Давно відомо, що склад кишкової бактеріальної флори може не тільки викликати проблеми з травленням, але і багато в чому взаємопов’язаний із нашим здоров’ям. У нашій статті розглядається серцево-судинний контекст на основі останніх літературних даних. Кишковий мікробіом також може бути перспективним біомаркером при захворюваннях інших систем органів.

кишкові

Навіть кілька років тому мікроби, що живуть у кишковому тракті, в основному обговорювались лише у зв’язку з побічними ефектами лікування антибіотиками, згадуючи діарею, спричинену руйнуванням нормальної кишкової флори. Однак, гортаючи поточну літературу, у читача, що цікавиться темою, може скластися враження, що все пов’язане з усім у дослідженні мікробіома. З'являється все більше доказів того, що мікроби в шлунково-кишковому тракті беруть участь майже у всіх аспектах здоров'я, будь то старіння, неврологічні захворювання, хвороби серця або злоякісні новоутворення, що є майже поширеною хворобою.

Картування мікробіома людини

Кишковий мікробіом впливає на стан організму в ряді моментів, в тому числі слугуючи фізичним бар'єром та виробляючи протимікробні засоби для захисту від потрапляння та встановлення патогенних бактерій. Крім того, він зміцнює кишкову імунну функцію, захищає слизову оболонку кишечника від шкідливого впливу. Велика складність при дослідженні мікробіома, дослідженні його дії та ролі полягає в тому, що значна частина цих штамів не може бути виведена в штучних умовах, тому ми часто можемо покладатися лише на непрямі висновки.

Щоб скласти карту людського мікробіома, у 2007 році в США було розпочато «Проект мікробіома людини» для характеристики мікробіому людини. Важливість дослідження демонструється тим фактом, що багато людей порівнюють його значення з Проектом геному людини - перший у випадку мікробіоти кишечника, другий у випадку генів, що аналізують взаємозв'язок між здоров'ям людини та хворобами.

Кишковий мікробіом та кардіометаболічні захворювання

Серія досліджень показує, що мікробіом кишечника впливає на ризик атеросклерозу. Мікроби перетворюють холін, присутній у тканинах тварин, у триметиламін, який потім піддається деградації печінковими флавіновими монооксигеназами до проатерогенного оксиду триметиламіну (ТМАО). Подібний процес відбувається з L-карнітином, який у великій кількості міститься в червоному м’ясі. Деякі представники кишкового мікробіому, такі як пептострептококи та клостридії, також беруть участь у цьому процесі.

Раніше кілька досліджень показали кореляцію між складом кишкових мікробів та кардіометаболічними факторами. Наприклад, 9-річне спостереження за 300 жителями Данії виявило, наприклад, що надмірна вага та ожиріння зменшують мікробне розмаїття, що призводить до більшого збільшення ваги протягом періоду спостереження та більшої частоти запальних станів та підвищеної резистентності до інсуліну. Дослідження консорціуму ANR MicroObes у Франції за участю 49 добровольців-учасників завершилось із схожим результатом, але автори також підкреслили роль відповідного дієтичного втручання у поліпшенні метаболічного статусу.

Порушення ліпідного обміну, особливо помітно підвищений рівень холестерину, вважаються важливими факторами ризику розвитку серцево-судинних захворювань, включаючи атеросклероз, який є основною причиною смерті в Європі та в усьому світі. В недавньому дослідженні польські автори шукали взаємозв'язок між складом кишкового мікробіома та ризиком атеросклерозу, щоб визначити, чи можна використовувати характеристики мікрофлори кишечника як біомаркер у діагностиці ішемічної хвороби серця (1). У дослідження було включено 20 пацієнтів із ожирінням центрального типу, 15 з яких мали супутній атеросклероз, тоді як решта 5 пацієнтів цього не мали. У випадках аномально високого загального холестерину було виявлено, що Превотелла в більшій кількості присутній в кишковому тракті, тоді як кількість клостридію зменшується. На основі їх спостережень вважається, що мікробіом кишечника, швидше за все, відіграватиме роль у патогенезі атеросклерозу, впливаючи на ліпідний обмін. Prevotella, Bacteroides, Clostridium та Faecalibacterium представляються особливо важливими в цьому відношенні, але подальші дослідження вважаються необхідними для підтвердження даних.

