Многочисленные научные данные последних лет указывают на глубокую взаимосвязь между составом и функцией кишечной микробиоты и состоянием здоровья, в частности, с риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний – подробнее в статье!
Одним из ключевых направлений современных медицинских исследований является изучение роли кишечной микробиоты в развитии заболеваний различных органов и систем.
Особый интерес представляет связь микробиоты с возникновением, прогрессированием и исходом сердечно-сосудистых заболеваний, учитывая их широкую распространенность, существенное влияние на качество жизни пациентов, а также высокие показатели инвалидизации и смертности.
Коррекция микробиоты кишечника открывает новые перспективы в улучшении течения и прогноза сердечно-сосудистых заболеваний, а также в расширении терапевтических возможностей – за счет оптимизации питания, применения пре-, пробиотиков, синбиотиков и метабиотиков.
СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), являющиеся основной причиной смертности, представляют собой серьезную проблему для общественного здравоохранения во всем мире. В последние годы их влияние стало особенно ощутимым: в 2021 году от них умерло почти 20 миллионов человек. Эта обширная категория заболеваний включает в себя такие состояния, как ишемическая болезнь сердца (ИБС), сердечная недостаточность (СН), инсульт и заболевания периферических артерий (ЗПА), каждое из которых способствует высокому уровню заболеваемости и смертности, связанному с ССЗ.
Распространенность этих заболеваний обусловлена множеством факторов, в том числе генетическими факторами и факторами образа жизни, а их лечение усложняется наличием сопутствующих заболеваний, необходимостью индивидуального подхода к терапии и проблемами с соблюдением режима приема лекарств из-за сложных схем фармакотерапии.
Факторы риска ССЗ
Факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний делятся на неконтролируемые (неустранимые) и управляемые (устранимые).
Неконтролируемые факторы:
- возраст: после 55 лет риск развития ССЗ возрастает на 55%;
- наследственность: у людей, у которых ближайшие родственники страдают ССЗ, риск заболеть повышается на 25%;
- пол: мужчины болеют ИБС чаще, заболевание у них развивается в более молодом возрасте, чем у женщин;
Управляемые факторы:
- избыточная масса тела;
- гиподинамия (малоподвижный образ жизни);
- вредные привычки (табакокурение и злоупотребление алкоголем);
- несбалансированное питание;
- гипертоническая болезнь;
- сахарный диабет;
- хронический стресс (психоэмоциональное напряжение увеличивает вероятность возникновения сердечных заболеваний в 2 раза).
! Подробнее об управляемых факторах риска ССЗ и о том, какие продукты следует включить в свой рацион, чтобы быть здоровым – рассказали в нашей статье!
Новые факторы риска ССЗ
Наряду с традиционными факторами риска, в настоящее время также были описаны новые, неклассические новые факторы сердечно-сосудистого риска, число которых постепенно увеличивается.
К неклассическим факторам риска можно отнести хроническое воспаление, нарушение состояния микробиоты кишечника, хронические инфекции (периодонтит) и другие.
Все большее значение отводится изучению кишечной микробиоты – и как фактора, связанного с заболеваниями сердца и сосудов, и как потенциального модулятора сердечно-сосудистых заболеваний, то есть потенциальной терапевтической мишени.
ОСЬ КИШЕЧНИК – СЕРДЦЕ
Кишечная микробиота – сообщество микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) – через прямое действие на иммунную и нейроэндокринную системы оказывает влияние на состояние сердца и сосудов, это взаимодействие происходит в обоих направлениях.
Важным механизмом этого взаимодействия являются короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) – бактериальные метаболиты, которые поддерживают иммунный баланс в кишечнике. Они выполняют несколько функций:
- служат основным энергетическим субстратом для клеток кишечного эпителия (колоноцитов), укрепляя его барьерную функцию и предотвращая развитие «синдрома дырявого кишечника»;
- регулируют иммунные процессы: модулируют выработку цитокинов и способствуют увеличению популяции регуляторных Т-клеток, подавляющих воспаление.
Определенные роды бактерий, такие как «Faecalibacterium», «Bifidobacterium», «Ruminococcus» и «Prevotella», напрямую ассоциированы с уровнем маркеров системного воспаления, включая С-реактивный белок (hs-CRP) и интерлейкин-6 (IL-6), что подтверждает их роль в сердечно-сосудистом риске.
