Влияние кишечной микробиоты на патогенез кардиоваскулярных заболеваний

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Микробиота кишечника – маркер состояния макроорганизма, способный взаимодействовать с ним напрямую и опосредованно. Основными механизмами, лежащими в основе взаимодействия, являются иммунорегуляция и энергетический обмен. Через данные интеракции реализуется действие метаболитов, образующихся в ходе жизнедеятельности микробиоты. Некоторые метаболиты способны негативно влиять на эндотелий сосудов, запуская и поддерживая системный воспалительный ответ в организме, являющийся предтечей всех главных кардиальных факторов риска. Такие метаболиты и макромолекулы, как липополисахарид или N-оксид триметиламина, посредством активации инфламмасом и провоспалительных цитокинов инициируют эндотелиальную дисфункцию и тем самым запускают процессы атерогенеза, инсулинорезистентности и даже влияют на повышение уровня артериального давления. Короткоцепочечные жирные кислоты, включающие основные метаболиты: ацетат, пропионат и бутират, являются антагонистами липополисахарида и N-оксид триметиламина. Данные вещества служат источником энергии для эпителиальных клеток кишечника. Они поддерживают гомеостаз, а также стимулируют выработку противовоспалительных компонентов и активируют репаративные процессы. Еще одним важным фактором, оказывающим влияние на уровни артериального давления и системного воспаления, является дисфункция кишечного барьера, определяющаяся с помощью белка-регулятора зонулина. Кроме того, существуют доказанные рецепторные взаимодействия, а также качественные и количественные изменения состава микробиоты, способные влиять на уровень артериального давления, атерогенез, инсулинорезистентность и ожирение. Для каждой отдельной кардиоваскулярной нозологии характерен свой микробиологический паттерн и преобладание конкретных метаболитов. Представлен обзор современной литературы, обобщающий экспериментальные и клинические данные о роли кишечной микробиоты в развитии атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний.

Полный текст

Введение

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) с их растущими показателями распространенности и смертности влекут за собой как угрозу здоровью, так и экономическое обременение для нашего общества. Кардиоваскулярные заболевания имеют хроническое прогрессирующее течение и определенный спектр факторов риска. Самыми негативными среди них являются ожирение, дислипопротеинемия, диабет 2-го типа и артериальная гипертензия. Они повреждают сосудистую стенку и приводят к неблагоприятным клиническим исходам. Вклад наследственности в манифестацию ССЗ составляет лишь 20 %, в то время как диета и статус питания являются гораздо более значимыми предикторами с продолжительным воздействием [1].

Сегодня появляется все больше данных, указывающих на тесную связь между кишечной микробиотой (КМ) и развитием сердечно-сосудистых заболеваний [2]. Кишечная микробиота включает в себя триллионы микроорганизмов-комменсалов, находящихся в кишечнике в определенной пропорции, которую легко нарушить погрешностями и злоупотреблениями в диете, образом жизни и влиянием окружающей среды [3]. Микробное сообщество является важным и сложным «органом», преобразующим пищу в небольшие соединения и метаболиты, модулирующие структуру кишечника, целостность кишечного барьера, воспалительный статус и метаболизм хозяина как напрямую, так и косвенно [4]. Огромный набор микробных генов и их функции описываются как микробиом, который значительно превосходит геном человека [5]. Хотя характеристики кишечного сообщества могут быть унаследованы в раннем возрасте, его состав также может изменяться под воздействием внешних условий [6]. Соответствующая структура кишечной микробиоты и функции метаболитов необходимы для поддержания гомеостаза, тогда как дисбактериоз кишечника способствует атеросклерозу, гипертонии, сердечной недостаточности, аритмиям, сердечным опухолям и другим заболеваниям [7]. В связи с этим целью настоящего исследования явилась систематизация актуальных знаний о возможных механизмах влияния качественного, количественного состава микробиоты кишечника, а также ее метаболитов на патогенез различных кардиоваскулярных заболеваний.

