ניתוח מטבולומי שופך אור על תפקידם של חיידקי מעיים בסיכון למחלות לב וכלי דם

במחקר שנערך לאחרונה על eBioMedicine, חוקרים חקרו את ההשפעה של חיידקי מעיים על וריאציות של כולסטרול ליפופרוטאינים ללא צפיפות גבוהה (לא HDL-c).

לימוד: מטבוליזם של חיידקים במעיים קשור לשינויים במחזור כולסטרול ליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה. קרדיט תמונה: Alpha Tauri 3D Graphics/Shutterstock.com

רקע כללי

Non-HDL-c הוא גורם סיכון ראשוני למחלות לב וכלי דם ויעד אפשרי לתרופות להורדת שומנים בדם. המיקרוביוטה של ​​המעי משפיעה על חילוף החומרים של המארח, אם כי מעורבותה בשונות שאינה HDL-c נותרה לא ברורה.

מיקוד שאינו HDL-c מהווה סיכונים שיוריים למחלות קרדיווסקולריות טרשתיות (ASCVDs), כולל מולקולות ליפופרוטאין פרואטרוגניות הכוללות אפוליפופרוטאין B.

פיתוח טכניקות טיפול חדשות להורדת רמות ליפופרוטאין-כולסטרול שאינן בצפיפות גבוהה עשויה לסייע בהפחתת הנטל העולמי של ASCVD.

למיקרוביום המעי תפקיד מכריע במסלולים מטבוליים של המארח ובהומאוסטזיס אימונולוגי, כאשר נתונים מצביעים על פונקציה פתוגנית בחילוף החומרים של שומנים.

לגבי המחקר

במחקר הנוכחי, החוקרים חקרו האם וכיצד מטבוליזם מיקרוביאלי גורם לשונות ב-non-HDL-c.

החוקרים כללו אנשים שאינם בהריון ללא נכויות משמעותיות וללא מחלות ממאירות, מצבי בלוטת התריס, שחמת, דלקת כבד כרונית או נגיפית חריפה של המרה, מחלת כליות כרונית או מחלות דלקתיות.

הם לא כללו אנשים שקיבלו כעת תרופות להיפרליפידמיה, אלה שנטלו אנטיביוטיקה בשלושת החודשים הקודמים, ואלה עם היסטוריה של כריתת קיבה, מחלות זיהומיות או מחלת עורקים כליליים. כתוצאה מכך, 1,361 תושבי הקהילה היוו את אוכלוסיית המחקר.

החוקרים השיגו דגימות דם מיחידים והשתמשו בטכניקות אנזימטיות כדי לכמת כולסטרול כולל (TC), סך טריגליצרידים (TG), כולסטרול ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (LDL-c) וכולסטרול ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה (HDL-c).

הם קבעו רמות ליפופרוטאין שאינן בצפיפות גבוהה על ידי הפחתת HDL-c מהכולסטרול הכולל. הם גם בודדו חומצה דאוקסיריבונוקלאית מארח (DNA) עבור גנוטיפ ודגימות צואה לחקירה מטאנומית.

הצוות השתמש במטאנומיקה צואה ובאקראיות מנדלית (MR) כדי לבחון חיידקים ויכולות מטבוליות ואת הקשרים שלהם עם כולסטרול ליפופרוטאין שאינו בצפיפות גבוהה.

לאחר מכן, הם השתמשו ברגרסיות ליניאריות ובאופרטור הכיווץ והברירה הפחות מוחלט (LASSO) כדי לקחת בחשבון משתני סיכון קרדיווסקולריים ידועים כמו גיל, מין, משקל, שתייה, עישון ומזון.

יתר על כן, החוקרים השתמשו באנליזה אינטגרטיבית באמצעות מטבולומית פלזמה כדי לזהות את הכימיקלים העיקריים המקשרים את חילוף החומרים המיקרוביאלי לשינויים בכולסטרול בליפופרוטאין בצפיפות גבוהה.

הם השתמשו באקראי מנדליאני דו-כיווני (MR) כדי לחקור את הקשרים הסיבתיים בין חיידקים ומטבוליטים נבחרים לבין כולסטרול ליפופרוטאין שאינו בצפיפות גבוהה.