Дисбаланс оси «кишечник – сердце», возникающий в результате изменения состава кишечной микробиоты, играет важную роль в прогрессировании сердечно-сосудистых заболеваний.
Триметиламин-N-оксид (ТМАО) и его связь с сердечно-сосудистыми заболеваниями
Согласно данным недавнего метаанализа проспективных исследований, повышенные уровни ТМАО и его метаболических предшественников ассоциируются с увеличением риска серьезных сердечно-сосудистых осложнений и общей смертности, независимо от других известных факторов риска.
Связь ТМАО с сердечно-сосудистыми заболеваниями: многочисленные исследования подтверждают взаимосвязь между повышенными уровнями ТМАО в плазме и риском развития сердечно-сосудистых и тромботических патологий, включая атеросклероз. Высокие концентрации ТМАО могут быть связаны с наличием специфических бактерий, продуцирующих ТМА благодаря ферментам ТМА-лиазам.
Однако остается неясным, является ли ТМАО непосредственным фактором прогрессирования сердечно-сосудистых заболеваний или же он служит маркером нарушенного микробного метаболизма, особенностей питания или дисфункции почечных канальцев. Существующие исследования (перекрестные и когортные) не позволяют установить причинно-следственную связь.
Перспективы исследований: дальнейшее изучение роли ТМАО в развитии сердечно-сосудистых заболеваний необходимо для оценки потенциальных терапевтических стратегий, направленных на регуляцию его уровня, а также для определения его значимости в качестве диагностического маркера.
Связь ишемической болезни сердца (ИБС) с изменениями кишечного микробиома
Развитие ИБС ассоциируется с нарушениями состава кишечной микробиоты. У пациентов с ИБС по сравнению с лицами без ИБС (но имеющими факторы коронарного риска) наблюдается снижение численности бактерий типа «Phylum» и повышение уровня «Lactobacillus». Кроме того, у больных ИБС увеличивается соотношение «Firmicutes/Bacteroidetes», что служит индикатором дисбиоза.
Особенности микробного состава при ИБС:
· у пациентов с ИБС выявлено значительное увеличение количества «Enterobacteriaceae» и «Streptococcus spp.» по сравнению со здоровыми людьми. Рост «Streptococcus spp.» может быть связан с приемом ингибиторов протонной помпы (ИПП);
· уровень «Bacteroides spp.», играющих ключевую роль в поддержании здорового микробиома, у больных ИБС снижен. Поскольку дефицит этих бактерий также отмечается при атеросклеротическом инсульте и транзиторных ишемических атаках, их можно рассматривать как потенциальный фактор, влияющий на прогрессирование атеросклероза;
· у пациентов с ИБС наблюдается значительное уменьшение количества «Faecalibacterium prausnitzii» – бактерий с противовоспалительными свойствами.
Нарушение микробных взаимодействий при ИБС:
· у больных ИБС обнаружена отрицательная корреляция между «Streptococcus spp.» и «Bacteroides spp.», тогда как у здоровых людей выявлена положительная связь между «Bacteroides spp.» и «Erysipelotrichaceae bacterium».
· эти данные свидетельствуют о том, что при ИБС формируются специфические межвидовые взаимоотношения в кишечном микробиоме, отличающиеся от таковых у здоровых людей.
Таким образом, дисбиоз кишечника может играть важную роль в патогенезе ИБС, влияя на воспалительные процессы и прогрессирование атеросклероза.
Влияние кишечных метаболитов на сердечно-сосудистую систему
Кишечная микробиота способна преобразовывать серосодержащие соединения в сероводород (H₂S) – важный биологический регулятор, участвующий в контроле артериального давления и других физиологических процессах. Еще одним значимым метаболитом является фенилацетилглутамин, образующийся при взаимодействии фенилацетата с глутамином. Повышенные концентрации этого соединения ассоциируются с прогрессированием хронической болезни почек и являются независимым фактором риска развития сердечно-сосудистых патологий и преждевременной смертности.
Метаболизм триптофана и его влияние на сердце: пищевой триптофан подвергается бактериальной трансформации в кишечнике с образованием различных соединений, включая индоксилсульфат. Данное вещество обладает провоспалительным и прооксидантным действием, негативно влияя на кардиомиоциты и сердечные фибробласты. Кроме того, исследования демонстрируют способность индола и индоксилсульфата модулировать артериальное давление через центральные и периферические механизмы.
