Kajian mendedahkan peranan penting mikrobiom usus dalam penuaan dan penyakit jantung

Dalam kajian yang diterbitkan baru-baru ini dalam Nature Medicine, sekumpulan saintis China menjalankan analisis prospektif kluster multimorbiditi metabolik berdasarkan 21 parameter metabolik untuk menyiasat tandatangan mikrobiom usus yang dikaitkan dengan metabolisme dan umur serta lebih memahami hubungan antara metabolisme, umur dan risiko penyakit kardiovaskular jangka panjang.

Penyakit kardiovaskular adalah punca utama kematian global, dan gangguan metabolik serta umur, yang juga berkait rapat, dianggap meningkatkan risiko penyakit kardiovaskular dengan ketara. Gangguan metabolik menjadi lebih kompleks dan berleluasa dengan usia, dan pada orang yang lebih tua, penyakit kardiovaskular biasanya berkembang dalam konteks multimorbiditi.

Bukti yang semakin meningkat mengenai corak penuaan yang dikaitkan dengan kepelbagaian mikrobiom usus dalam populasi yang berbeza menunjukkan bahawa mikrobiom usus menghubungkan imuniti dan metabolisme, mengalami perubahan berkaitan usia, dan mungkin mendasari penuaan yang sihat. Kajian telah menunjukkan bahawa kepelbagaian Bacteroides yang rendah dan peningkatan kepelbagaian taksa unik dalam mikrobiom usus dikaitkan dengan penuaan yang sihat. Walau bagaimanapun, corak interaksi antara mikrobiom usus, metabolisme, dan umur dan sejauh mana interaksi ini mempengaruhi kesihatan kardiovaskular masih tidak jelas.

Dalam kajian ini, para penyelidik bermula dengan mentakrifkan kluster multimorbiditi berdasarkan parameter metabolik tertentu dan kemudian memeriksa tandatangan mikrobiom usus yang dikaitkan dengan umur dan kluster multimorbiditi ini. Mereka kemudiannya mentakrifkan konsep umur mikrob berdasarkan variasi dalam tandatangan mikrobiom usus dan 55 spesies mikrob yang dikaitkan dengan umur, yang kemudiannya mereka gunakan untuk menentukan peranan komposisi mikrobiom usus dan umur mikrob dalam kelompok multimorbiditi tertentu.

Kohort awal termasuk orang dewasa berumur 40 hingga 93 tahun. Data tentang ciri demografi, sejarah perubatan, pembolehubah metabolik dan faktor gaya hidup seperti pengambilan alkohol, merokok dan aktiviti fizikal telah dikumpulkan pada tahun 2010 dan 2014. Data susulan termasuk maklumat tentang kejadian penyakit kardiovaskular. Empat set data metagenomik najis dari Israel, Belanda, Perancis, Jerman, Amerika Syarikat dan United Kingdom telah digunakan sebagai kohort pengesahan.

Kelompok multimorbiditi metabolik yang dibina daripada 21 parameter metabolik dikaitkan dengan risiko kejadian penyakit kardiovaskular. Parameter termasuk berat badan, ketinggian, lilitan pinggang, lipoprotein berketumpatan tinggi (HDL-C) dan lipoprotein berketumpatan rendah (LDL-C), apolipoprotein A-1, jumlah kolesterol, paras insulin puasa, apolipoprotein B, γ-glutamyl transferase, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, alanine aminoglycerides, asid toleransi glukosa, alanine trigliserida. dan glukosa plasma puasa.

Berdasarkan parameter ini, lima kelompok multimorbiditi metabolik telah dikenal pasti, termasuk profil metabolik yang sihat, serta kelompok dengan HDL-C dan apolipoprotein A1 yang rendah, LDL-C tinggi, apolipoprotein B dan jumlah kolesterol, rintangan insulin, obesiti, enzim hati yang tinggi dan hiperglikemia.

Sampel najis dikumpul daripada semua peserta dan penjujukan metagenom dilakukan menggunakan DNA yang diekstrak. Data metagenome digunakan untuk profil metagenomik kohort asal.

Peserta dibahagikan kepada dua kumpulan umur (di bawah atau lebih 60 tahun), dan nisbah risiko CVD dikira untuk empat kluster multimorbiditi yang tidak sihat berbanding dengan kluster profil metabolik yang sihat. Nisbah risiko CVD juga dikira untuk kumpulan umur yang lebih muda dan lebih tua.

Pengaruh faktor persekitaran dan perumah pada mikrobiom usus telah dinilai, dan indeks keunikan dan kepelbagaian mikrobiom usus telah dikira. Ciri-ciri mikrobiom usus yang berkaitan dengan usia dan metabolisme diperiksa, dan persatuan antara metabolisme, umur mikrob, dan risiko penyakit kardiovaskular ditentukan.

Keputusan menunjukkan bahawa berbanding dengan kluster profil metabolik yang sihat, kluster hiperglikemia dan obesiti mempunyai risiko penyakit kardiovaskular 117% dan 75% lebih tinggi masing-masing selama 11.1 tahun. Keputusan ini telah disahkan dalam kohort pengesahan.

Tambahan pula, data metagenom najis menunjukkan bahawa komposisi mikrobiom usus dikaitkan dengan kedua-dua kelompok umur dan multimorbiditi. Dalam kalangan individu yang berumur lebih dari 60 tahun, peningkatan risiko penyakit kardiovaskular yang dikaitkan dengan hiperglikemia dan kelompok obesiti adalah lebih tinggi pada individu yang mempunyai umur mikrob yang lebih tinggi dan lebih rendah pada individu yang mempunyai umur mikrob yang lebih rendah, bebas daripada jantina, umur, faktor pemakanan atau gaya hidup.

Umur mikrob muda, yang dicirikan oleh kelimpahan spesies Prevotella yang berkurangan, dikaitkan dengan pengurangan risiko CVD pada orang dewasa yang lebih tua daripada kelompok metabolik yang tidak sihat, bebas daripada penggunaan ubat, faktor pemakanan, tahap pendidikan, jantina, umur atau gaya hidup.

Kajian itu menemui tandatangan mikrobiom usus berkaitan usia yang berbeza, seperti penurunan ketara dalam spesies Bacteroides dan peningkatan dalam keunikan dan kekayaan bakteria anaerobik fakultatif seperti Enterobacteriaceae dan Streptococcus. Peningkatan dalam laluan pro-radang dan corak penuaan mikrob ini nampaknya dikaitkan dengan penurunan berkaitan usia dalam imuniti, pencernaan dan fungsi fisiologi.

Kesimpulannya, kajian itu mengkaji interaksi antara komposisi mikrobiom usus dan kepelbagaian, umur dan metabolisme serta kaitannya dengan risiko penyakit kardiovaskular. Didapati bahawa komposisi mikrobiom usus dikaitkan dengan parameter multimorbiditi umur dan metabolik.

Tambahan pula, berdasarkan komposisi spesies mikrobiom usus, umur mikrob muda didapati mengurangkan risiko penyakit kardiovaskular yang dikaitkan dengan disfungsi metabolik, menunjukkan bahawa mikrobiom usus memodulasi kesihatan kardiovaskular pada orang dewasa yang lebih tua dengan disfungsi metabolik.