警惕!肠道菌群紊乱或会影响心脏健康

时间:2024-05-21
来源:爱生生命
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今天(5月21日)是“中国心脏健康日”,心脏,是人体最重要的器官之一,也是人体“循环系统”中最为关键的核心动力,心脏的跳动停止,伴随着生命的开始和结束。


心脏病(heart disease)是心脏疾病的总称,包括风湿性心脏病、先天性心脏病、高血压性心脏病、冠心病、心肌炎等各种心脏病。《中国心血管健康与疾病报告2022》指出,中国心血管病人群已达到 3.3亿人,心血管病患病率处于持续上升阶段,其发病率、死亡率、猝死率居全球第一。保护心脏健康的重要性再次进入人们的视线。





以往我们了解了肠道菌群对人体代谢性疾病、消化系统的影响因素之间的关系,研究发现,肠道菌群不仅会影响人体的消化功能、体重等,也会对心脏健康产生影响。不健康的生活方式——不良饮食、吸烟、缺乏体力活动、疾病——会破坏平衡,导致微生物群产生另一些化合物,在遗传风险高的人群中可能引发多种非传染性慢性疾病,包括心肌梗死、心绞痛或心力衰竭。

在一项新的研究中,来美国布罗德研究所和麻省总医院的研究人员发现,肠道微生物也可能影响心血管疾病。他们发现了一类特定的肠道菌株,它们具有消耗和代谢胆固醇的能力,可能有助于降低人体胆固醇水平及心脏病发作的风险。

相关研究结果发表在2024年4月11日的Cell期刊上,论文标题为“Gut microbiome and metabolome profiling in Framingham heart study reveals cholesterol-metabolizing bacteria”。


研究表明,一类名为颤杆菌属(Oscillibacter)的肠道微生物能有效摄取并分解胆固醇,那些肠道内颤杆菌丰度较高的人群通常表现出更低的胆固醇水平。研究团队还解析了这类细菌分解胆固醇的可能机制,为未来有针对性地调整肠道微生物组以降低人体胆固醇水平提供了潜在的干预手段。


肠道菌群影响心脏健康的机制



越来越多的研究揭示了肠道菌群的代谢产物是如何增加罹患多种慢性疾病的风险,包括心脏病、糖尿病和癌症等。

当我们进食了(如鸡蛋、牛肉、鱼、家禽等)富含卵磷脂的食物,肠道中的某些细菌会切割卵磷脂中胆碱部分的碳氮键,产生三甲胺,然后在肝脏中合成氧化三甲胺(TMAO)。

TMAO作为肠道菌群的代谢产物,会:
  • 造成动脉粥样硬化和血栓的形成,导致心脏病发作或中风。
  • 还会增加血管内皮的炎症反应,促进白细胞等粘附在内皮上。
  • 降低体内胆汁酸含量,导致逆向胆固醇转运减少。
  • 增加血小板细胞内质网钙的释放,从而导致血小板聚集和血栓形成。

2017年,美国哈佛大学的曼森博士和同事在《美国心脏协会杂志》上发表的一项Meta研究证明,体内TMAO水平最高的人群,比TMAO水平最低的人群患严重心血管疾病的可能性高62%。


校正药物因素后,75%的心脏病患者肠道菌群发生重大紊乱



心脏病患者往往同时服用多种药物,这些药物都可以改变肠道的微生物组成。因此,尚不清楚药物或心脏病本身是否会导致心血管疾病患者的肠道微生物组受到破坏,以及肠道微生物群失衡是否是心脏病本身的特征。
为了回答这些关键问题,英国伦敦研究者通过MetaCardis 研究项目,研究了肠道微生物群在心脏代谢性疾病中的作用,其研究结果发表在《自然医学》杂志。
该研究共纳入1241例受试者,分别来自丹麦、法国和德国:

  • 275例健康对照者,未服用降脂、降糖、降压药物。
  • 372例缺血性心脏病患者(其中112例急性冠脉综合征患者,158例慢性缺血性心脏病患者,102例因慢性缺血性心脏病导致心衰的患者)。
  • 222例未经治疗的代谢匹配对照者,即具有代谢综合征特征且缺血性心脏病风险增加,但没有服用降脂、降糖或降压药物。
  • 372例代谢匹配对照组,即在2型糖尿病状态和体重指数(BMI)方面与缺血性心脏病患者相匹配的对照组。

