肠道季铵胺转化途径。红肉和某些蔬菜含有较高浓度的季铵胺，食用后这些化合物进入肠道，被微生物降解并输送到肝脏。人体酶将三甲胺(TMA)转化为促进动脉粥样硬化的代谢物三甲胺-N-氧化物。或者，微生物可以降低三甲胺浓度（绿色箭头）。每个转化过程中的微生物缩写基因名称在方框中标注。资料来源：Borton M.A.等人，《mBio》，2023年
几代以来，睿智的阿姨和祖母们一直建议，通往心脏的最快路径是通过胃。我们的长辈也鼓励我们在涉及心脏的问题上要相信肠道直觉。她们可能说对了。越来越多的研究表明，肠道不仅是浪漫情感的寓言之家，也是心血管健康的关键参与者。
肠道-心脏轴
许多与心脏相关的健康因素似乎都受到肠道微生物组的影响，包括血压、体重、炎症和糖尿病。对所谓"肠道-心脏轴"（肠道和心脏之间的双向通信链）的研究可能为心血管疾病(CVDs)（如动脉粥样硬化，一种由动脉中斑块积聚导致心脏病发作和中风的疾病）的治疗和预防提供新途径。
尽管医学和治疗学不断进步，心血管疾病的发病率仍然很高，特别是在高收入和中等收入国家。根据世界卫生组织(WHO)的数据，2022年心血管疾病占全球死亡总数的32%（损失1980万生命）。值得注意的是，85%的心血管疾病死亡是由心脏病发作和中风引起的，其中三分之一的死亡发生在70岁以下的人群中。
微生物群与动脉粥样硬化之间的直接联系是通过早期测序研究发现的，这些研究显示口腔细菌的DNA存在于动脉粥样硬化斑块中。此外，研究还表明肠道微生物群落的改变与疾病严重程度相关。
肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的增加与冠状动脉粥样硬化严重程度更高和冠状动脉斑块更大相关。此外，慢性心力衰竭患者表现出有益细菌减少和病原细菌（包括弯曲杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌和念珠菌）增加。
肠道微生物通过产生影响动脉粥样硬化过程的各种化学物质来影响患心血管疾病的风险。识别肠道微生物群特征和相关代谢物可以为未来的临床干预提供有用信息。
巨噬细胞炎症、抗菌和代谢途径中组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的作用。资料来源：Das Gupta K.等人，《临床与转化免疫学》，2016年
微生物的双重性
由不同细菌种类产生的特定代谢物在促进心脏健康以及决定心血管和非心血管病理（如结肠癌、肾病、阿尔茨海默病）的发生和进展方面发挥作用。
促进心脏健康的微生物代谢物
短链脂肪酸(SCFAs)如乙酸、丁酸和丙酸，是肠道细菌发酵宿主无法消化的多糖的产物。短链脂肪酸促进肠道屏障完整性，表现出抗肿瘤活性，减少氧化应激，调节脂质代谢并调节炎症。
炎症是对损伤、疾病或入侵的免疫反应。丁酸和乙酸通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)，帮助保护心脏，这些酶与动脉高血压和肥大相关。
HDACs的作用是为转录因子打开或关闭DNA链，从而调节细胞增殖以实现健康功能。在正常情况下，心血管HDACs有助于维持和修复心肌组织，并调节免疫细胞和巨噬细胞的分化和募集。
在炎症和压力期间，促炎细胞因子会增加HDACs的水平。慢性炎症和高血压会使这个过程"保持开启"，导致肥大——心肌厚度增加和收缩力降低——给系统带来更大压力。这种过度的免疫反应使组织和器官容易受到身体自身免疫系统反应造成的持续损害和有害重塑。
HDAC的抑制会产生积极的下游效应，包括抑制促炎细胞因子（如TNF-α、IL-12和IFN-γ）和增加抗炎细胞因子IL-10的产生。丙酸通过血管舒张适度降低血压。