Кишечная микробиота состоит из бактерий, грибов и вирусов, основным ее компонентом являются бактерии. В кишечной флоре выделяют пять основных семейств: Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria и Verrucomicrobia [8]. Хотя разнообразие видов велико, кишечная микробиота относительно фиксирована в разных местах. Тем не менее различия в количестве кишечных микроорганизмов в разных местах значительны, наиболее густо населенной является восходящая ободочная кишка. В физиологических условиях более 90 % бактерий составляют Bacteroidetes и Firmicutes. Было отмечено, что повышенное соотношение Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями [9]. Кроме того, с увеличением индекса массы тела (ИМТ) соотношение F/B также увеличивалось [10]. Впоследствии оценка состава микробиоты кишечника детей и ИМТ подтвердила, что соотношение F/B является ключевым показателем риска детского ожирения. Вдобавок к этому, отношение F/B ассоциировано с вялотекущим воспалением, ведущим к развитию сахарного диабета [11]. Являясь неблагоприятным фоном, они вполне могут способствовать прогрессированию сердечно-сосудистых заболеваний. Помимо поддержания целостности кишечника, кишечные метаболиты служат важными мессенджерами в общении между кишечной микробиотой и хозяином. Основными механизмами, лежащими в основе взаимодействия между микробиотой кишечника и хозяином, особенно при сердечно-сосудистых заболеваниях, являются: иммунорегуляция, энергетический обмен и гомеостаз, а также запрограммированная гибель клеток.

Иммунорегуляция

Образующиеся в результате ферментации клетчатки в толстой кишке короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) включают три основных метаболита, а именно ацетат, пропионат и бутират [12]. Они являются питательными веществами и источниками энергии для эпителиальных клеток кишечника и могут поступать в кровоток, участвуя в иммунной регуляции и модуляции воспаления двумя путями: через связывание с рецепторами, связанными с G-белком (GPCR), либо путем ингибирования деацетилаз гистонов (ИДГ), и тем самым влиять на гомеостаз кишечника.

Лоуренс и др. обнаружили, что КЦЖК индуцируют активацию воспаления NLRP3 и последующую обильную секрецию IL-18 GPR43- и GPR109A-методами, тем самым оказывая благоприятное влияние на поддержание целостности кишечного барьера [13]. Следует отметить, что GPR43 и GPR109A представляют собой два рецептора, которые экспрессируются на эпителиальных клетках кишечника и некоторых иммунных клетках, где GPR43 в основном связывается с ацетатом и пропионатом, тогда как GPR109A специфически активируется бутиратом [14]. Исследования показали, что КЦЖК положительно влияют не только на пролиферацию и дифференцировку регуляторных Т-клеток (Treg), но и на противовоспалительный IL-10, секретируемый из Foxp3+ Treg, который в свою очередь опосредован активацией GPR43 и ингибированием ИДГ [15].

Кроме того, было показано, что бутират подавляет провоспалительные факторы, включая IL-6, IL-12 и NO из кишечных макрофагов, путем ингибирования ИДГ. Точно так же Бартоломеус и соавт. было доказано, что противовоспалительная роль КЦЖК значительно снижает количество эффекторных Т-клеток памяти и Т-хелперов 17, тем самым смягчая сердечно-сосудистые повреждения [16]. Однако существуют и данные о провоспалительных функциях, опосредованных GPR41 и GPR43, что указывает на то, что КЦЖК-индуцированные иммунорегуляторные эффекты зависят от различных типов клеток.

Иным важным метаболитом кишечного сообщества является N-оксид триметиламина (ТМАО), который обычно исследуется как индикатор риска сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, неалкогольной жировой болезни печени и других метаболических событий [17–19]. Как конечный продукт диетического холина и L-карнитина, ТМАО превращается из триметиламина (ТМА) в печени с помощью флавинсодержащих монооксигеназ (ФМО). Однако редко обсуждается, как именно ТМАО регулирует гомеостаз. Согласно Sun et al., ТМАО вызывает воспаление, активируя инфламмасому ROS-TXNIP-NLRP3, тем самым способствуя эндотелиальной дисфункции в эндотелиальных клетках пупочной вены человека. ТМАО способствует высвобождению воспалительных цитокинов IL-1β и IL-18 посредством активации инфламмасомы NLRP3 из клеток толстой кишки плода человека. Кроме того, было показано, что инъекция ТМАО значительно увеличивает маркеры воспаления, включая циклооксигеназу 2, IL-6, E-селектин и ICAM-1, через сигнальные пути MAPK и NF-κB, которые затем привлекают лейкоциты и вызывают сосудистое воспаление. Все эти данные подтверждают провоспалительную роль ТМАО.