תוצאות

הגיל החציוני של המשתתפים היה 50 שנים, ו-55% היו נשים. אנשים עם רמות גבוהות של כולסטרול ליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה הראו סבירות גבוהה יותר להיות גברים מבוגרים עם ריכוזי שומנים גרועים יותר ושיעורים גבוהים יותר של מחלות מטבוליות.

נמוך יותר Eubacterium rectale ורמות גבוהות יותר של Clostridium CAG_299 היו קשורות לרמות כולסטרול בליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה.

ניתוח החיידקים במעיים גילה 23 מינים בקורלציה מובהקת עם כולסטרול ליפופרוטאין שאינו בצפיפות גבוהה, שמונה מהם היו מה- Bacteroidetes ו Firmicutes פילה.

לאחר בקרה על משתנים אפשריים, חמישה מינים נותרו קשורים באופן מובהק לליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה, כולל חיידקים רבים המייצרים חומצות שומן קצרות שרשרת (SCFA), כגון Eubacterium rectale, Faecalibacterium prausnitziiו Prevotella disiensבא אחריו Clostridium sp. CAG_299 ו Parabacteroides goldsteinii.

Clostridium sp. CAG_299 ו E. rectale היו קשורים לכולסטרול ליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה בשלוש גישות MR, מה שמצביע על כך שהם עשויים לפעול כמווסתים חשובים של ליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה.

לאחר הסבר על נתונים דמוגרפיים, אורח חיים ומחלות נלוות מטבוליות, 16 מסלולים מטבוליים, כולל מחזור החומצה הטריקרבוקסילית (TCA), פירוק חומצת סוכר וביוסינתזה של ויטמינים, היו קשורים באופן משמעותי לרמות ליפופרוטאין-כולסטרול שאינן בצפיפות גבוהה.

רמות Cinnamoylglycine היו נמוכות משמעותית באלו עם רמות גבוהות של ליפופרוטאין מסוג ללא צפיפות גבוהה, והן היו קשורות לרעה עם שומנים אתרוגניים, ניתוח HOMA-IR ו-CAG_299.

L-cystine היה גבוה במידה ניכרת בקרב משתתפים עם רמות גבוהות של ליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה והיה קשור ל-TC, LDL-c נמוך יותר, היקף מותניים, גלוקוז בצום בדם ו E. rectale.

החוקרים זיהו N-methyltryptamine וחומצה 3-indolepropionic כמשפיעים המיקרוביאליים העיקריים של שונות ליפופרוטאין-כולסטרול ללא צפיפות גבוהה.

ירידה ברמות 2-אוקסוגלוטרט עיכבה את מסלולי פירוק L-טריפטופן XIII, והפחיתה את ייצור חומצה 3-indolepropionic. לעומת זאת, ירידה בכמות האוקסלואצטט הפחיתה את ייצור ה-L-אספרטאט, וכתוצאה מכך האטה של ​​מפל מטבולי.

גם ל-N-methyltryptamine וגם לחומצה 3-indolepropionic היה קשר הפוך בין CAG_299 לבין משתני סיכון רבים של ASCVD, כולל שומנים פרו-אטרוגניים ועמידות לאינסולין.

סיכום

המחקר מצא שהמיקרוביום של המעי משפיע על רמות שאינן HDLc, עם N-methyltryptamine וחומצה 3-indolepropionic כמשפיעים עיקריים.

טיפול במיקרוביוטה של ​​המעי עשוי להגביר את יעילות המניעת ASCVD. E. rectale מפחית ליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה, ו-CAG_299 מגביר אותם תוך השפעה חיובית על LDL-c, TC והיקף המותניים.

אנשים עם רמות גבוהות של כולסטרול ליפופרוטאין ללא צפיפות גבוהה היו בעלי כמויות נמוכות יותר של חומצה 3-indolepropionic, אשר מעכבת את יכולות מחזור החומצה הטרי-קרבוקסילית המיקרוביאלית.