Uuring näitab soolestiku mikrobioomi olulist rolli vananemise ja südamehaiguste puhul

Hiljuti ajakirjas Nature Medicine avaldatud uuringus viis rühm Hiina teadlasi läbi 21 ainevahetusparameetri põhjal metaboolsete multimorbiidsuse klastrite prospektiivse analüüsi, et uurida ainevahetuse ja vanusega seotud soolemikrobioomi signatuure ning paremini mõista ainevahetuse, vanuse ja pikaajalise südame-veresoonkonna haiguste riski vahelist seost.

Südame-veresoonkonna haigused on ülemaailmse suremuse peamine põhjus ning arvatakse, et ainevahetushäired ja vanus, mis on samuti omavahel tihedalt seotud, suurendavad oluliselt südame-veresoonkonna haiguste riski. Ainevahetushäired muutuvad vanusega keerukamaks ja levinumaks ning vanematel inimestel tekivad südame-veresoonkonna haigused tavaliselt multimorbiidsuse kontekstis.

Üha rohkem tõendeid vananemismustrite kohta, mis on seotud soole mikrobioomi mitmekesisusega erinevates populatsioonides, viitab sellele, et soole mikrobioom seob immuunsust ja ainevahetust, läbib vanusega seotud muutusi ning võib olla terve vananemise aluseks. Uuringud on näidanud, et madal Bacteroides'i mitmekesisus ja unikaalsete taksonite suurem mitmekesisus soole mikrobioomis on seotud terve vananemisega. Siiski on soole mikrobioomi, ainevahetuse ja vanuse vaheliste interaktsioonide mustrid ning see, mil määral need interaktsioonid mõjutavad südame-veresoonkonna tervist, ebaselged.

Selles uuringus alustasid teadlased multimorbiidsuse klastrite määratlemisest spetsiifiliste metaboolsete parameetrite põhjal ning seejärel uurisid vanusega seotud soole mikrobioomi signatuure ja neid multimorbiidsuse klastreid. Seejärel defineerisid nad mikroobide vanuse kontseptsiooni, tuginedes soole mikrobioomi signatuuride variatsioonidele ja 55 vanusega seotud mikroobiliigile, mida nad seejärel kasutasid soole mikrobioomi koostise ja mikroobide vanuse rolli määramiseks spetsiifilistes multimorbiidsuse klastrites.

Esialgsetes kohortides osalesid 40–93-aastased täiskasvanud. Andmeid demograafiliste näitajate, haigusloo, ainevahetusmuutujate ja elustiilitegurite, näiteks alkoholitarbimise, suitsetamise ja füüsilise aktiivsuse kohta koguti 2010. ja 2014. aastal. Jälgimisandmed hõlmasid teavet südame-veresoonkonna haiguste esinemissageduse kohta. Valideerimiskohortidena kasutati nelja väljaheite metagenoomilist andmekogumit Iisraelist, Hollandist, Prantsusmaalt, Saksamaalt, Ameerika Ühendriikidest ja Ühendkuningriigist.

21 metaboolse parameetri põhjal koostatud metaboolse multimorbiidsuse klastrid seostati kardiovaskulaarse haiguse tekkimise riskiga. Parameetrite hulka kuulusid kehakaal, pikkus, vööümbermõõt, kõrge tihedusega lipoproteiin (HDL-C) ja madala tihedusega lipoproteiin (LDL-C), apolipoproteiin A-1, üldkolesterool, tühja kõhu insuliini tase, apolipoproteiin B, γ-glutamüültransferaas, aspartaadi aminotransferaas, alaniini aminotransferaas, glükoositaluvus, kusihape, triglütseriidid, hemoglobiin A1c ja tühja kõhu plasma glükoos.

Nende parameetrite põhjal tuvastati viis metaboolse multimorbiidsuse klastrit, sealhulgas terve metaboolne profiil, samuti klastrid, kus esines madal HDL-kolesterooli ja apolipoproteiin A1 tase, kõrge LDL-kolesterooli, apolipoproteiin B ja üldkolesterooli tase, insuliiniresistentsus, rasvumine, maksaensüümide aktiivsuse tõus ja hüperglükeemia.

Kõigilt osalejatelt koguti väljaheiteproovid ja ekstraheeritud DNA abil viidi läbi metagenoomi sekveneerimine. Metagenoomi andmeid kasutati algse kohordi metagenoomiliseks profileerimiseks.

Osalejad jagati kahte vanuserühma (alla 60 aasta või üle 60 aasta) ning nelja ebatervisliku multimorbiidsuse klastri jaoks arvutati südame-veresoonkonna haiguste riski suhtarvud võrreldes terve metaboolse profiiliga klastriga. Südame-veresoonkonna haiguste riski suhtarvud arvutati ka noorema ja vanema vanuserühma jaoks.

Hinnati keskkonna- ja peremeesorganismi tegurite mõju soole mikrobioomile ning arvutati soole mikrobioomi unikaalsuse ja mitmekesisuse indeksid. Seejärel uuriti soole mikrobioomi vanuse ja ainevahetusega seotud tunnuseid ning määrati kindlaks seosed ainevahetuse, mikroobide vanuse ja südame-veresoonkonna haiguste riski vahel.

Tulemused näitasid, et võrreldes terve metaboolse profiiliga klastriga oli hüperglükeemia ja rasvumise klastritel vastavalt 117% ja 75% suurem südame-veresoonkonna haiguste risk 11,1 aasta jooksul. Need tulemused leidsid kinnitust valideerimiskohordis.

Lisaks näitasid väljaheite metagenoomi andmed, et soole mikrobioomi koostis oli seotud nii vanuse kui ka multimorbiidsuse klastritega. Üle 60-aastaste inimeste seas oli hüperglükeemia ja rasvumise klastritega seotud südame-veresoonkonna haiguste suurenenud risk suurem kõrgema mikroobide vanusega inimestel ja madalam madalama mikroobide vanusega inimestel, olenemata soost, vanusest, toitumisteguritest või elustiilist.

Noor mikroobide iga, mida iseloomustas Prevotella liikide vähenenud arvukus, oli seotud ebatervislike ainevahetushäiretega vanemate täiskasvanute südame-veresoonkonna haiguste riski vähenemisega, olenemata ravimite tarvitamisest, toitumisteguritest, haridustasemest, soost, vanusest või elustiilist.

Uuringus leiti vanusega seotud soolemikrobioomi iseloomulikke tunnuseid, näiteks Bacteroides'i liikide märkimisväärne vähenemine ning fakultatiivsete anaeroobsete bakterite, näiteks Enterobacteriaceae ja Streptococcus, ainulaadsuse ja rikkuse suurenemine. See põletikuliste radade ja mikroobide vananemismustrite suurenemine näib olevat seotud vanusega seotud immuunsuse, seedimise ja füsioloogilise funktsiooni langusega.

Kokkuvõtteks uuris uuring soolestiku mikrobioomi koostise ja mitmekesisuse, vanuse ja ainevahetuse vahelist koostoimet ning selle seost südame-veresoonkonna haiguste riskiga. Leiti, et soolestiku mikrobioomi koostis oli seotud vanuse ja ainevahetusliku multimorbiidsuse parameetritega.

Lisaks leiti, et soole mikrobioomi liikide koostise põhjal vähendab noor mikroobide vanus metaboolse düsfunktsiooniga seotud südame-veresoonkonna haiguste riski, mis viitab sellele, et soole mikrobioom moduleerib südame-veresoonkonna tervist metaboolse düsfunktsiooniga vanematel täiskasvanutel.