Tanulmány feltárja a bélmikrobiom fontos szerepét az öregedésben és a szívbetegségekben

A Nature Medicine folyóiratban nemrégiben megjelent tanulmányban kínai tudósok egy csoportja 21 metabolikus paraméter alapján prospektív elemzést végzett a metabolikus multimorbiditási klaszterekről, hogy megvizsgálja a bélmikrobiom anyagcserével és életkorral összefüggő jellemzőit, és jobban megértse az anyagcsere, az életkor és a hosszú távú szív- és érrendszeri betegségek kockázata közötti kapcsolatot.

A szív- és érrendszeri betegségek a globális halálozás vezető okai, és az anyagcserezavarok és az életkor, amelyek szintén szorosan összefüggenek, jelentősen növelik a szív- és érrendszeri betegségek kockázatát. Az anyagcserezavarok az életkorral összetettebbé és gyakoribbá válnak, és idősebb embereknél a szív- és érrendszeri betegségek általában multimorbiditás összefüggésében alakulnak ki.

Egyre több bizonyíték van arra, hogy az öregedés a különböző populációkban a bélmikrobiom diverzitásával összefüggésben áll, és arra utal, hogy a bélmikrobiom összekapcsolja az immunitást és az anyagcserét, életkorral összefüggő változásokon megy keresztül, és az egészséges öregedés alapját képezheti. Tanulmányok kimutatták, hogy a Bacteroides alacsony diverzitása és az egyedi taxonok megnövekedett diverzitása a bélmikrobiomban összefüggésben áll az egészséges öregedéssel. A bélmikrobiom, az anyagcsere és az életkor közötti kölcsönhatások mintázatai, valamint ezek a kölcsönhatások a szív- és érrendszeri egészségre gyakorolt hatása azonban továbbra sem tisztázott.

Ebben a tanulmányban a kutatók azzal kezdték, hogy specifikus metabolikus paraméterek alapján határozták meg a multimorbiditási klasztereket, majd megvizsgálták a bélmikrobióma életkorral és ezekkel a multimorbiditási klaszterekkel összefüggő jellemzőket. Ezután a bélmikrobióma-jellemzők variációi és 55, életkorral összefüggő mikrobiális faj alapján definiálták a mikrobiális kor fogalmát, amelyet aztán felhasználtak a bélmikrobióma-összetétel és a mikrobiális kor szerepének meghatározására a specifikus multimorbiditási klaszterekben.

A kezdeti kohorszok 40 és 93 év közötti felnőtteket tartalmaztak. 2010-ben és 2014-ben gyűjtöttek adatokat a demográfiai jellemzőkről, a kórtörténetekről, az anyagcsere-változókról és az életmódbeli tényezőkről, mint például az alkoholfogyasztás, a dohányzás és a fizikai aktivitás. A követési adatok tartalmaztak információkat a szív- és érrendszeri betegségek előfordulásáról is. Validációs kohorszként négy széklet metagenomikai adatsort használtak Izraelből, Hollandiából, Franciaországból, Németországból, az Egyesült Államokból és az Egyesült Királyságból.

A 21 metabolikus paraméterből képzett metabolikus multimorbiditási klaszterek összefüggést mutattak a szív- és érrendszeri betegségek kialakulásának kockázatával. A paraméterek közé tartozott a testsúly, a magasság, a derékkörfogat, a nagy sűrűségű lipoprotein (HDL-C) és az alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL-C), az apolipoprotein A-1, az összkoleszterin, az éhomi inzulinszint, az apolipoprotein B, a γ-glutamil-transzferáz, az aszpartát-aminotranszferáz, az alanin-aminotranszferáz, a glükóztolerancia, a húgysav, a trigliceridek, a hemoglobin A1c és az éhomi plazma glükóz.