Современные научные данные подчеркивают ключевую роль метаболической активности кишечной микробиоты в поддержании физиологического баланса организма, что отражает концепцию взаимосвязанного метаболизма человека и его микробиома.
Роль эндотоксемии и дисбиоза: при повреждении кишечного эпителия бактериальный липополисахарид (ЛПС) может проникать в кровоток, вызывая временную эндотоксемию.
Эндотоксемия – это патологическое состояние, при котором токсичные метаболиты (эндотоксины) накапливаются непосредственно в крови.
В норме печень эффективно устраняет этот токсин, однако при хроническом процессе развивается системное воспаление, способствующее возникновению сердечно-сосудистых патологий. Низкое потребление пищевых волокон провоцирует дисбиоз и снижение выработки короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), что создает предпосылки для хронического воспаления.
Интересно, что сердечная дисфункция сама по себе может нарушать кишечную проницаемость, формируя порочный круг: усиление эндотоксемии → ухудшение работы сердца → прогрессирование кишечной дисфункции. Эндогенные метаболиты микробного происхождения (липополисахариды, индоксилсульфат, паракрезилсульфат) рассматриваются как потенциальные участники патогенеза различных состояний – от атеросклероза до кардиоренальных нарушений.
Эти специфические изменения метаболических путей могут стать основой для разработки новых терапевтических стратегий при сердечно-сосудистых заболеваниях.
Влияние кишечного микробиома на сердечно-сосудистые заболевания
Изменения в составе микробиоты при сердечно-сосудистых патологиях: исследования показывают, что у пациентов с ССЗ повышена численность бактерий «Firmicutes» и «Bacteroidetes», но снижено количество «Roseburia» («R. Intestinalis») и «Faecalibacterium» («F. Prausnitzii») по сравнению со здоровыми людьми.
Некоторые бактерии, такие как «Faecalibacterium prausnitzii» и «Eubacterium rectale» (из группы «Firmicutes»), производят бутират, составляя 5-10% здорового микробиома. Однако у пациентов с ССЗ их содержание снижено.
Связь микробиоты с сердечной недостаточностью: у пожилых пациентов с сердечной недостаточностью обнаружено меньше «Bacteroidetes» и больше протеобактерий, чем у более молодых больных.
Также у них повышены уровни «Ruminococcus», «Acinetobacter» и «Veillonella», но снижены «Alistipes», «Faecalibacterium» и «Oscillibacter».
Эти изменения могут влиять на развитие и прогрессирование сердечной недостаточности, что открывает новые направления для исследований в профилактике и лечении ССЗ.
Роль воспаления и микробных метаболитов: системное воспаление связывает метаболические нарушения с дисбиозом кишечника.
Короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), такие как бутират, подавляют провоспалительные цитокины и активность Т-клеток, уменьшая воспаление. Однако некоторые бактериальные продукты, например, ТМАО, способствуют развитию кардиоваскулярных нарушений.
Микробиота и регуляция артериального давления: бактерии («Bifidobacterium», «Lactobacillus», «Streptococcus», «Escherichia») могут вырабатывать нейромедиаторы, влияющие на сосудистый тонус и способствующие развитию гипертензии.
Нарушение кишечного барьера и сердечно-сосудистый риск: при воспалительных заболеваниях кишечника повышается риск ишемической болезни сердца из-за бактериальной транслокации и попадания микробных продуктов в кровь. Ожирение и метаболический синдром, связанные с преобладанием «Firmicutes» над «Bacteroidetes», также увеличивают риск гипертонии и ИБС.
Экспериментальные данные: некоторые микробные метаболиты (например, гидроксифенилмолочная кислота) могут вызывать дисфункцию миокарда и увеличивать зону повреждения при сердечных патологиях.
Таким образом, кишечный микробиом играет важную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, влияя на воспаление, метаболизм и сосудистую функцию.
Роль кишечного микробиома в развитии атеросклероза
Атеросклероз – ключевой фактор развития сердечно-сосудистых заболеваний (ИБС, инфаркта, инсульта и др.). Его возникновение связывают с нарушениями липидного обмена, которые могут быть как генетическими, так и приобретенными (из-за болезней печени, эндокринных расстройств или неправильного питания).