Подібних висновків, серед іншого, дійшли і Jie та співавт., Які на основі обстеження калу 218 атеросклеротичних серцево-судинних хворих та 187 здорових людей контролю виявили, що у пацієнтів мікробіоми кишечника відрізняються від здорових (2). Представники штаму Enterobacteriaceae та стрептококів у підвищених кількостях присутні у фекаліях атеросклеротичних особин. Крім того, функціональні відмінності в метаболізмі та транспорті деяких молекул, важливих для серцево-судинного стану, також передбачаються між пацієнтами та здоровими суб'єктами. Також зазначається, що попередні дослідження показали подібні кореляційні зв'язки між мікробіомом кишечника та кількома іншими захворюваннями, такими як цироз печінки та ревматоїдний артрит.

Також з’являється все більше доказів того, що склад мікробіому кишечника не залежить від ризику серцевої недостатності через дисфункцію кишечника. У контексті серцевої недостатності порушення функції кишкового бар’єру та зміни складу кишкового мікробіому призводять до всмоктування метаболітів, що виробляються мікробами в організмі людини. Порушення балансу мікробних метаболітів, крім порушень функції епітелію кишечника, можуть сприяти розвитку серцевої дисфункції, запалення та гіпотрофії, а також інших захворювань, пов’язаних із серцевою недостатністю (3). Краще розуміння функції серцево-судинної осі може призвести до розробки інноваційних методів діагностики та терапії серцевої недостатності.

Від кишкового мікробіому до біомаркерів та персоналізованого лікування

Подальша перевага методу, про який тільки що цитували автори, полягає в тому, що аналіз зразків калу може бути неінвазивним інструментом, який пропонує можливість виявлення перспективних потенційних біомаркерів, але також забезпечує спосіб складання персоналізованого плану лікування.

Іншим основним напрямком досліджень, пов’язаних з мікробіомом кишечника, є використання складу кишкової флори як біомаркеру та розробка персоналізованої терапевтичної стратегії на їх основі. На додаток до його використання при серцево-судинних захворюваннях, склад кишкового мікробіому та пов'язані з ним рівні ТМАО стали перспективними біомаркерами для ряду інших дуже віддалених захворювань. Сюди входять діабет 2 типу та хронічні захворювання нирок (4), хвороба Бехтерева (5), хвороба Паркінсона (6) або рак підшлункової залози (7).

І кінець дороги далеко не видно ...

1. Gózd-Barszczewska A та ін. Мікробіом кишечника як біомаркер кардіометаболічних розладів. Ann Agric Environment Med. 2017 21 вересня; 24 (3): 416-22. doi: 10.26444/aaem/75456. Epub 2017 8 вересня.

2. Jie Z та ін. Мікробіом кишечника при атеросклеротичних серцево-судинних захворюваннях. Nat Commun. 10 жовтня 2017 р .; 8 (1): 845. doi: 10.1038/s41467-017-00900-1.

3. Камо Т та ін. Нова концепція осі серце-кишечник у патофізіології серцевої недостатності. Korean Circ J. 2017 вересня; 47 (5): 663−9. doi: 10.4070/kcj.2017.0028. Epub 2017 23 серпня.

4. Al-Obaide MAI та ін. Триметиламін-N-оксид і сироваткові біомаркери, залежні від мікробіоти кишечника, у пацієнтів з T2DM та розвиненою ХХН. J Clin Med. 2017 19 вересня; 6 (9). pii: E86. doi: 10.3390/jcm6090086.

5. Wen C та ін. Кількісна метагеноміка виявляє унікальні біомаркери мікробіома кишечника при анкілозуючому спондиліті. Геном Біол. 27 липня 2017 р .; 18 (1): 142. doi: 10.1186/s13059-017-1271.

6. Бедарф Дж. Р. та ін. Функціональні наслідки мікробних та вірусних змін метагеному кишечника у пацієнтів із хворобою Паркінсона, що не отримували L-DOPA на ранній стадії. Genome Med. 2017, 28 квітня; 9 (1): 39. doi: 10.1186/s13073-017-0428-y.