επικύρωσης.

Επιπλέον, δεδομένα μεταγονιδιώματος κοπράνων έδειξαν ότι η σύνθεση του μικροβιώματος του εντέρου συσχετίστηκε τόσο με την ηλικία όσο και με τις ομάδες πολυνοσηρότητας. Μεταξύ ατόμων άνω των 60 ετών, ο αυξημένος κίνδυνος καρδιαγγειακών παθήσεων που σχετίζεται με ομάδες υπεργλυκαιμίας και παχυσαρκίας ήταν υψηλότερος σε άτομα με υψηλότερη μικροβιακή ηλικία και χαμηλότερος σε άτομα με χαμηλότερη μικροβιακή ηλικία, ανεξάρτητα από το φύλο, την ηλικία, τους διατροφικούς παράγοντες ή τον τρόπο ζωής.

Η νεαρή μικροβιακή ηλικία, η οποία χαρακτηριζόταν από μειωμένη αφθονία ειδών Prevotella, συσχετίστηκε με μειωμένο κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων σε ηλικιωμένους ενήλικες από ανθυγιεινές μεταβολικές συστάδες, ανεξάρτητα από τη χρήση φαρμάκων, τους διατροφικούς παράγοντες, το επίπεδο εκπαίδευσης, το φύλο, την ηλικία ή τον τρόπο ζωής.

Η μελέτη διαπίστωσε ξεχωριστές υπογραφές του μικροβιώματος του εντέρου που σχετίζονται με την ηλικία, όπως σημαντική μείωση των ειδών Bacteroides και αύξηση της μοναδικότητας και του πλούτου των προαιρετικά αναερόβιων βακτηρίων όπως τα Enterobacteriaceae και ο Streptococcus. Αυτή η αύξηση στις προφλεγμονώδεις οδούς και τα πρότυπα μικροβιακής γήρανσης φαίνεται να σχετίζονται με μειώσεις στην ανοσία, την πέψη και τη φυσιολογική λειτουργία που σχετίζονται με την ηλικία.

Συμπερασματικά, η μελέτη εξέτασε την αλληλεπίδραση μεταξύ της σύνθεσης του εντερικού μικροβιώματος και της ποικιλομορφίας, της ηλικίας και του μεταβολισμού και τη συσχέτισή της με τον κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων. Διαπιστώθηκε ότι η σύνθεση του εντερικού μικροβιώματος συσχετίστηκε με την ηλικία και τις μεταβολικές παραμέτρους πολυνοσηρότητας.

Επιπλέον, με βάση τη σύνθεση των ειδών του εντερικού μικροβιώματος, διαπιστώθηκε ότι η νεαρή μικροβιακή ηλικία μειώνει τον κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων που σχετίζονται με μεταβολική δυσλειτουργία, υποδηλώνοντας ότι το εντερικό μικροβίωμα ρυθμίζει την καρδιαγγειακή υγεία σε ηλικιωμένους ενήλικες με μεταβολική δυσλειτουργία.