КМ превращает холестерин в плохо усваиваемый копростанол, снижая риск сердечно-сосудистых заболеваний. Дальнейшее выяснение показывает, что за опосредование такого метаболизма отвечает присутствие генов А метаболизма стеролов в кишечнике [20]. Еще одним ключевым аспектом микробиоты кишечника является метаболизм желчных кислот. Первичные желчные кислоты относятся к стероидным молекулам, образующимся в результате разложения холестерина в печени. Большинство из них рециркулирует в печень, а остальные попадают в кишечник, где с помощью кишечной микробиоты происходит превращение во вторичные желчные кислоты. Наиболее хорошо изученными вторичными желчными кислотами являются: дезоксихолевая кислота (ДХК), литохолевая кислота (ЛХК) и урсодезоксихолевая кислота (УДХК). Данные кислоты часто функционируют через свои рецепторы, включая BA 1-рецептор, связанный с G-белком (TGR5), фарнезоидный Х-рецептор (FXR) и рецептор витамина D (VDR) [21]. При связывании с рецептором TGR5 вторичные желчные кислоты вызывают активацию макрофагов, а затем продукцию воспалительных цитокинов. Известно, что низкие концентрации вторичных желчных кислот оказывают противовоспалительное действие, в то время как высокие концентрации вызывают повреждения. Например, Ванг и др. продемонстрировали, что низкие дозы ДХК смягчают воспалительную реакцию у птиц [22]. Кроме того, эти продукты комменсальной микробиоты запускают передачу сигналов врожденного иммунитета, тем самым связываясь с хозяином. Микробно-ассоциированные молекулярные паттерны (MAMP), включая ЛПС или пептидогликан, распознаются такими рецепторами, как Toll-подобные рецепторы (TLR), NOD-подобные рецепторы (NLR), и другими. Связь между TLRs и атеросклерозом была подтверждена в генетических исследованиях на мышах. В модели мышей TLR4-/- apoE-/-, получавших диету, богатую холестерином, размер аортальной бляшки был значительно уменьшен. Дефицит TLR2 в миелоидных клетках не влиял на развитие атеросклероза, что свидетельствует о роли эндотелиального TLR2 в атерогенезе [23]. Кроме того, развитие артериального тромбоза было связано с передачей сигналов NOD2, TLR2 и TLR9 в тромбоцитах, а также путями TLR2 и TLR4 в эндотелиальных клетках.

Энергетический обмен и гомеостаз

 Среди многочисленных факторов риска, вносящих вклад в развитие сердечно-сосудистых заболеваний, основными являются патологическая иммунная регуляция и метаболические нарушения. В последние годы большое внимание уделяется связи между микробиотой кишечника, метаболизмом и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Например, Ден и его коллеги считали, что КЦЖК несут метаболические преимущества для людей с диетой с высоким содержанием жиров за счет ингибирования гамма-рецептора, активируемого пролифератором пероксисом (PPARγ), превращая синтез липидов в окисление липидов [24]. Более того, богатая клетчаткой диета повышает уровень КЦЖК в кишечнике, что затем способствует кишечному глюконеогенезу. КЦЖК ускоряют выработку GLP-1, связываясь с GPR41 и GPR43, тем самым способствуя секреции инсулина [25]. Напротив, ТМАО усугублял накопление триглицеридов и липогенез в печени мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров. Было обнаружено, что пропионат индуцирует гликогенолиз и гипергликемию за счет усиления секреции глюкагона и белка, связывающего жирные кислоты 4 (FABP4), тем самым препятствуя действию инсулина. У мышей с ожирением желчная кислота способствует секреции GLP-1 через путь TGR5, тем самым модулируя уровень сахара в крови. Примечательно, что существует множество связей между кишечной микробиотой и их микробиомом. Например, ТМАО может изменять профиль и метаболизм желчных кислот, тем самым способствуя стеатозу печени и атеросклерозу [26], тогда как желчные кислоты стимулируют экспрессию FMO3 через FXR, что в конечном счете приводит к продукции ТМАО. Более того, было обнаружено, что бутират восстанавливает дисрегуляцию желчных кислот и противодействует воспалению печени [27]. Таким образом, микробиота кишечника общается с хозяином различными способами. Во-первых, КЦЖК и вторичные желчные кислоты являются ee двумя основными метаболитами. Они играют иммунорегуляторную роль, либо непосредственно влияя на пролиферацию иммунных клеток, либо стимулируя выработку цитокинов. Более того, КЦЖК участвуют как в метаболизме липидов, так и в метаболизме сахаров. Во-вторых, ТМАО, который является продуктом переработки поступающего из пищи L-карнитина и холина, участвует в модуляции воспаления, способствуя высвобождению IL-18 и IL-1β или активируя сигнальный путь MAPK/ NF-κB, тем самым повышая уровни COX2, IL-6 и ICAM1. Более того, MAMP, включая LPS и пептидогликан, служат еще одним жизненно важным фактором в развитии атеросклероза и артериального тромбоза, в основном через TLR и NLR.