研究人员量化了大约700种不同的细菌种类,并估计了它们在肠道微生物组中的功能,并将这些发现与血液中循环的1000多种化合物进行了比较。






“我们发现,这些肠道细菌和血液化合物中,约有一半是药物治疗引起的,剩下的一半中,大约75%的肠道微生物群紊乱在常见的代谢异常表型的个体中就已经存在了,如超重和2型糖尿病的早期疾病阶段,这比出现任何心脏病症状要早很多年。”主要研究者之一Oluf Pedersen教授说。
同时,研究者发现,缺血性心脏病患者肠道微生物群的细胞数降低,经过治疗后出现逆转。与健康个体相比,经治疗好转的缺血性心脏病患者,其肠道微生物群和代谢谱异常的现象较少,但肠道微生物种类确实发生了特定改变,丰度明显降低。
缺血性心脏病患者体内特异性代谢物显著减少,包括具有心血管保护和抗氧化特性的脂肪酸酯、麦角硫因和α-生育酚(也称维生素E);而在缺血性心脏病患者体内富集的代谢物则有与TMA相关的中间产物和来源于色氨酸和苯丙氨酸代谢的化合物。
研究者指出,相比于其他传统的危险标记物,基于这些特异性微生物群和代谢组学特征,能够更好地识别出缺血性心脏病个体。

如何降低心脏病的风险?可以从调节肠道菌群入手,指摄入一定数量益生菌补充剂,对宿主健康产生有益作用的活的微生物制剂,将不健康的肠道微生态系统恢复平衡,降低我们罹患心脏病的风险。《美国心脏病学会杂志》上的一项研究报告指出,减少动物性食物的摄入量和基于植物的饮食可以通过影响肠道微生物组(肠道菌群)来降低冠心病(CHD)的风险。


2023年9月,爱生生命从广西百岁老人肠道菌群样本中分离的长寿人源菌株获国家发明专利授权(专利名称:一种具有降甘油三酯、降胆固醇、减脂的发酵乳杆菌菌株及其应用。专 利 号:ZL 2022 1 1732392.1),该菌株经动物实验已证实具有降脂、降胆固醇的作用,可作为益生菌添加到食品或保健品中,也可应用于临床医学研究等,具有广泛的市场应用前景。目前,爱生生命在同等功能的菌株中至少有5株以上已取得专利并实现商业化,应用于相关长寿科技转化产品。




爱生生命历时多年研发,利用长寿资源和长寿大数据筛选分离出多株具有抗炎、减脂、降血脂和改善非酒精性脂肪肝等功能的长寿人源菌株A21227、A21243、A21094、A21325和SLB01,其中A21243降胆固醇率达到 89%,降甘油三酯率达到 60%;SLB01 是爱生生命历时四年研发的首株人源功能性长寿菌株(减肥),能减少脂肪粒的形成和堆积,同时对阴沟肠杆菌(肥胖菌)有较强抑制作用。接下来,爱生生命将继续开展更多的研究,充分发掘百岁人群的长寿资源宝库,落地更多长寿科技转化成果,为人类健康长寿的美好愿景持续发力。


参考文献

https://cbmr.ku.dk/news/2022/scientists-characterize-the-imbalanced-gut-bacteria-of-patients-with-myocardial-infarction-angina-and-heart-failure/

Fromentin S, et al. Nature Medicine (2022). DOI: 10.1038/s41591-022-01688-4
Talmor-Barkan Y, et al. Nature Medicine (2022). DOI: 10.1038/s41591-022-01686-6
Chenhao Li et al.Gut microbiome and metabolome profiling in Framingham Heart Study reveals cholesterol-metabolizing bacteria. Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.03.014.
Scientists link certain gut bacteria to lower heart disease risk
https://www.broadinstitute.org/news/scientists-link-certain-gut-bacteria-lower-heart-disease-risk