最后，短链脂肪酸还通过将胆固醇转化为粪甾醇来减少肠道胆固醇的可用性，然后粪甾醇可以从体内排出。
与增加心血管疾病风险相关的微生物代谢物
并非所有肠道微生物群产物都对宿主有益。三甲胺N-氧化物(TMAO)是细菌在摄入含有胆碱、磷脂酰胆碱和肉碱三甲胺（如肉类、蛋黄和高脂乳制品）的食物后生成的。研究人员继续发现这种细菌代谢物与心血管疾病之间潜在的因果联系。
TMAO血浆水平升高与74%的主要不良心脏事件风险和66%的全因死亡率增加相关。TMAO通过招募白细胞和增加促炎细胞因子的表达导致血管炎症，从而导致血管功能障碍和斑块形成。
此外，TMAO会导致蛋白质重新定位，这些蛋白质有助于维持T小管的正常结构（心肌细胞膜的内陷，调节和同步心肌细胞的扩张和收缩）。
调节TMAO及其相关微生物群的产生可能是治疗和预防动脉粥样硬化、心力衰竭、高血压和其他心血管疾病的一种有前景的策略。
这引发了一个重要问题：我们如何维持肠道和心脏之间的健康关系？
维持平衡
肠道微生物组和心脏之间关系的相互关联性表明，益生元和益生菌可以成功地用于靶向肠道微生物群及其代谢物以管理健康。
联合国粮食及农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)将益生菌定义为"当以足够量给药时，能给宿主带来健康益处的活微生物"。
越来越多的证据支持益生菌可能缓解与免疫系统、抑郁症、焦虑症、2型糖尿病、肥胖以及胃肠道和心血管健康相关的疾病的可能性。乳酸杆菌(L.)和双歧杆菌(B.)是两种最常用的益生菌细菌。
乳制品（如牛奶、酸奶和奶酪）中的益生菌细菌可以产生具有抗高血压功能的生物活性肽。瑞士乳杆菌(L. helveticus)已被证明能产生血管紧张素转化酶(ACE)抑制三肽，这在降低血压方面发挥作用。
一项最近的临床试验研究了在常规他汀类药物治疗方案中引入益生菌菌株B. lactis Probio-M8缓解心血管疾病的潜在益处。60名冠状动脉疾病患者被随机分为益生菌组和安慰剂组。
虽然两组的心脏健康都有所改善，但益生菌组在关键心脏指标方面显示出更显著的改善，包括血清低密度脂蛋白胆固醇和患者报告的身体限制和疾病感知测量等其他因素。此外，益生菌组还表现出焦虑和抑郁水平的改善。
重要的是要记住，益生菌和益生元的益处不是立即显现的，在长期维持时会产生更大的影响。虽然短期剧烈的饮食干预能够快速改变一个人的肠道微生物组，但这些变化是暂时的。因此，必须维持饮食变化以培养健康的微生物组关系。
富含植物的饮食可以促进发酵纤维的细菌物种的生长，并可以导致短链脂肪酸和其他有益副产品的增加。高脂饮食会导致与不良健康影响相关的变化，因为从长远来看，它们会导致肥胖、代谢综合征和心血管问题的风险增加。
未来走向
研究人员才刚刚开始触及肠道-心脏轴的表面。微生物组与人类健康之间的新联系不断被发现。生态失调已被与自身免疫性疾病、癌症、肥胖甚至精神疾病联系起来。
然而，大多数研究是观察性的，这限制了研究人员确定生态失调与疾病状态之间因果关系的能力。作为较新的研究领域，临床数据仍然有些有限，人与人之间的差异导致确定治疗效果的困难。此外，目前的大部分研究集中在细菌上，而忽略了微生物组的其他成分，如病毒、古菌和真菌。
未来，临床医生可能能够分析个人的微生物群，以确定不良心血管事件的风险。一项研究表明，细菌代谢物琥珀酸在急诊科中是有用的鉴别诊断工具，可以区分抱怨胸痛患者的主动脉瘤和肺栓塞。然而，在微生物产品可以在临床环境中广泛应用之前，仍有许多研究要做。所以，直到那时，听奶奶的话。
期刊信息：mBio
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