В работе, проведенной Li et al., выполняли фекальную трансплантацию от гипертоников к стерильным мышам. Вместе с изменением качественного и количественного состава бактерий менялось и артериальное давление мышей, что указывает на содействующую роль микробиоты кишечника при артериальной гипертензии [28]. Было продемонстрировано, что бактерии, продуцирующие бутират, и уровни бутирата относительно низки у пациентов с АГ, что указывает на то, что для поддержания гомеостаза и оптимума систолического давления важной опцией является сбалансированная выработка метаболитов КЦЖК. У мышей, получающих в экспериментальных условиях ангиотензин II, добавление бутирата эффективно снижало артериальное давление. Кроме того, было обнаружено, что дисфункция кишечного барьера является еще одним фактором, влияющим на АГ, о чем свидетельствуют повышенные уровни зонулина, белка-регулятора плотного соединения кишечного эпителия [29]. Однако один и тот же метаболит может вызывать противоположные биологические эффекты через разные рецепторы. Например, Дженнифер и др. обнаружили, что пропионат может повышать артериальное давление через обонятельный рецептор 78 (Olfr78), оказывая при этом гипотензивное действие посредством активации Gpr41 [30]. У мышей, получавших западную диету, эндотелиальные дисфункция была связана со снижением доли Bifidobacterium spp., тогда как введение антибиотиков помогало смягчить такое сосудистое повреждение. В сравнении со стерильными мышами, мыши, выращенные традиционным способом и получавшие ангиотензин II, имели более высокий уровень IL-4 и IL-10 [31]. В метаанализе восьми исследований более высокий уровень циркулирующего ТМАО был положительно связан с риском артериальной гипертензии, который зависел от его концентрации. Лю и коллеги определили, что введение штамма Lactobacillus rhamnosus GG является эффективным подходом для предотвращения дестабилизации АГ, что частично опосредовано снижением уровня ТМАО [32]. Однако стоит отметить, что применение только ТМАО не изменяет уровень артериального давления у нормотензивных крыс, но продлевает сосудосуживающий эффект ангиотензина II. Существует механизм, оказывающий влияние на уровень артериального давления, отличный от воспаления или регуляции иммунитета. У мышей с гипертензией, индуцированной высоким содержанием соли, повышенное артериальное давление тесно связано с повышенным уровнем кортикостерона кишечного происхождения [33].

Таким образом, воспаление сосудистой стенки и эндотелиальная дисфункция при посредничестве метаболитов КМ являются двумя ключевыми процессами в развитии артериальной гипертензии. В совокупности зависимость концентраций КЦЖК, зонулина и отдельных видов микроорганизмов, с одной стороны, и уровня артериального давления – с другой, подтверждают, что кишечная микробиота играет значимую роль в регуляции системной вазоконстрикции и вазодилатации.

В последние годы кишечные микроорганизмы все больше привлекают внимание с точки зрения их регуляторных возможностей при развитии атеросклеротических поражений. Так, имеются данные о негативных и позитивных влияниях конкретных микроорганизмов на различные кардиоваскулярные нозологии. Корен и др. впервые идентифицировали бактериальную ДНК в атеросклеротических бляшках, причем количество ДНК было связано с инфильтрацией атеросклеротических бляшек лейкоцитами [34]. Более того, измененный состав кишечного микробиома был подтвержден в ходе метагеномного ассоциативного исследования, в котором приняли участие 218 человек с атеросклерозом и 187 здоровых людей из контрольной группы. В частности, количество Enterobacteriaceae, Ruminococcus gnavus и Eggerthella lenta было значительно увеличено у пациентов с атеросклерозом. Тогда как количество Roseburia enteralis и Faecalibacterium cf. prausnitzii, обе бактерии, выделяющие бутират, было снижено [35]. Приведенные выше данные убедительно свидетельствуют о корреляции между микробиотой кишечника и атеросклерозом.

Касахара и его коллеги продемонстрировали, что Roseburia intestinalis способна улучшать течение атеросклероза за счет регуляции экспрессии генов, усиления метаболизма жирных кислот и уменьшения воспалительной реакции. Однако лечение бутиратом заметно снижает образование атеросклеротических бляшек за счет усиления ABCA1 и последующего оттока холестерина. Напротив, производство ТМАО кишечной микробиотой оказывает негативное влияние на атеросклероз [36].

