Undersøgelse finder en vigtig rolle for tarmmikrobiomet i aldring og hjertesygdomme

I et nyligt offentliggjort studie i Nature Medicine gennemførte en gruppe kinesiske forskere en prospektiv analyse af metaboliske multimorbiditetsklynger baseret på 21 metaboliske parametre for at udforske tarmmikrobiom-signaturer associeret med stofskifte og alder, og bedre forstå sammenhængen mellem stofskifte, alder og langsigtet risiko for hjertekarsygdomme.

Hjerte-kar-sygdomme er en førende årsag til global dødelighed, og stofskifteforstyrrelser og alder, som også er tæt beslægtede, menes at øge risikoen for hjerte-kar-sygdomme betydeligt. Metaboliske lidelser bliver mere komplekse og udbredte med alderen, og hos ældre voksne udvikler hjertekarsygdomme sig typisk i forbindelse med multimorbiditet.

Voksende beviser for aldringsmønstre forbundet med tarmmikrobiomdiversitet i forskellige populationer tyder på, at tarmmikrobiomet forbinder immunitet og metabolisme, gennemgår aldersrelaterede ændringer og kan ligge til grund for sund aldring. Forskning har vist, at lav Bacteroides-diversitet og øget diversitet af unikke taxa i tarmmikrobiomet er forbundet med sund aldring. Mønstrene for interaktioner mellem tarmmikrobiomet, metabolisme og alder og i hvilket omfang disse interaktioner påvirker kardiovaskulær sundhed forbliver uklare.

I denne undersøgelse begyndte forskerne med at identificere multimorbiditetsklynger baseret på specifikke metaboliske parametre og undersøgte derefter tarmmikrobiomsignaturer forbundet med alder og disse multimorbiditetsklynger. Baseret på variation i tarmmikrobiomsignaturer og 55 mikrobielle arter forbundet med alder, definerede de begrebet mikrobiel alder, som derefter blev brugt til at bestemme rollen af tarmmikrobiomsammensætning og mikrobiel alder i specifikke multimorbiditetsklynger.

De oprindelige kohorter omfattede voksne i alderen 40 til 93 år. Data om demografiske karakteristika, sygehistorier, metaboliske variabler og livsstilsfaktorer såsom alkoholforbrug, rygning og fysisk aktivitetsniveau blev indsamlet i 2010 og 2014. Opfølgningsdata omfattede information om diagnosticerede hjerte-kar-sygdomme. Fire fækale metagenomiske datasæt fra Israel, Holland, Frankrig, Tyskland, USA og Storbritannien blev brugt som valideringskohorter.

Metaboliske multimorbiditetsklynger baseret på 21 metaboliske parametre var forbundet med risiko for kardiovaskulær sygdom. Parametre omfattede kropsvægt, højde, taljeomkreds, høj- og lavdensitet kolesterol (HDL-C og LDL-C), apolipoprotein A-1, total kolesterol, fastende insulinniveauer, apolipoprotein B, γ-glutamyltransferase, aspartataminotransferase, alanin aminotransferase, tolerance over for glucose, urinsyre, triglycerider, hæmoglobin A1c og fastende plasmaglukose.

Baseret på disse parametre blev fem klynger af metabolisk multimorbiditet identificeret, inklusive en sund metabolisk profil, samt klynger med lave niveauer af HDL-C og apolipoprotein A1, høje niveauer af LDL-C, apolipoprotein B og total kolesterol, insulinresistens, fedme, forhøjede enzymer lever og hyperglykæmi.

Afføringsprøver blev indsamlet fra alle deltagere, og metagenomsekventering blev udført under anvendelse af det ekstraherede DNA. Metagenomdata blev brugt til metagenomisk profilering af den oprindelige kohorte.

Deltagerne blev opdelt i to aldersgrupper (under eller over 60 år), og CVD-risikoforhold blev beregnet for de fire usunde multimorbiditetsklynger sammenlignet med den sunde metaboliske profilklynge. Risikoforhold for hjerte-kar-sygdomme blev også beregnet for yngre og ældre aldersgrupper.

Påvirkningen af miljø- og værtsfaktorer på tarmmikrobiomet blev vurderet, og tarmmikrobiomets unikke og diversitetsindekser blev beregnet. Derefter undersøgte vi alders- og stofskifterelaterede træk ved tarmmikrobiomet og identificerede sammenhænge mellem metabolisme, mikrobiel alder og risiko for hjertekarsygdomme.

Resultater viste, at sammenlignet med den sunde metaboliske profilklynge havde hyperglykæmi- og fedmeklyngerne henholdsvis 117 % og 75 % højere risiko for hjerte-kar-sygdom over 11,1 år. Disse resultater blev bekræftet i valideringskohorten.

Derudover viste fækale metagenomdata, at tarmmikrobiomsammensætning var forbundet med både alder og multimorbiditetsklynger. Blandt personer over 60 år var den øgede risiko for kardiovaskulær sygdom forbundet med hyperglykæmi og fedmeklynger større hos dem med højere mikrobiel alder og faldet hos dem med lavere mikrobiel alder, uanset køn, alder, kostfaktorer eller livsstil.

Yngre mikrobiel alder, som var karakteriseret ved nedsat overflod af Prevotella-arter, var forbundet med reduceret risiko for hjertekarsygdomme hos ældre voksne fra usunde metaboliske klynger, uafhængigt af medicin, kostfaktorer, uddannelsesniveau, køn, alder eller livsstil.

Undersøgelsen afslørede distinkte aldersrelaterede signaturer af tarmmikrobiomet, såsom et signifikant fald i Bacteroides-arter og en stigning i unikheden og rigdommen af fakultative anaerobe bakterier såsom Enterobacteriaceae og Streptococcus. Disse stigninger i pro-inflammatoriske veje og mikrobielle ældningsmønstre ser ud til at være forbundet med aldersrelaterede fald i immunitet, fordøjelse og fysiologisk funktion.

Afslutningsvis undersøgte undersøgelsen interaktionen mellem tarmmikrobiomsammensætning og mangfoldighed, alder og metabolisme og dets sammenhæng med risiko for hjertekarsygdomme. Tarmmikrobiomsammensætning har vist sig at være forbundet med alder og metaboliske multimorbiditetsparametre.

Derudover, baseret på artssammensætningen af tarmmikrobiomet, blev ung mikrobiel alder fundet at reducere risikoen for kardiovaskulær sygdom forbundet med metabolisk dysfunktion, hvilket tyder på, at tarmmikrobiomet modulerer kardiovaskulær sundhed hos ældre voksne med metabolisk dysfunktion.