Ezen paraméterek alapján öt metabolikus multimorbiditási klasztert azonosítottak, beleértve az egészséges metabolikus profilt, valamint az alacsony HDL-koleszterin- és apolipoprotein A1-szinttel, magas LDL-koleszterin-, apolipoprotein B- és összkoleszterinszinttel, inzulinrezisztenciával, elhízással, emelkedett májenzimszintekkel és hiperglikémiával járó klasztereket.

Minden résztvevőtől székletmintákat gyűjtöttek, és a kivont DNS-sel metagenomszekvenálást végeztek. A metagenom adatokat az eredeti kohorsz metagenomikai profilalkotásához használták fel.

A résztvevőket két korcsoportra osztották (60 év alatti és feletti), és a négy egészségtelen multimorbiditási klaszterre kiszámították a szív- és érrendszeri kockázati arányokat az egészséges metabolikus profilú klaszterhez képest. A fiatalabb és az idősebb korcsoportokra is kiszámították a szív- és érrendszeri kockázati arányokat.

Felmérték a környezeti és gazdaszervezeti tényezők hatását a bélmikrobiomra, és kiszámították a bélmikrobiom egyediségi és diverzitási indexeit. Ezután megvizsgálták a bélmikrobiom életkorral és anyagcserével kapcsolatos jellemzőit, és meghatározták az anyagcsere, a mikrobiális életkor és a szív- és érrendszeri betegségek kockázata közötti összefüggéseket.

Az eredmények azt mutatták, hogy az egészséges anyagcsereprofilú csoporthoz képest a hiperglikémia és az elhízás csoportjaiban 117%-kal, illetve 75%-kal magasabb volt a szív- és érrendszeri betegségek kockázata 11,1 év alatt. Ezeket az eredményeket a validációs kohorsz is megerősítette.

Továbbá a széklet metagenom adatai azt mutatták, hogy a bélmikrobiom összetétele összefüggésben állt mind az életkorral, mind a multimorbiditási klaszterekkel. A 60 év feletti egyének körében a hiperglikémiával és az elhízással összefüggő szív- és érrendszeri betegségek fokozott kockázata magasabb volt a magasabb mikrobiális korú egyéneknél, és alacsonyabb az alacsonyabb mikrobiális korú egyéneknél, függetlenül a nemtől, az életkortól, az étrendi tényezőktől vagy az életmódtól.

A fiatal mikrobiális kor, amelyet a Prevotella fajok csökkent mennyisége jellemzett, az egészségtelen anyagcsere-klaszterekből származó idősebb felnőtteknél a szív- és érrendszeri betegségek kockázatának csökkenésével járt együtt, függetlenül a gyógyszerhasználattól, az étrendi tényezőktől, az iskolai végzettségtől, a nemtől, az életkortól vagy az életmódtól.

A tanulmány a bélmikrobiómban jellegzetes, életkorral összefüggő jellegzetességeket talált, mint például a Bacteroides fajok számának jelentős csökkenését, valamint a fakultatív anaerob baktériumok, például az Enterobacteriaceae és a Streptococcus egyediségének és gazdagságának növekedését. Úgy tűnik, hogy ez a gyulladáskeltő útvonalak és a mikrobiális öregedési minták számának növekedése összefüggésben áll az immunitás, az emésztés és a fiziológiai funkciók életkorral összefüggő csökkenésével.

Összefoglalva, a tanulmány a bélmikrobiom összetétele és a diverzitás, az életkor és az anyagcsere közötti kölcsönhatást, valamint a szív- és érrendszeri betegségek kockázatával való összefüggést vizsgálta. Megállapították, hogy a bélmikrobiom összetétele összefügg az életkorral és az anyagcsere-multimorbiditási paraméterekkel.

Továbbá, a bélmikrobiom fajainak összetétele alapján megállapították, hogy a fiatal mikrobiális életkor csökkenti a metabolikus diszfunkcióval összefüggő szív- és érrendszeri betegségek kockázatát, ami arra utal, hogy a bélmikrobiom modulálja a szív- és érrendszeri egészséget az anyagcsere-diszfunkcióval küzdő idősebb felnőtteknél.