В крысиной модели острого инфаркта миокарда (ОИМ), по сравнению с группой контроля, преобладали тип Synergistetes, семейство Lachnospiraceae, тип Spirochaetes, семейство Syntrophomonadaceae и роды Tissierella и Soehgenia, что одновременно коррелировало с нарушением кишечного барьера [37]. У пациентов с инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST (ИМпST) также наблюдалось системное изменение КМ. Было установлено, что более 12 % плазматических бактерий подвергались транслокации из кишечника после ИМпST, что частично связано с воспалительной реакцией. Соответственно, по истечении бактериальной транслокации было замечено уменьшение воспалительной реакции и повреждения сердца. Имеющие клиническое значение уровни ТМАО в плазме могут быть потенциальными маркерами для прогнозирования риска возникновения сердечно-сосудистых событий у пациентов с болью в груди. Такая эффективность может быть частично объяснена провоспалительным увеличением моноцитов, связанным с ТМАО [38]. Более того, Танг и соавт. продемонстрировали, что КЦЖК, полученные из кишечной микробиоты, способствуют восстановлению сердца и улучшат исход после ИМ за счет уменьшения воспалительного ответа. При введении пробиотика Lactobacillus plantarum 299v уровень лептина в крови снижался, что приводило к повышению ишемической толерантности миокарда и меньшему поражению сердца после ИМ [39].

Снижение сердечного выброса при ХСН приводит к повреждению барьера слизистой оболочки кишечника и дисбактериозу с повышением уровня патогенных микроорганизмов, таких как Candida [40], и снижением уровня противовоспалительных бактерий, таких как Faecalibacterium prausnitzii. В свою очередь, кишечная флора способствует развитию сердечной недостаточности (СН), участвуя в модуляции иммунитета слизистых оболочек. Сегментообразующие нитчатые бактерии могут стимулировать секрецию IL-6 и IL-23, а затем способствовать дифференцировке клеток Th17. Bacteroides fragilis увеличивает количество клеток Foxp3+ Treg и индуцирует секрецию противовоспалительных цитокинов, которые, как было обнаружено, уменьшают ремоделирование желудочков у мышей с ИМ [41].

Истощение КЦЖП приводит к разрушению кишечного барьера, что затем облегчает транслокацию эндотоксина и других воспалительных молекул в кровоток, вызывая системную реакцию и в конечном счете приводя к СН [42]. Сави и др. обнаружили, что ТМАО способствует высвобождению ионов кальция в клетках сердечной мышцы здоровых мышей и тем самым изменяет их сократительную способность [43]. Работа, проведенная Jin et al., показала, что ТМАО оказывает пагубное воздействие на кардиомиоциты взрослых, индуцируя повреждение сети Т-трубочек и нарушение обработки Ca. Когда ТМАО вводили мышам с СН, Organ et al. обнаружили, что глобальная сократимость сердца мышей значительно ухудшилась, что привело к отеку легких, увеличению сердца и снижению фракции выброса. Шуэтт и др. доказали, что ТМАО может повышать восприимчивость пациентов к СН за счет усиления миокардиального фиброза. Точно так же Ван и его команда доказали, что 3,3-диметил-1-бутанол (ДМБ) улучшает неблагоприятное структурное ремоделирование сердца у мышей с СН, вызванной перегрузкой, путем снижения уровня ТМАО [44]. Учитывая критическую роль ТМАО при СН, он может служить потенциальной терапевтической мишенью.

Аритмии, в том числе фибрилляция и трепетание предсердий, желудочковые аритмии и атриовентрикулярная блокада, способствуют развитию сердечной недостаточности или внезапной сердечной смерти. Цзо и др. ранее выявили вариабельные метаболические паттерны, а также несбалансированный состав кишечной микробиоты у пациентов с ФП, у которых достоверно повышена доля руминококков, стрептококков и энтерококков, тогда как Faecalibacterium, Alistipes, Oscillibacter и Bilophila явно снижены [45]. Позже было обнаружено, что пациенты с персистирующей ФП более подвержены различным дисбиотическим нарушениям в толстой кишке. В их последнем исследовании была изучена фекальная микробиота пациентов с персистирующей ФП в сравнении с пароксизмальной формой ФП, что подтвердило сходную картину кишечной микробиоты с аналогичным соотношением Firmicutes и Bacteroidetes [46].