Несмотря на применение статинов, остаточный сердечно-сосудистый риск остается высоким.
Исследования указывают на связь между кишечным микробиомом и атеросклерозом. Например, бактерии, метаболизирующие L-карнитин и холин, способствуют образованию ТМАО – вещества, ускоряющего атеросклеротические процессы. Однако у людей на растительной диете даже при употреблении L-карнитина уровень ТМАО остается низким, что ставит под сомнение прямую связь между насыщенными жирами и атеросклерозом.
Пробиотики способны препятствовать развитию атеросклероза через несколько механизмов:
· нормализация липидного обмена: улучшают эндотелиальную функцию сосудов и регулируют активность макрофагов;
· восстановление сосудистой функции:
- снижают окислительный стресс;
- уменьшают воспалительные процессы;
- способствуют регенерации эндотелия;
- повышают продукцию оксида азота;
· антиоксидантные эффекты: штаммы Lactococcus lactis MG5125, Bifidobacterium bifidum MG731 и Bifidobacterium animalis MG741: усиливают антиоксидантную защиту; повышают уровень глутатиона; активируют антиоксидантные ферменты; уменьшают перекисное окисление липидов;
· положительное влияние на эндотелиальную дисфункцию: при приеме пробиотиков, состоящих из лактобактерий, бифидобактерий, стрептококков и энтерококков отмечается снижение систолического артериального давления, уровня провоспалительных цитокинов – интерлейкина-6 и фактора некроза опухоли альфа (ФНО-α), тромбомодулина и других параметров, связанных с дисфункцией эндотелия.
Таким образом, пробиотики могут замедлять развитие атеросклероза через комплексное воздействие на метаболические и сосудистые процессы.
Выявленные связи между пищевыми предпочтениями человека и метаболической активностью микроорганизмов его кишечника позволяют выдвигать новые гипотезы профилактики и лечения атеросклероза, т. к. модификация диеты могла бы служить профилактикой развития атеросклероза в связи с возможным формированием предпочтительного состава микробиоты кишечника. Полученные результаты показывают потенциал изучения метаболизма ТМАО для выяснения фундаментальных механизмов, лежащих в основе развития атеросклероза, и разработки новой терапевтической стратегии.
Как поддержать здоровье оси «кишечник – сердце»?
Диета:
- клетчатка (овощи, фрукты, цельнозерновые) – стимулирует рост полезных бактерий;
- ферментированные продукты (кефир, квашеная капуста, йогурт) – источник пробиотиков;
- омега-3 (рыба, льняное семя) – снижают воспаление;
- ограничение красного мяса и фастфуда – уменьшает выработку ТМАО.
Пробиотики и пребиотики:
- пробиотики («Lactobacillus», «Bifidobacterium») могут улучшать липидный профиль;
- пребиотики (инулин, олигофруктоза) – «пища» для полезных бактерий.
Физическая активность: умеренные нагрузки улучшают микроциркуляцию в кишечнике и разнообразие микробиоты.
Контроль стресса: хронический стресс нарушает баланс микробиоты через ось «кишечник – мозг», что косвенно влияет на сердце.
ПОДВОДЯ ИТОГИ
Ось «кишечник – сердце» – это важный механизм, связывающий состояние микробиоты с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Современные исследования подтверждают, что нарушения состава кишечной микробиоты существенно влияют на здоровье человека. В частности, метаболиты кишечных бактерий признаны новыми значимыми маркерами риска развития сердечно-сосудистых патологий и сокращения продолжительности жизни.
Установлена четкая корреляция между уровнем микробных метаболитов в крови (особенно триметиламин-N-оксида и его предшественников) и возникновением сердечно-сосудистых нарушений.
Коррекция кишечной микробиоты представляет собой перспективное направление в лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Этот подход позволяет:
- улучшить клинические исходы при ССЗ;
- расширить терапевтические возможности за счет: персонализированных диет и применения пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков.
В области сердечно-сосудистых заболеваний создание инновационных и безопасных методов лечения представляет собой сложную задачу, требующую комплексного подхода к профилактике, ранней диагностике и новым вариантам лечения.
Приглашаем Вас присоединиться к нашему каналу в Telegram.