Свинген и др. провели исследование с участием тысяч пациентов с подозрением на стабильную стенокардию и предположили, что уровни ТМАО в плазме определенно связаны с ФП. Хорошо известно, что у пациентов с ФП в ушке левого предсердия легко могут образовываться тромбы, что затем приводит к эмболии. Гонг и др. обнаружили, что у пациентов с ФП повышенный уровень ТМАО связан с образованием тромбов, что проявляется гиперреактивностью тромбоцитов. Мэн и др. впервые предположили, что сохранение дисбактериоза или влияние на метаболиты, такие как TMAO, может быть целью лечения аритмии из-за способности TMAO стимулировать ВНС сердца и уменьшать количество вызванных ишемией желудочковых аритмий путем высвобождения провоспалительных маркеров, таких как IL-1b и TNF-a [47]. Точно так же, согласно эксперименту Yu et al., кишечные микробы обладают способностью противодействовать прогрессированию ФП, продуцируя ТМАО, и, таким образом, могут активировать ВНС сердца в модели ФП у собак, индуцированной быстрой предсердной стимуляцией [48]. Аналогичным образом в модели мышей с гипертензией, получавших пропионат, была значительно снижена восприимчивость к сердечным желудочковым аритмиям, что указывает на возможные связи между КЦЖК и развитием аритмии.

Выводы

Данные, полученные в результате компиляции исследований на животных и людях, показывают, что влияние кишечной микробиоты и ее метаболитов на сердечно-сосудистые заболевания продолжает всесторонне изучаться. Благодаря высокопроизводительным технологиям, становится доступной проверка состава кишечной флоры, ее метаболитов и механизмов обоюдного влияния. Связь между кишечной микробиотой и развитием заболеваний крайне сложна: должны учитываться иммунная регуляция, воспалительная реакция, целостность кишечного барьера и метаболический гомеостаз.

Необходимы дальнейшие исследования конкретных механизмов, обусловливающих инсулинорезистентность, ожирение, повышение уровня артериального давления, стимулирование атерогенеза, прогрессирования ХСН. Управление количественным и качественным составом микробиоты кишечника и ее метаболитами может стать новой терапевтической мишенью и позволит напрямую и опосредованно влиять на прогноз пациентов с кардиоваскулярными заболеваниями.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов равноценен.

×

Об авторах

Максим Сергеевич Степанов

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Автор, ответственный за переписку.
Email: maximpractice@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3994-5461

аспирант кафедры госпитальной терапии и кардиологии

Россия, Пермь

Наталья Сергеевна Карпунина

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: karpuninapsma@mail.ru

профессор кафедры госпитальной терапии и кардиологии, доктор медицинских наук, доцент

Россия, Пермь

Ольга Витальевна Хлынова

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: olgakhlynova@mail.ru

заведующая кафедрой госпитальной терапии и кардиологии, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН

Россия, Пермь

Александр Васильевич Туев

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: olgakhlynova@mail.ru

профессор кафедры госпитальной терапии и кардиологии, доктор медицинских наук, профессор

Россия, Пермь

Анатолий Петрович Годовалов

Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера

Email: agodovalov@gmail.com

кандидат медицинских наук, доцент кафедры микробиологии и вирусологии

Россия, Пермь

Список литературы

  1. Brown J.M. and Hazen S.L. Microbial modulation of cardiovascular disease. Nature Reviews Microbiology 2018; 16: 171–181.
  2. Tang W.H., Kitai T., and Hazen S.L. Gut microbiota in cardiovascular health and disease. Circulation Research 2017; 120: 1183–1196.
  3. Tang W., Li D.Y., and Hazen S.L. Dietary metabolism, the gut microbiome, and heart failure. Nature Reviews Cardiology 2019; 16: 137–154.
  4. Kiouptsi K. and Reinhardt C. Contribution of the commensal microbiota to atherosclerosis and arterial thrombosis. British journal of pharmacology 2018; 175: 4439–4449.
  5. Marques F.Z., Mackay C.R., and Kaye D.M. Beyond gut feelings: how the gut microbiota regulates blood pressure. Nature Reviews Cardiology 2018; 15: 20–32.
  6. Li Y., Faden H.S., and Zhu L. The response of the gut microbiota to dietary changes in the first two years of life. Frontiers in Pharmacology 2020; 11: 334.
  7. Tang W.H.W., Backhed F., Landmesser U., and Hazen S.L. Intestinal microbiota in cardiovascular health and disease: JACC State-of-the-Art Review. Journal of the American College of Cardiology 2019; 73: 2089–2105.
  8. Eckburg P.B., Bik E.M., Bernstein C.N. et al. Diversity of the human intestinal microbial flora. Science 2005; 308: 1635–1638.
  9. Gill S.R., Pop M., DeBoy R.T. et al. Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science 2006; 312: 1355–1359.
  10. Koliada A., Syzenko G., Moseiko V. et al. Association between body mass index and Firmicutes/Bacteroidetes ratio in an adult Ukrainian population. BMC Microbiology 2017; 17: 1–6.
  11. Pascale A., Marchesi N., Govoni S., Coppola A., and Gazzaruso C. The role of gut microbiota in obesity, diabetes mellitus, and effect of metformin: new insights into old diseases. Current Opinion in Pharmacology 2019; 49: 1–5.
  12. Chang P.V., Hao L., Offermanns S., and Medzhitov R. The microbial metabolite butyrate regulates intestinal macrophage function via histone deacetylase inhibition. Proceedings of the National Academy of Sciences 2014; 111: 2247–2252.
  13. Macia L., Tan J., Vieira A.T. et al. Metabolite-sensing receptors GPR43 and GPR109A facilitate dietary fibre-induced gut homeostasis through regulation of the inflammasome. Nature communications 2015; 6: 6734.
  14. Tan J., McKenzie C., Potamitis M., Thorburn A.M., Mackay C.R., and Macia L. The role of short-chain fatty acids in health and disease. Advances in Immunology 2014; 121: 91–119.
  15. Smith P.M., Howitt M.R., Panikov N. et al. The microbial metabolites, short-chain fatty acids, regulate colonic Treg cell homeostasis. Science 2013; 341: 569–573.
  16. Bartolomaeus H., Balogh A., Yakoub M. et al. Short-chain fatty acid propionate protects from hypertensive cardiovascular damage. Circulation 2019; 139: 1407–1421.
  17. Schiattarella G.G., Sannino A., Toscano E. et al. Gutmicrobe-generated metabolite trimethylamine-N-oxide as cardiovascular risk biomarker: a systematic review and dose-response meta-analysis. European Heart Journal 2017; 38: 2948–2956.
  18. Zhuang R., Ge X., Han L. et al. Gut microbe-generated metabolite trimethylamine N-oxide and the risk of diabetes: a systematic review and dose-response meta-analysis. Obesity Reviews 2019; 20: 883–894.
  19. Manor O., Zubair N., Conomos M.P. et al. A multi-omic association study of trimethylamine N-oxide. Cell Reports 2018; 24: 935–946.
  20. Kenny D.J., Plichta D.R., Shungin D. et al. Cholesterol metabolism by uncultured human gut bacteria influences host cholesterol level. Cell Host & Microbe 2020; 28: 245–257.e6.
  21. Ridlon J.M., Harris S.C., Bhowmik S., Kang D.J., and Hylemon P.B. Consequences of bile salt biotransformations by intestinal bacteria. Gut Microbes 2016; 7: 22–39.
  22. Wang H., Latorre J.D., Bansal M. et al. Microbial metabolite deoxycholic acid controls Clostridium perfringens-induced chicken necrotic enteritis through attenuating inflammatory cyclooxygenase signaling. Scientific Reports 2019; 9: 14541.
  23. Mullick A.E., Tobias P.S., and Curtiss L.K. Modulation of atherosclerosis in mice by Toll-like receptor 2. The Journal of Clinical Investigation 2005; 115: 3149–3156.
  24. den Besten G., Bleeker A., Gerding A. et al. Short-chain fatty acids protect against high-fat diet-induced obesity via a PPAR-Dependent switch from lipogenesis to fat oxidation. Diabetes 2015; 64: 2398–2408.
  25. Hernandez M., Canfora E.E., Jocken J., and Blaak E.E. The short-chain fatty acid acetate in body weight control and insulin sensitivity. Nutrients 2019; 11: 1943.
  26. Ding L., Chang M., Guo Y. et al. Trimethylamine-N-oxide(TMAO)-induced atherosclerosis is associated with bile acid metabolism. Lipids in Health and Disease 2018; 17: 286.
  27. Sheng L., Jena P.K., Hu Y. et al. Hepatic inflammation caused by dysregulated bile acid synthesis is reversible by butyrate supplementation. The Journal of pathology 2017; 243: 431–441.
  28. Li J., Zhao F., Wang Y. et al. Gut microbiota dysbiosis contributes to the development of hypertension. Microbiome 2017; 5: 14.
  29. Kim S., Goel R., Kumar A. et al. Imbalance of gut microbiome and intestinal epithelial barrier dysfunction in patients with high blood pressure. Clinical Science 2018; 132: 701–718.
  30. Pluznick J.L., Protzko R.J., Gevorgyan H. et al. Olfactory receptor responding to gut microbiota-derived signals plays a role in renin secretion and blood pressure regulation. Proceedings of the National Academy of Sciences 2013; 110: 4410–4415.
  31. Man A.W. C., Li H., and Xia N. Resveratrol and the interaction between gut microbiota and arterial remodeling. Nutrients 2020; 12: 119.
  32. Liu J., Li T., Wu H. et al. Lactobacillus rhamnosus GG strain mitigated the development of obstructive sleep apnea-induced hypertension in a high salt diet via regulating TMAO level and CD4 (+) T cell induced-type I inflammation. Biomedicine & Pharmacotherapy 2019; 112: 108580.
  33. Yan X., Jin J., Su X. et al. Intestinal flora modulates blood pressure by regulating the synthesis of intestinal-derived corticosterone in high salt-induced hypertension. Circulation Research 2020; 126: 839–853.
  34. Koren O., Spor A., Felin J. et al. Human oral, gut, and plaque microbiota in patients with atherosclerosis. Proceedings of the National Academy of Sciences 2011; 108: 4592–4598.
  35. Jie Z., Xia H., Zhong S.L. et al. The gut microbiome in atherosclerotic cardiovascular disease. Nature Communications 2017; 8: 845.
  36. He Z., Hao W., Kwek E. et al. Fish oil is more potent than flaxseed oil in modulating gut microbiota and reducing trimethylamine-N-oxide-exacerbated atherogenesis. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2019; 67: 13635–13647.
  37. Wu Z.X., Li S.F., Chen H. et al. The changes of gut microbiota after acute myocardial infarction in rats. PLoS One 2017; 12: 0180717.
  38. Haghikia A., Li X.S., Liman T.G. et al. Gut microbiota dependent trimethylamine N-oxide predicts risk of cardiovascular events in patients with stroke and is related to proinflammatory monocytes. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology 2018; 38: 2225–2235.
  39. Lam V., Su J., Koprowski S. et al. Intestinal microbiota determine severity of myocardial infarction in rats. The FASEB journal 2011; 26: 1727–1735.
  40. Pasini E., Aquilani R., Testa C. et al. Pathogenic gut flora in patients with chronic heart failure. JACC: Heart Failure 2016; 4: 220–227.
  41. Jia Q., Li H., Zhou H. et al. Role and effective therapeutic target of gut microbiota in heart failure. Cardiovascular Therapeutics 2019; 5164298: 1–10.
  42. Nagatomo Y. and Tang W.H. Intersections between microbiome and heart failure: revisiting the gut hypothesis. Journal of Cardiac Failure 2015; 21: 973–980.
  43. Savi M., Bocchi L., Bresciani L. et al. Trimethylamine-Noxide (TMAO) -induced impairment of cardiomyocyte function and the protective role of urolithin B-glucuronide. Molecules 2018; 23: 549.
  44. Wang G., Kong B., Shuai W., Fu H., Jiang X., and Huang H. 3,3-Dimethyl-1-butanol attenuates cardiac remodeling in pressure-overload-induced heart failure mice. The Journal of Nutritional Biochemistry 2020; 78: 108341.
  45. Zuo K., Li J., Li K. et al. Disordered gut microbiota and alterations in metabolic patterns are associated with atrial fibrillation. GigaScience 2019; 8: 6.
  46. Zuo K., Yin X., Li K. et al. Different types of atrial fibrillation share patterns of gut microbiota dysbiosis. Msphere 2020; 5: 2.
  47. Meng G., Zhou X., Wang M. et al. Gut microbe-derived metabolite trimethylamine N oxide activates the cardiac autonomic nervous system and facilitates ischemia-induced ventricular arrhythmia via two different pathways. EBioMedicine 2019; 44: 656–664.
  48. Yu L., Meng G., Huang B. et al. A potential relationship between gut microbes and atrial fibrillation: trimethylamine N-oxide, a gut microbe-derived metabolite, facilitates the progression of atrial fibrillation. International Journal of Cardiology 2018; 255: 92–98.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2023



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 75489 от 05.04.2019 г
.